相控阵超声检测声场近场区长度的理论

相控阵超声检测技术可靠高效、无辐射,可应用于工业无损检测中。对于均匀各向同性材料工件,尤其是焊缝的相控阵超声检测,可采用超声斜入射脉冲横波扇形扫描检测的方法。探讨相控阵超声探头辐射不同偏转角度声场的近场区长度问题,进行了理论计算和仿真分析,发现焊缝检测中常用有机玻璃楔块角度为36.2°时,偏转角度越大,近场区长度越小。结果可为相控阵超声检测工艺设计和检测设备校准提供参考。     

相控阵超声检测技术应用

相控阵超声技术在无损检测行业中已经得到广泛的应用,该技术根据电子延时控制,利用波的叠加和干涉原理,形成动态扫查声束,最终合成扫查图像,比传统超声波探伤具有时更高的缺陷检出率。围绕相控阵技术原理、设备的使用和校准,介绍了相控阵技术在一些领域的经典应用。     

焊接接头的相控阵超声检测

相控阵超声检测技术通过控制探头中各芯片的激励和调节声束参数来进行检测,具有无需锯齿扫查,声束角度广,缺陷显示直观等特点。通过对含焊接缺陷试板的焊接接头进行相控阵超声检测,并与其他检测方法进行对比,综合分析了典型缺陷信号特性,为相控阵超声检测技术在焊接接头缺陷实际检测中的应用提供借鉴。     

核电混凝土相控阵超声检测的数值模拟分析

基于核电混凝土预设缺陷的相控阵超声检测试验,采用COMSOL软件进行模拟分析和模型的可靠性验证。采用验证后的模拟方法来研究不同相控阵阵列偏转角度和聚焦距离对超声检测的影响。结果表明,相控阵超声检测是一种有效的无损检测方法,COMSOL多物理场模拟软件能够正确模拟声束在缺陷混凝土中的传播规律;相控阵阵列采用不同的声束偏转角度和聚焦距离对检测结果有一定影响。该结论为混凝土检测用相控阵超声探头的工程设计提供了一定参考。     

超声相控阵技术 第五部分——相控阵超声主要公式和基本参数

介绍与相控阵超声检测有关的一些主要公式和基本参数。理解这些公式和参数,对正确和灵活运用相控阵超声检测技术具有重要意义。对其中涉及聚焦律、扇形扫描范围、波型变换信号位置、增益损失、角度增益补偿、轴向和横向探头分辨力及声束特征等重要参数的公式,尤需融会贯通。为引出相控阵检测和缺陷定量公式,仍需从常规超声检测技术的概念公式起步,并需结合相控阵超声显示图谱特征比照分析。     

依据ASME标准的PAUT现场检测推荐作法

针对相控阵检测技术现场应用,依据ASME标准要求,对超声相控阵仪器的校准、探头校准以及校准试块和认证试块的制作要求作了进一步的规范。对今后超声相控阵检验技术现场应用起到了指导作用。     

相控阵超声检测国际动态

超声相控阵具有探头阵元激励（振幅和延时）由计算机控制,声束参数如角度、焦距和焦点等可通过软件调整的种种优点。本文介绍超声相控阵技术在工业上的应用类别和实例动态,包括航空航天、核电设备、承压设备在制在用检测,强调其对复杂几何形状或可接近性受限工件检测的适应性及对缺陷定量表征的优越性。也介绍了作为应用依据的有关标准动态,及法规对相控阵操作演示的立项要求,旨在为国内推广该新技术提供借鉴。     

三代核电反应堆压力容器进/出口接管安全端相控阵检测

相控阵检测技术可以通过一个探头实现角度连续变化的多角度扫查,适用于复杂工件的检测,具有改变声束角度、聚焦范围、焦点尺寸等特点,从而获得最高的检测灵敏度和信噪比,检测效率较高。本文通过试验优化了超声相控阵检测设备参数设置及聚焦法则参数设置,通过相控阵超声检测技术能够检出试块上所有的体积型及平面型人工反射体,检测灵敏度及信噪比良好,适用三代核电反应堆压力容器进出口接管安全端焊缝的检测。     

高压管汇由壬导槽部缺陷超声相控阵检测研究

基于超声相控阵检测技术开展复杂由壬螺纹结构导槽部位缺陷检测研究。根据延时聚焦偏转法则使用MATLAB计算探头各晶片不同声束角度的激发延迟时间,在COMSOL Multiphysics中仿真分析刻槽缺陷的声学特性,得到相控阵检测参数。试制模拟对比试块开展实验,验证了超声相控阵检测技术用于由壬螺纹导槽部缺陷检测的可行性。     

碳钢材料PAUT检测中的缺陷测高影响因素

在海洋石油天然气平台建造过程中,相控阵超声检测技术已经全面应用于管线对接焊缝检测中。根据设计要求,经相控阵超声检测的缺陷应依据标准ASME B31.3-2020 《工艺管道规范》附录R进行评定,标准要求在验收时需要对缺陷高度和长度进行测量,然而相控阵超声测高的准确性和可靠性并不理想。通过对声束聚焦深度、探头角度、检验声程等检测参数进行研究,分析了碳钢材料PAUT检测中缺陷测高的主要影响因素。     

超声相控阵检测用试块及其应用

介绍了超声相控阵检测用的校准试块、参考试块和模拟试块,国内外相关标准及规范对相控阵检测所用试块的不同要求以及各试块的基本特点和主要功能,以为同行提供参考。     

超声相控阵声束控制特性分析

超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行相位控制,获得灵活可控的合成波束,从而实现对整个检测对象的扫描。它具有可进行动态聚焦、可成像检测、可检测复杂形状物体等一些优点,近年来正成为国际无损检测领域的研究热点,并已经在医学和工业领域得到应用。在研究超声相控阵技术原理的基础上,建立了数字声束模型来分析线阵换能器参数对声束控制的影响,并用计算机软件进行仿真分析声束的偏转聚焦。通过这种方法,可以很清楚的了解超声相控阵声束控制特性。     

专利信息

一种用于射线探伤底片分析管理方法，工业应用的相控阵超声检测方法，全数字式相控阵超声波无损检测的图像重建方法，相控阵超声检测系统控制声束聚焦扫描和接收的方法，悬浮式跟踪钢管超声自动探伤装置     

超声相控阵角度偏转极限测试方法探讨

理论分析了ASTM E2491中对超声相控阵声束偏转极限角度的测试方法的实质,提出了相控阵声束偏转极限角度的声压下降的测试方法,并通过试验验证了所提方法的可行性,与理论吻合较好。     

油罐焊缝缺陷的超声相控阵检测

超声相控阵技术作为新型的无损检测技术已应用于油罐缺陷检测领域。针对实际焊缝中可能存在的裂纹、气孔、未熔合和未焊透等缺陷,设计制作了包含不同缺陷的焊缝试块。通过设定超声相控阵的声束角度、焦距位置和焦点尺寸等参数,可清晰检测到焊缝内部缺陷,并能较准确地判断内部缺陷的位置和大小。但相控阵技术对被检件表面要求较高,且需要制作多种试块。     

法兰密封面腐蚀缺陷超声相控阵检测技术

用于腐蚀介质环境下的法兰,密封面的腐蚀缺陷容易使其泄漏,影响安全生产,导致危害性的后果。利用超声相控阵检测技术[1]声束角度可变和动态聚焦的优点、适合复杂结构件以及实时成像等特点,通过结构分析、声场模拟,试验研究和现场检测应用,确定了法兰超声相控阵针对性检测工艺,实现了不拆卸从法兰外部对密封面腐蚀缺陷进行有效检测。     

焊缝超声检测相控阵参数与缺陷显示的相关性

探讨焊缝超声相控阵检测探头参数和仪器参数对缺陷检测图像显示的影响,指出相控阵参数的选择应以获得最小声束焦点为目标,其中声束发射窗口和频率是最关键的参数。要进行高质量的相控阵检测,必须掌握相控阵参数选择与缺陷图像显示的相关性。     

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。     

薄板栅格翼焊缝的相控阵超声检测参数研究

栅格翼结构焊缝型面较为复杂,常规无损检测方法难以胜任,故开展薄板栅格翼结构的相控阵超声检测方法研究。利用相控阵超声检测技术声束灵活可控的特点,制定了基于波束控制的全覆盖检测方案。为获得较好的信噪比,提出了一套超声换能器与楔块设计方法,并采用有限元仿真方法进行验证;对采用多次反射方式入射的相控阵超声声束路径计算方法进行了研究;构建了采用机械臂作扫查器的高精度相控阵超声自动化检测系统,对具有人工预埋缺陷的栅格翼结构进行检测试验,验证了检测方法的正确性。研究结果表明,所提出的相控阵超声检测方法,能够对裂纹、未焊合等类型缺陷进行良好表征,可以满足薄板角接类结构的超声无损检测要求。     

高压转子枞树型叶轮超声波相控阵检测技术的应用

超声波相控阵检测技术凭借其声束覆盖范围大、检测灵敏度和检测分辨力比常规超声检测技术更高的优点,成为了提升汽轮机叶轮等部件超声检测可靠性的不二选择。通过一系列针对汽轮机高压转子的超声波相控阵检测工艺试验,验证了超声波相控阵检测技术的适用性,并且通过比较不同的超声波定量方法确定了超声波相控阵检测定量(长度测量和高度测量)的工艺。应用超声波相控阵在枞树型叶上轮检测不仅解决了原有技术的局限性并且提高了检测的效率、可靠性和准确性。