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。     

水冷壁绑带的超声相控阵检测技术

针对难以对特殊焊缝结构处裂纹进行检测的问题,提出了采用超声相控阵"扇扫端角区域分析法"来对缺陷进行判定,以及采用计算机仿真技术指导超声相控阵检测工艺的制定。该方法可以有效指导超声相控阵检测工艺的设计,直观显示超声波束在管接头的覆盖状态,克服了相控阵超声检测参数设置的盲目性,可为特殊结构处裂纹的无损检测提供借鉴。     

管道的相控阵超声高频导波检测

采用相控阵超声高频导波对小口径管道进行检测,通过在小口径管道上加工平底孔及通孔来模拟腐蚀坑和穿孔缺陷,再进行对比试验,验证了相控阵超声高频导波的检测能力。试验结果表明,相控阵超声高频导波检测具有图像化显示、覆盖范围宽、检测效率高等特点,能够实现腐蚀坑或穿孔缺陷的检测,是一种可行的小口径管道的无损检测方法。     

铝合金薄板的超声透射法检测

分析了铝合金薄板内部缺陷以及分层缺陷产生的原因及其分布形态,讨论了常用的金属薄板无损检测方法的优缺点,选择超声透射法对不同厚度的铝合金薄板进行检测。在薄板上制作不同孔径的人工缺陷以模拟分层缺陷,测试在不同人工缺陷区域超声透射信号的幅度变化,并制作了对应的缺陷标定曲线。该方法检测铝合金薄板缺陷时,克服了超声探头的盲区,声束垂直于分层缺陷面,灵敏度高,不易产生漏检。     

B型套筒搭接焊缝的相控阵超声检测

通过计算机仿真软件建立B型套筒搭接焊缝截面模型并模拟进行声束全覆盖检测,提出了采用相控阵超声"三角区域分析法"对缺陷进行评判。结果表明,相控阵超声检测技术对B型套筒搭接焊缝缺陷检测的结果稳定可靠,仿真模型可有效地指导B型套筒搭接焊缝相控阵超声检测工艺的设计,能直观地显示超声波束在焊缝中的覆盖状态,克服相控阵超声检测参数设置的盲目性,为特殊结构焊缝的无损检测提供借鉴。     

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。     

T型非平行翼板结构相控阵检测方法研究

T型结构的超声检测一直是个难点。对于非平行翼板结构,由于翼板底面不平行增加了检测难度,造成安全事故。本文采用相控阵超声检测技术代替常规超声对T型非平行翼板结构的检测方法进行说明和展示,提出了灵敏度调节方法和底波与缺陷波区分方法。     

桥梁钢箱梁U肋角焊缝的相控阵检测

为了解决桥梁钢箱梁U肋角焊缝中疲劳裂纹的检测问题,针对U肋角焊缝疲劳裂纹特点进行了研究。通过分析疲劳裂纹成因及各类无损检测方法的特点,可知采用超声相控阵检测U肋角焊缝较为合适。为了验证超声相控阵检测U肋角焊缝疲劳裂纹的可行性,先通过仿真软件建立U肋角焊缝截面模型并模拟声束覆盖,在此基础上制作一套带有人工缺陷的U肋角焊缝试块进行室内验证,最后应用于某桥梁的现场检测实践上。结果表明:超声相控阵在U肋角焊缝疲劳裂纹的检测上十分有效,能有效减小U肋角焊缝疲劳裂纹的检测盲区,降低疲劳裂纹的漏检率。     

玻璃钢夹砂管道典型缺陷检测技术研究

在分析玻璃钢夹砂管道典型缺陷的基础上,分别采用DR检测技术、相控阵检测技术对其典型缺陷进行了无损检测研究。检测结果表明:DR检测技术能够有效地检测出试件的体积型缺陷,而对于复合材料层合结构中典型分层类缺陷正面检测时不易发现,只能通过侧面检测辅助判断;超声相控阵检测技术可以检测出试件中的气孔类体积型缺陷以及分层类缺陷,但由于在复合材料层合结构中声波衰减严重,本研究中采用的2.25MHz频率的探头只能检测到玻璃钢-夹砂层界面以下深度约15mm处回波。这说明2.25MHz频率超声探头不能够穿透该复合材料,不适用于该类复合材料管道的检测,需要探索更低频率的探头对其进行检测验证。     

6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊焊缝相控阵超声波检测

分析了6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷特征,研究了6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊焊缝缺陷相控阵超声波检测技术的原理和特点,采用相控阵超声波检测方法对典型的搅拌摩擦焊焊缝缺陷进行了检测,并通过X射线对检测结果进行了验证和对比分析。结果表明,针对6005A-T6铝合金车体搅拌摩擦焊对搭接焊缝的特点,采用相控阵超声波无损检测技术能够有效地检测出隧道孔、未焊透等典型搅拌摩擦焊焊缝缺陷,是一种切实可行的搅拌摩擦焊焊缝缺陷无损检测方法。     

风电叶片玻璃纤维复合材料相控阵超声检测

针对风电叶片在高空、全天候条件下工作时容易产生缺陷的问题,提出在制造阶段对风电叶片进行无损检测,以减少有缺陷的叶片进入风场的概率。介绍了利用低频相控阵超声技术对风电叶片检测的方法,以及一些典型缺陷的检测结果,分析了常见缺陷的相控阵超声图像信号,从而可以看出相控阵超声是检测叶片壳体内部和壳-梁胶接质量的有效方法,可以有效地实现叶片制造过程和在役过程的无损检测。     

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。     

小径管座角焊缝内部缺陷的检测方法对比分析

小径管座角焊缝内部缺陷检测是无损检测的难点。根据急冷换热器中的管座角焊缝规格制作了模拟试块,并加工了人工缺陷,分别用相控阵超声检测、常规超声检测和射线检测这三种方法对模拟试块的缺陷尺寸进行评定,以选择恰当的检测方法。结果表明,对缺陷尺寸还原程度最好的是射线检测,其次是相控阵超声检测。但是由于小径管座的结构原因,在制造过程中无法进行射线检测,相控阵超声检测是小径管座角焊缝缺陷检测的最佳选择。     

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。     

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。     

相控阵超声无损检测系统的研制

以探讨相控阵超声无损检测系统的研制为目的，从相控阵原理着手，对检测系统的工作机理及系统组成进行简略阐述，重点研究阵列探头设计、相位精确控制、超声信号模拟／数字处理及缺陷成像中的关键技术。最后利用系统进行了试块检测成像对比试验。初步试验和研究表明，相控阵超声无损检测系统比传统单探头超声无损检测具有信噪比高、缺陷分辨力强、有效探伤范围宽以及工作效率高等特点。     

基于水浸超声的ITER超导线缆铠甲套管无损检测方法

ITER托卡马克装置极向场线圈需要大量CICC超导线缆,不锈钢铠甲套管是其重要组成部分,具有承力和液氦冷却剂容器的功能。为确保极向场线圈的安全,需要采用无损检测方法对套管产品质量进行检测、控制。由于PF线圈不锈钢套管外方内圆的截面形状,目前国内尚未确立对应的无损检测方法,需要开发新的检测系统。针对上述问题,提出了基于常规水浸超声与相控阵水浸超声的无损检测方法,通过制作包含人工缺陷的模拟试件,对水浸超声检测方法的有效性进行了试验验证,结果表明,该方法可满足铠甲套管的无损检测要求。     

某型车用齿轮电子束焊缝相控阵超声自动化检测系统的设计

针对某型号车用变速箱齿轮电子束焊缝，通过对比传统目视检测以及常规超声检测方法的局限性，结合相控阵超声检测理论，提出了一种用自聚焦线阵探头配合短前沿楔块进行相控阵超声无损检测的方法，设计了一套针对该种齿轮焊缝检测的自动化相控阵超声检测系统。该系统30 s内即可自动完成一个齿轮焊缝的全记录成像检测、焊缝缺陷自动分析识别、缺陷工件自动剔除分选等全流程操作，并在某汽配厂现场进行了实际运用。结合射线检测、渗透检测以及破坏性解剖等方法对该系统性能进行了二次验证。验证结果表明该系统在该型号车用齿轮焊缝检测上具有实用性和准确性。     

钢轨铝热焊焊缝的超声相控阵检测技术

常规超声方法检测钢轨铝热焊焊缝时,不同区域焊缝的检测需更换不同K值的探头,检测速度慢且由于光斑和灰斑等缺陷反射很弱,很容易造成漏检。超声相控阵声束具有可偏转和聚焦的特点,使得声波反射能量足够大且不用频繁更换探头。通过对含已知机械加工缺陷和未知自然缺陷的钢轨铝热焊焊缝试样进行检测,验证了超声相控阵方法检测铝热焊焊缝的可行性和有效性。通过与常规超声检测方法进行对比,得出超声相控阵检测钢轨铝热焊焊缝具有速度快、效率高、重现性好和检测结果直观等优点。     

窄翼板钛合金T型焊缝的相控阵超声检测

针对窄翼板钛合金T型焊接结构,制定了腹板与翼板多位置扫查的相控阵超声检测工艺,并对缺陷试件进行了检测。在机械加工减少翼板宽度的基础上,采用射线检测对比试验验证了相控阵超声的缺陷检测效果,为受几何尺寸限制的T型焊缝相控阵超声检测提供参考。