插入式管座角焊缝超声声束全覆盖方法与检测试验

为了提高插入式管座角焊缝超声检测的缺陷检出率,提出了利用刚性相控阵在管座上进行扇形扫查,结合柔性相控阵在接管内壁进行线性扫查的方法,从而实现对此类焊缝的声束全覆盖检测。首先,讨论了不同检测面的选择对缺陷检出率的影响;接着,利用CIVA软件仿真并分析了两种检测方法对不同缺陷的检出情况;最后,对自行设计的插入式管座角焊缝试样进行了检测。试验结果表明,同时利用这两种方法进行检测,可以有效提高缺陷检出率。     

有限元模拟仿真在压力容器对接接管焊缝相控阵超声检测工艺设计中的研究与验证

针对大壁厚压力容器接管焊缝多为窄间隙对接焊接头,超声检测中存在扫查路径复杂、定量定性精度差和检出率相对较低等难点,引入有限元模拟仿真技术。通过建立工件3D模型和不同类型的缺陷,模拟各缺陷在压力容器筒体外壁和接管内壁相控阵超声检测时的响应情况,优化相控阵超声探头、楔块设计和探头运动轨迹,最终实现检测工艺的理论设计。在带有自然缺陷的模拟试块上,验证检测工艺的准确性和可靠性。对比有限元模拟仿真和在模拟试块上的实际检测情况表明,经过仿真设计过的相控阵超声检测工艺可有效提高接管窄间隙焊缝中缺陷的检出率和检测精度。     

核电站压力容器接管安全端同种钢焊缝的相控阵超声检测

反应堆压力容器接管安全端与主管道对接接头属奥氏体不锈钢同种钢焊缝,受晶粒粗大等因素的影响,其常规超声检测的难度较大。结合焊接结构特点以及相控阵超声检测技术的优势,提出了一种接管安全端同种钢焊缝相控阵超声检测技术方案,阐述了相控阵探头参数设计方法,并根据确定的参数进行声场模拟和实测验证;使用参考试块、相控阵探头与常规探头进行了对比试验。试验结果表明,设计的相控阵检测技术方案可以有效地对接管安全端同种焊缝进行检测,定量能力高于常规超声检测技术的定量能力,并能有效减少探头数量和检测时间。     

薄壁金属焊缝超声检测——常规法与相控阵法比较

就常规超声与相控阵超声,按现行欧标(EN 17640和EN 13588)规定的检测工艺,选用高频小探头对薄壁对接焊缝进行体积检测的结果作了比较。实验证明:遵循欧标给出的常规UT和相控阵UT工艺,操作得法,可有效扫查检测和定量评定薄至4mm的焊缝。     

电站锅炉接管座角焊缝超声相控阵检测技术

分析了电站锅炉接管座角焊缝常规超声波检测技术的难点,概述了超声相控阵检测技术的优势,对接管座角焊缝相控阵检测中主要工艺参数的设置进行了分析研究,举例说明了该技术在电站锅炉接管座角焊缝检验中的应用情况及检测效果。     

管道环缝相控阵超声探伤技术的应用——国外超声检测动态

介绍20世纪末国外相控阵超声探伤瓣技术在管道环焊缝检测上的成功应用。通过多压电元件相控阵探头纵向电子扫描和对管子的周向机械扫查，可对管道环焊缝作快速检验，为保证相控阵探头在主要性上等效于普通斜探头，用聚苯乙烯作楔块材料，用高分子聚合物作换能器材料，并用曲面声透镜改善探头在管子轴向和周向的声束特性。     

蒸汽发生器安放式小径接管全焊透角焊缝超声检测工艺改进

由于蒸汽发生器安放式小径接管全焊透角焊缝的结构限制、接管曲率大等因素,传统的超声检测工艺存在一些弊端。改进了传统超声检测工艺,设计了专用的超声波探头并采用从接管内壁进行扫查的检测方法。采用改进后的超声检测工艺在缺陷模拟接管上进行了验证试验,结果表明新的检测工艺规避了传统超声检测工艺的缺点。     

316L对接焊缝相控阵超声检测工艺模拟与试验验证

为解决中国聚变工程实验堆316L不锈钢焊缝超声波检测时,探头扫查空间受限、检测信噪比低的难题,提出了基于双晶面阵探头的相控阵超声检测方案.通过CIVA仿真,分析了不同聚焦参数下DMA探头的声场特征,确定对接接头的检测工艺.参考NB/T47013.3-2015《承压设备无损检测第3部分:超声检测》附录I,设计并制作了对比试块,验证了检测工艺下的声束覆盖和φ2 mm侧横孔信噪比.结果表明,DMA探头可以在有限的扫查空间内实现焊缝声束全覆盖,对比试块中不同位置的φ2 mm侧横孔信噪比大于15 dB.试验结果可为316L类不锈钢对接焊缝相控阵超声检测工艺制定提供参考.     

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。     

奥氏体焊缝的两种超声检测方法对比

结合工程应用数据,对全聚焦相控阵超声和双晶聚焦纵波斜探头超声两种技术的粗晶焊缝质量检测结果进行了对比分析,得到两种技术的信噪比数据、缺陷检出能力数据以及扫查覆盖能力的评价结果,指出了全聚焦相控阵检测技术具有覆盖范围大的特性,可减少扫查次数,提高检测速度,降低缺陷漏检的概率。     

焊缝超声相控阵扇形扫查的覆盖范围

介绍用超声波相控阵对焊接接头作编码线扫查时,以声线示踪表示声束覆盖范围的建模原理。模拟了多种壁厚的多种焊接结构,包括V型坡口单面焊、X型坡口双面焊和T型接头组合焊等。对壁厚在10mm以下的薄壁对接焊缝,单次扇形（S）扫查,声束即能覆盖整个被检焊缝;但对中厚壁和厚壁焊缝以及更为复杂的结构,则需要作多次扇形扫查。因焊接结构很多,相控阵UT并无单一定规,这里给出一些建模施探导则。     

Analysis of ultrasonic C-scan image features and image processing for spot welding

A focused ultrasonic transducer is used for precise, step-by-step, surface ultrasonic scanning inspection of spot welds. Two methods for generating characteristic data matrices of ultrasonic echo signals of the spot welds are established. One is based on the ultrasonic echo amplitude and the other is based on frequency spectrum. Both methods generate scanning inspection data arrays and provide clear C-scan images. Based on C-scan noise reduction, the Krisch edge detection operator for edge detection-a gray window transform-reflects the shapes of the spot welds and allows quantitative determination of their size. The method based on the ultrasonic echo amplitude provides a greater quantitative detection accuracy.     

管道环焊缝相控阵超声检测

介绍用编码的手工驱动的便携式相控阵超声检测设备,检测管道环焊缝的一整套程序,包括方法原理、系统组成、施探要领和施探效果。相控阵法能提高检测速度、覆盖率和可靠性。所介绍的设备意在为国内推广该项新技术提供借鉴。     

相控阵超声检测系统特性评价的一般要求

超声相控阵检测的有效性首先取决于相控阵仪器和系统的有效性。本文介绍ASME BPVC(美国锅炉压力容器法规)最新版(2009增补)有关相控阵超声检测仪器和系统特性评价的一般要求,包括系统组成和特性概要、特性评价注意点和特性评价项目,以及重要术语等,企望为国内承压设备相控阵超声检测的有效应用和标准化,提供法定依据和有用借鉴。     

奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测方法

在焊接热循环作用下,奥氏体不锈钢焊缝内部呈粗大柱状晶组织,且其取向在焊缝不同区域呈各向异性.针对粗大柱状晶引起的超声波散射和晶粒取向不同导致的声束偏折等问题,进行奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测方法研究.针对超声阵列获得全矩阵数据,发展了一种基于时间反转算子分解的超声阵列信号去噪方法.利用射线追踪法,研究了各向异性介质中超声波传播路径确定方法,并将其应用于奥氏体不锈钢焊缝超声阵列全聚焦成像的声束偏折校正.开展了奥氏体不锈钢焊缝超声阵列检测试验研究.结果表明,基于时间反转算子分解方法可以很好剔除检测信号中的散射噪声,凸显特征回波信息,可将全聚焦成像的信噪比提高10 dB,而波束偏折校正则可以提高超声阵列全聚焦成像中缺陷定位的精度.     

基于超声搅拌的铝合金焊缝晶粒细化方法

细化焊缝晶粒可以显著提高焊缝的力学性能并可以有效防止凝固裂纹的产生. 由于板件在焊接过程中被牢固的固定在夹具上,通过超声振动待焊板件以细化晶粒的方法受到了很大的限制. 文中设计了一个全新的基于超声能量的焊缝晶粒细化方法,即将一根超声探针直接插入焊接熔池并进行超声搅拌. 结果表明,该方法在6061铝合金焊缝中得到了非常理想的晶粒细化效果. 晶粒细化范围随超声搅拌振幅的增大而增大,但晶粒尺寸随焊接速度的增大没有明显变化. 另外,6061铝合金超声搅拌焊缝的晶粒细化是通过异质形核和枝晶破碎两个机制共同作用实现的.     

纵波斜入射法在电站部件探伤中的应用

介绍了超声纵波斜入射法在电站锅炉压力容器管座角焊缝、螺栓和奥氏体钢锻件等部件探伤中的应用。对纵波斜入射探伤中入射角度的选择、缺陷波的辨别及对比反射体的确定等进行了分析。     

钢轨超声检测典型损伤B显图谱特征分析

以提高钢轨损伤分析判断准确率为目的,介绍了数字式钢轨检测回放软件,讨论了60 kg/m钢轨接头、焊缝在正确拼孔下对应的超声波B显特征图谱,分析总结了典型钢轨损伤B显图像特征。结果表明:通过对钢轨超声B显特征图谱及钢轨典型损伤B显的分析,可以有效提高钢轨损伤分析判断的准确率,减少损伤的漏检;典型钢轨损伤中,轨面鱼鳞损伤B显图像会出现一、二次波;具有倾斜角度的螺孔斜裂纹,早期检测较难发现;轨头、轨底焊筋波处前后交叉出波表示该处焊缝异常;对于焊缝轨腰水平裂纹,轨腰推瘤打磨可有效避免其突发性断裂。以上结果为钢轨超声检测典型损伤分析提供了重要的参考依据。     

Microstructure and mechanical property characterisation of aluminium–steel joints fabricated using ultrasonic additive manufacturing

Driven by the interest to weld steel and aluminium in the solid state to prevent intermetallic formation, 9?kW ultrasonic additive manufacturing (UAM) has been used to fabricate Al 6061-4130 steel dissimilar metal builds. In addition, Al 6061-Al-6061 builds were fabricated using similar techniques to provide a baseline for mechanical property measurement. Mechanical testing performed using pushpin testing shows that steel–aluminium dissimilar metal welds fail across multiple layers while Al–Al welds delaminate from the substrate. Multi-scale characterisation indicates that the change in failure morphology is due to the formation of metallurgical bonds in the Al–steel builds. Texture analysis shows identical textures at the interface of Al–steel, Al–Al and Al–Ti joints; showing that the bond formation in all cases relies extensively on plastic deformation across multiple materials. In addition, no changes to the bonding mechanism occurred when the materials used as foils and substrate were swapped.