基于合成孔径聚焦的超声TOFD检测技术及图像增强

为了精确定位开口裂纹的端部在铝合金厚板对接焊缝中的位置,对其超声衍射时差法(TOFD,time off flight diffraction)的 B 扫描图像进行了处理.为了提高图像的横向分辨率,引入了合成孔径聚焦技术(SAFT, synthetic aperture focusing technique).根据缺陷端部和换能器之间的几何关系,建立了图像SAFT处理的数学模型,实现了B扫描图像的SAFT重建.为了提高图像的纵向分辨率,先将原始图像进行了线性化处理,从而提出了一种新的超声TOFD法B扫描图像处理技术L-SAFT(linearization-SAFT).结果表明,该技术有效地提高了图像的分辨率.利用该技术能快速、准确地捕捉裂纹端部在试件中的横向和深度位置,实现缺陷的精确定位与定量.     

合成孔径聚焦技术在TOFD检测中的应用

为了准确定位和测量在低合金厚板对接焊缝中的缺陷,对超声衍射时差法的D扫描图像进行了处理。为了提高图像的横向分辨率,准确识别缺陷的位置和尺寸,引入了D扫描图像的合成孔径聚焦算法(SAFT-D)。根据缺陷端部和换能器之间的几何关系,建立了D扫描图像SAFT-D处理的数学模型,实现了D扫描图像的SAFT重建。试验结果表明,SAFT-D算法有效地提高了图像的分辨率,增强了缺陷识别的能力,能够准确地定位和定量工件中的缺陷。     

超声TOFD二次波检测技术在奥氏体不锈钢焊缝无损检测中的应用

由组织结构引起的声能衰减、散射、声束扭曲会使得奥氏体不锈钢焊缝的超声检测较为困难。分析了焊缝中超声波衰减及散射的各向异性特征及其影响因素,并提出了基于超声TOFD技术的二次波检测方法。通过调整探头间距改变焊缝目标区域的检测声束折射角,深入分析声束入射方向及晶粒生长方向对检测信号信噪比的影响。结果表明:检测波在奥氏体不锈钢焊缝中的传播呈现明显的各向异性特征;当检测声束与柱状晶生长方向成较小夹角时,可获得较高的检测信号信噪比。因此,当探头置于焊缝余高侧时,为获得较小的检测声束与柱状晶生长方向间的夹角,采用基于超声TOFD技术的二次波检测方法可提取焊缝中缺陷的衍射波特征信号。     

基于深度重采样叠加的不锈钢焊缝TOFD检测信号降噪技术

奥氏体不锈钢焊缝粗大的柱状晶组织会导致常规TOFD(超声波衍射时差法)检测信号的信噪比较低,检测信号中的缺陷衍射波较难判定.为提高检测信号信噪比,基于缺陷衍射波信号与焊缝组织结构噪声的差异,提出了深度重采样叠加算法并进行检测试验.研究结果表明,与缺陷衍射波信号基本一致的相位分布相比,结构噪声的相位分布具有随机性;深度重...     

压力容器焊缝超声TOFD检测的COMSOL模拟

运用多物理场耦合有限元软件COMSOL对压力容器焊缝的超声响应特性进行有限元分析,并分析了不同探头参数,如中心距、频率、角度等对检测结果的影响。仿真模拟结果表明,声波传播过程的仿真模拟有利于更好地理解缺陷特征,提高缺陷的评定和识别。探头参数的仿真模拟有利于检测工艺的制定,适当缩小探头中心距有助于分离混叠的直通波和缺陷波信号;适当减小探头角度能有效提高信号分辨率;检测时需要合理选择探头频率,薄板检测时选择较大频率的探头,厚板检测时选择较小频率的探头。     

铝合金焊缝超声TOFD检测的信号特征

针对厚板铝合金焊接接头的检测，研究了超声衍射时间差法（TOFD）检测时的信号特征及衍射规律，并探讨了最佳检测工艺参数和缺陷测量精度。研究结果表明，缺陷尺寸的测量结果与真实值基本吻合。其研究为实际焊接接头的检测奠定了基础。     

超声TOFD技术在管道环焊缝检测中的应用

超声衍射时差法(TOFD)是一种依靠从缺陷的端角和端点处得到的衍射能量来检测缺陷的方法,也叫裂纹端点衍射法或尖端反射法。主要根据缺陷端部产生的衍射信号之间的时间差对缺陷进行定位和定量。由于其具有检测速度快、定量精度高、定位准确(精度可达1mm)和可确定缺陷尺寸等优点,除可显示射频A型波形图外,还可以得到B扫描图像,检测结果更直观。由于其对于判定缺陷的真实性和准确定量上十分有效,可广泛应用于焊缝检测。该技术在西气东输管道及海底输油管道中得到了很好的应用。与X射线检测技术相比,超声TOFD法更为直接,无需更多的安全防护措施,并能检测出X射线无法检测到的缺陷。与传统超声检测方法相比较,超声TOFD法检测更快捷、准确度更高、可重复性更好等特点;但TOFD也有值得注意的局限性。1系统和设置1.1设备和软件仪器采用加拿大R/D Tech公司的128通道全自动相控阵超声波检测系统Pipe WIZARD以及Tomoview软件。系统由数据采集单元、马达驱动单元、扫查器、相控阵探头和工业计算机等组成,系统采用32个脉冲发射器、128个通道,最多可同时激发32个通道。软件经过优化配置,可以自动记录扫查结果,可实时检测存储,进行缺...     

焊缝超声TOFD检测信号及图像降噪技术研究

超声TOFD检测信号中混入的无关噪声常导致从检测图像中难以分辨缺陷特征。本研究通过小波包分解技术分析缺陷衍射波特征信号的时、频域分布特征,采用小波包统一阈值对超声TOFD检测信号进行降噪处理,对比软、硬阈值函数对检测信号的降噪结果。研究结果表明:采用软、硬阈值对长度10 mm、深度5 mm的裂纹缺陷信号降噪,其信噪比由原始的22.88 dB分别提高至186.66、176.65 dB,对长度28 mm、深度8 mm的夹杂缺陷信号降噪,其信噪比由原始的16.62 dB分别提高至33.74、28.16 dB;基于小波包软、硬阈值去噪后信号进行图像重构可有效抑制干扰条纹并提高缺陷特征图像的分辨力,而采用软阈值法几乎完全去除了原始超声TOFD检测图像中的噪声条纹。     

奥氏体不锈钢焊缝超声TOFD检测中声波传播特性分析及其应用

由焊缝组织引起的声波衰减及散射严重影响奥氏体不锈钢焊缝的超声TOFD检测效果,这在无损检测方面是亟待解决的难题.文中分析焊缝中各角度检测声束形成的缺陷衍射波幅度及检测信号信噪比特征,揭示声波传播特性的影响因素.结果表明,不锈钢焊缝中的超声波传播具有明显的各向异性特征,柱状晶生长方向与声束入射方向的夹角对检测波衰减及散射具有显著影响;文中结合金相结构图建立焊缝组织模型进一步解释了声波传播各向异性的形成机理;并以此为基础提出一次波检测方法和二次波检测方法,获得了较好的检测效果.     

带不锈钢堆焊层的主管道焊缝全聚焦超声检测

针对带不锈钢堆焊层的主管道焊缝在进行超声检测时,存在结构噪声干扰严重的问题,开展了全聚焦(TFM)超声成像试验研究.以堆焊层内部深度为65 mm,直径为2 mm的侧钻孔为例,当所用阵元数从16增加到64时,其TFM图像信噪比提高了 5.3 dB,阵列性能指数降低了 35％.在此基础上,进一步引入相位相干成像(PCI)法...     

超声合成孔径聚焦技术在点焊质量检测中的应用

介绍了超声合成孔径聚焦技术(SAFT)的原理,利用该技术对航天钛合金电阻点焊试样进行缺陷检测和焊点熔核尺寸测量,并与射线检测及解剖金相结果进行了对比。结果表明,合成孔径聚焦超声检测技术适用于航天钛合金点焊产品的缺陷检测和熔核尺寸测量,可为点焊质量的综合评定提供可靠依据。     

304不锈钢焊缝的相控阵超声检测

按照ASME(美国机械工程师协会)锅炉与压力容器规范的规定,当对构件实施射线检测有困难时,可以用相控阵超声检测方法替代.通过对304不锈钢焊缝试块进行相控阵超声检测,对规范提出的检测和验收标准、试块制作、规程演示、工艺参数设置、仪器校准等相关要求进行了诠释,并通过实际测试数据验证了其可行性,可为工程应用提供参考.     

奥氏体不锈钢厚板焊缝相控阵超声检测

枝状粗晶、各向异性引起声束偏移、强散射和高衰减,是奥氏体不锈钢焊缝UT难点。介绍用超声相控阵双矩阵探头检测厚板焊缝(50mm~120mm)的过程要领,包括实物试块的制作、人工靶体的设置、探头波型、频率、扫角的选定等。给出了检测配置和图像显示实例。可供此领域难题解析和信号评断借鉴。     

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.     

基于合成孔径超声成像技术的混凝土腐蚀检测

地铁隧道盾构管片壁受工作环境中的腐蚀性离子作用,会产生腐蚀破坏,给隧道安全带来隐患,甚至可能减少隧道服役寿命,为此有必要对地铁隧道盾构管片壁进行检测。笔者结合合成孔径聚焦超声成像技术,对管片壁厚腐蚀破坏程度进行检测。首先,构建正演模型,对混凝土腐蚀结构进行有限元仿真分析,分析混凝土结构不同腐蚀程度对超声成像结果的影响;然后,分别对素混凝土平台和盾构管片构件进行检测试验。试验结果表明,超声成像技术可以快速、准确地实现素混凝土和盾构管片腐蚀状况的检测,可作为一种有效方法应用于地铁隧道工程检测中。     

TOFD技术在特殊结构焊缝检测中的应用

叙述了TOFD技术的工作原理。在蜗壳焊缝试板及焊缝检测中将超声波和射线检测技术进行了对比。焊缝的缺陷解剖试验表明,TOFD技术能检出常规超声和射线检测方法难以检出的平面状缺陷,对气孔、夹杂等体积状缺陷的检测结果与实际解剖结果有出入。鉴于TOFD技术缺陷检出率高,对面状缺陷灵敏、不受方向性限制、检测速度快、扫描图显示直观并且无辐射等优点,因此在石化装置等在役特种设备的安全评定中具有很好的推广价值。     

搅拌摩擦焊焊缝超声TOFD检测与缺陷评估方法

针对特种焊接构件中缺陷取向与检测面垂直的情况,采用超声衍射时差技术（TOFD）,对搅拌摩擦焊（FSW）焊缝中的缺陷进行识别和可视化检测,开展搅拌摩擦焊焊缝超声TOFD检测与缺陷评估方法研究。建立了FSW缺陷判别方法,实现了焊接工艺参数的优化,确保了焊缝质量,对FSW的推广和应用具有重要的意义和实际生产价值。     

超声TOFD法在大厚度压力容器焊缝检测上的应用

介绍了超声TOFD法在100mm-350mm特大厚度压力容器焊缝检测上的应用。以美ASME规范为依据，用特意埋设裂纹类缺陷的鉴定试样校验灵敏度，对制造过程中的压力容器焊缝进行高效检测，将TOFD法缺陷测长、测深、测高结果与RT法结果作了比较、分析，从而得出结论：TOFD法缺陷检测可靠性好，定量精度高，且有客观记录，有再现性，可长期保存，是一种颇有发展前景的超声检测新技术。     

304/Q345R不锈钢复合板常压储罐对接焊缝TOFD检测

对304/Q345R不锈钢复合板常压储罐进行了超声衍射时差法技术研究应用.采用带有对接焊缝的表面盲区试块进行直通波盲区测定,对复合板焊接模拟试块进行检测,分析比较了基于覆材侧和基材侧的检测效果差异性,最后将制定的检测工艺应用于现场一台25000 m3不锈钢复合板常压储罐,检出埋藏裂纹1条并进行了解剖验证.结果表明:基于...     

基于几何方法的焊缝倾斜裂纹TOFD定量检测

针对合金钢对接焊缝中倾斜裂纹定量困难的问题,提出了TOFD(超声衍射时差法)定量检测倾斜裂纹的方法。基于焊缝纵断面方向上两次B扫查间隔、两次B扫查过程中声程最短时编码器移动距离差和倾斜裂纹三者所构成的三角形,利用三者之间几何关系实现裂纹倾斜角度与长度定量。模拟结果表明:对长度5,10,60mm,倾斜角度范围为10°~90°的裂纹进行定量验证,角度定量误差小于1°;长度定量相对误差小于5%。试验针对对接焊缝试块中长度60mm,倾斜角度范围为30°~60°的倾斜裂纹应用此方法进行定量验证,可得裂纹角度定量误差最大值为0.29°;长度定量误差最大值为0.94mm。