基于超声相控阵技术的铝合金锻件无损检测研究

针对航空航天关键件所使用的2A14-T6铝合金锻件内部可能存在的不可预知的缺陷,开展基于超声相控阵技术的检测工艺及方法研究。通过合理布置相控阵探头的位置,选用合适的相控阵探头和扫查方式,试验发现超声相控阵检测技术可以对满足Φ2 mm当量的不同类型缺陷的检出。与常规超声检测方法相比,超声相控阵技术检测铝合金锻件有着更大的技术优势和应用前景。     

超声相控阵技术的仿真试验

超声相控阵技术是一种先进的超声无损检测技术。超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行精确延时控制,获得灵活可控的合成波束,并可随意控制聚焦点的位置。利用仿真相控阵合成聚焦技术的方法,搭建了一个16阵元、超声信号发射、接收和处理试验系统。利用该系统对缺陷试块进行了检测试验,试验结果与实际试块缺陷情况吻合。通过对试块缺陷的检测试验,对比聚焦与不聚焦的检测效果,证明了相控阵合成聚焦技术可以极大地提高检测的信噪比和灵敏度,验证了相控阵聚焦可以提高检测能力。     

对接焊缝相控阵超声检测可靠性的CIVA仿真与试验

对比了相控阵超声和常规超声对接焊缝的检测仿真和试验,分析了对接焊缝相控阵超声检测的可靠性,为承压设备相控阵超声检测标准的制订提供相应参考。仿真与试验得出：相控阵超声检测的缺陷检出率总体上要高于常规超声检测。对于有着严重危害且对声束指向性要求较高的面状缺陷,相控阵超声的检出率要高于常规超声。对于夹渣、未焊透等体积性缺陷,相控阵与常规超声的检出率均非常高。但是对于气孔类回波较小的体积性缺陷,相控阵超声的检出率明显高于常规超声。对于工件厚度较大的焊缝,相控阵超声较常规超声技术可以扫描检测到更厚的焊缝区域。在缺陷测长方面,相控阵超声的测长结果相对于常规超声技术总体偏大,测长精度并无明显优势。     

艉轴管的超声相控阵检测

艉轴管属于大型管状铸锻件,使用常规超声方法对其进行检测时,内壁检测区域大,手工检测效率低,工程实施性差。考虑到超声相控阵检测技术具有C扫描成像功能、动态深度聚焦功能及扫查速度快等特点,将相控阵超声技术应用于艉轴管的检测中,并使用常规超声检测对艉轴管进行复检;对比两者检测结果,验证了设计的艉轴管超声相控阵检测方案是可行、可靠的,并且具有常规超声检测无法比拟的检测优势。     

弯管焊缝曲表面超声相控阵成像检测

介绍弯管焊缝用超声相控阵检测(PAUT)安全取代射线照相检测(RT)的方法要领和细节。针对弯管焊缝沿圆周方向弯头表面几何形状变化特点,提出环焊缝用超声相控阵全聚焦法(TFM)进行成像检测,可获得高分辨力图像,且灵活性好。为验证所提出的方法,对声波在弯管壁内的传播,通过仿真平台,作了数值模拟。仿真结果表明,该法能准确测出反射源位置。最终实验证明:以此法取代RT,适用于不同尺寸的弯管环焊缝缺陷的探、判、测、评,满足相关规范标准要求。     

基于CIVA仿真的FPSO船体管道相控阵超声检测

首先采用CIVA仿真软件建立了双相不锈钢各向异性焊缝模型,对声场分布和缺陷响应进行了模拟和计算,然后基于ISO 13588-2019和ISO 22825-2017进行了工艺验证,最后采用CIVA仿真制定的相控阵工艺对现场FPSO船体管道进行了检测和缺陷解剖验证。结果表明,CIVA仿真对于各向异性不锈钢焊缝相控阵检测工艺的制定具有较好的指导作用,DMA探头在各向异性焊缝的相控阵检测中具有较高的信噪比和缺陷检出率。研究为FPSO船体管道相控阵超声检测提供了可行的技术方案。     

基于CIVA仿真的孔壁裂纹超声相控阵检测分析

针对过盈螺栓连接结构孔壁裂纹的检测,开展了基于CIVA的检测仿真分析,建立了超声相控阵扇扫检测仿真模型,从相控阵扇扫图像中可以有效地分辨缺陷反射回波和结构自身产生的反射回波,研究分析了不同裂纹角度、裂纹长度和裂纹相对位置参数对检测结果的影响.通过相对幅值和扇扫图像对孔壁结构和裂纹信号进行了对比,优化了检测工艺,可以有效...     

超声相控阵检测缺陷的灵敏度试验

为模拟实际焊缝中裂纹、气孔等常见缺陷,设计了一个具有不同孔径、深度、和倾斜角度的通孔型试块,来实现仪器探伤灵敏度的标定。通过对试块上四组缺陷的检测,发现超声相控阵对不同缺陷的检出灵敏度表现出一定的规律性,且通过合理的焦距设置可以改善仪器的检测效果。试验结果对实际焊缝和钢材内部缺陷检测具有一定的参考价值。     

基于CIVA仿真的管帽焊缝相控阵超声检测工艺

对某化工厂合成反应器换热管管帽焊缝进行了相控阵超声检测工艺分析,采用研制的专用扫查装置及楔块在对比试块上进行试验,并优化了检测工艺,并在模拟试块上验证优化后的检测工艺.结果表明:优化后的检测工艺检测效果良好,为管帽焊缝的检测提供了一个有效的解决方案.     

筒类锻件缺陷超声检测方法探讨

由于制造工艺的原因,锻件通常晶粒粗大,透声性能较差,探伤较为困难。本文以筒类锻件为例,分析了锻件中存在的缺陷类型,提出了一种探伤工艺。通过钻杆转动轴检测试验得出：晶粒粗大的锻件,通常选用频率较低的超声波,当没有底波时,排除仪器本身存在的问题,通常认为是有缺陷的,且缺陷非常严重。     

复杂结构焊接件超声相控阵检测的数值仿真

超声相控阵技术由于其技术优越性以及成像功能,已广泛应用于复杂结构焊接件的检测中。但相控阵技术不能完全判断信号来源和信号真实位置,因此需要借助CIVA数值仿真技术,对相控阵检测结果进行有效分析,并对实际检测过程的工艺设计和缺陷评判起指导作用。     

轴类钢锻件磁粉检测中发纹与裂纹的鉴别

在轴类钢锻件的磁粉检测中,发纹与裂纹这两类缺陷的磁痕显示较为相似;但是两者对工件使用性能的影响存在较大的差别,其质量验收标准差异也较大。提出了几种发纹与裂纹的实用鉴别方法,可供磁粉检测人员参考和借鉴。     

基于COMSOL的相控阵超声检测模拟

研究了使用计算方法来解决相控阵超声检测问题的可行性,建立了检测项目的数学模型并制定实验方案,利用COMSOL Multiphysics4.3程序实现检测过程的计算机模拟和数据分析,并与实际检测结果进行对比,验证仿真过程的准确性。     

相控阵超声技术在轴类键槽磨损修复中的应用

在设备运转过程中,键槽部位会发生磨损,键槽磨损修复工艺多种多样,在使用堆焊修复时,应重点关注焊接质量,避免发生焊接缺陷造成轴头力学性能下降以及修复效果不理想的问题。应用相控阵超声技术的工件仿真模拟和缺陷三维动态显示功能,实现了对电机转子键槽堆焊修复部位内焊接缺陷的有效检测和精确定量,为轴类键槽堆焊修复的检测工作提供了新思路。     

角焊缝裂纹类缺陷相控阵超声检测工艺

角焊缝是工程中较为常见的焊缝形式,与对接焊缝相比,其特殊的结构和焊缝形式增加了超声检测的难度和工艺的复杂性。在分析角焊缝常规检测工艺的基础上,提出了应用超声相控阵检测工艺的方案,并以Y型焊缝为例制定了相控阵超声检测方案并进行了检测试验。检测结果验证了方案的可行性,为相控阵超声技术在角焊缝检测中的推广应用提供了经验。     

改善轴类锻件力学性能的研究

比较新型凸面砧拔长与WHF法锻造后轴类件的各项力学性能发现,采用新型凸面砧拔长能更好的改善工件力学性能。     

大型锻件的超声检测

<正> 用超声波探伤方法评定大型锻件中的内部缺陷,是一个十分复杂的问题。本文就超声波探伤解剖实践,对大型锻钢件的超声检测方法进行讨论。一、大锻件的固有特征对超声检测的影响大型锻件的超声检测最常出现的问题是低估缺陷的大小。例如图1所示的轴锻件内的横向大裂纹,长度为250mm,用常规的AVG检测结果仅反映出当量φ2～3mm的小     

轴类锻件调质处理的伸长变形

在实际生产条件下对轴类锻件调质处理前、后尺寸的变化进行了测量。测量结果表明:沿轴类锻件的长度方向(即金属的纤维方向)伸长变形较大。35CrMo钢船用中间轴锻件[420 mm/150 mm×(6 000~8 000)mm]经过一次调质处理后,伸长变形量在14 mm~33 mm范围内。伸长变形的主要原因是由显微组织转变造成的。     

基于压电晶片的超声导波激发特性试验

使用超声导波进行无损检测是实现结构健康监测的重要手段,但是其多模态特性会增加损伤信号提取难度,因此需要在激发时尽可能激励单一模态。使用粘贴于结构表面的压电晶片激发和接收超声导波,通过多种尺寸晶片在不同结构厚度下的导波试验,对导波各模态的激发特性进行了研究。结果表明附着于结构表面的压电晶片不但可激发S₀模态,同时也可激发出A₀模态;为了有效抑制A₀模态的幅值,激发晶片的直径需要大于A₀模态的波长。     

奥氏体不锈钢厚壁对接焊缝的超声相控阵CIVA仿真与试验

针对奥氏体不锈钢厚壁对接焊缝管道内部缺陷检测的难点,以及为了优化检测工艺和辅助超声信号分析,采用CIVA仿真软件中的超声模块对80mm厚奥氏体不锈钢试块进行了声场模拟与缺陷检测。根据仿真结果,采用设计的带有双面阵相控阵纵波探头的ISONIC2009超声成像系统对试块进行了检测。结果表明,CIVA仿真结果与实际检测结果吻合度较高,CIVA软件可准确、高效地为奥氏体不锈钢厚壁对接焊缝的相控阵检测提供工艺指导,具有较高的应用价值。