超声相控阵在异种钢焊缝检测中的应用

异种钢焊缝深刻影响着整体结构的安全,因此必须对焊接质量进行严格的检测,防止由于缺陷的存在而带来的严重后果。异种钢焊缝通常具有形状不规则的特点,采用传统的超声波检测技术很难进行准确检测。超声相控阵由于可以偏转和聚焦,因而在异种钢焊缝检测中得到了广泛的应用。现通过实验手段对超声相控阵在异种钢焊缝检测中的应用进行了详细探讨,对常见缺陷的超声反射回波进行了分析。实验结果表明:超声相控检测技术可以较好地满足异种钢焊缝检测的要求。     

用于管道环焊缝缺陷检测的超声相控阵系统

传统超声探伤只能定点聚焦,影响管道环焊缝缺陷检测自动化水平的提高.为此引入超声相控阵技术.本文设计用于管道环焊缝缺陷检测的便携式超声相控阵系统.文章首先介绍系统的构成,然后分析单声束通道的硬件结构及其信号处理过程,实现对探头各阵元发射或接收相位的精确控制.试验表明该系统具有良好的超声发射和回波合成能力.     

一种铝合金薄板搅拌摩擦焊焊缝的超声快速检测方法

搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)薄板检测历来是一个难点,现在应用于薄板焊缝检测的方法多采用横波入射法及超声相控阵扇形扫查等,但这些方法都难以实现长直焊缝的快速检测与缺陷成像。采用超声相控阵C扫描直接从焊缝表面对焊缝内部缺陷进行C扫描,研究该技术对不同厚度薄板隧道型及未熔合缺陷的探测能力,开发一套用于快速相控阵检测的机械装置,并分析FSW焊缝表面对C扫描成像的影响。试验结果证明,采用超声相控阵技术对5 mm以上厚度板中0.3mm以上的侧孔及0.5 mm的平底孔具有良好的检测效果。     

超声相控阵在管道缺陷检测中的优化设计

本文采用具有电子偏转及电子聚焦特性的超声相控阵技术对大口径长输管道环焊缝进行缺陷检测,克服传统无损检测由于焦点固定引起检测过程复杂的不足.相控阵换能器的声场特性决定探伤灵敏度,是换能器设计的主要依据.所以需要对超声相控阵换能器进行优化设计,其目的是研究阵元参数与声场特性之间的关系,尽可能地使主瓣尖锐,抑制栅瓣的产生,减弱旁瓣的幅度.本文首先采用数值分析方法,研究并仿真线阵参数对超声束聚焦性能的影响.然后介绍用超声相控阵换能器进行环焊缝检测的试验平台.在此基础上,选取优化后的超声相控阵探头与一个同频的常规超声探头进行对比试验.试验结果表明了该方法的有效性,能提高相控阵换能器的性能.     

急冷换热器管座角焊缝相控阵超声检测研究

急冷换热器管座角焊缝的质量对相关设备的安全稳定运行具有重要的意义。但是,现行标准中的无损检测方法无法有效的检测该焊缝内部的缺陷,提出将相控阵超声检测方法应用于急冷换热器管座角焊缝。根据某一急冷换热器中集箱管座角焊缝的规格及形状,制作了用于验证相控阵超声检测系统的模拟试样。首先经过在软件上的模拟仿真,确定了探头的规格及放置位置,最终通过检测模拟试样上的人工缺陷验证了相控阵超声检测应用于急冷换热器管座角焊缝的可行性。     

小径薄壁管座角焊缝典型缺陷的超声相控阵CIVA仿真研究

在电厂安放式小径薄壁管座角焊缝超声检测技术中,检测结果易受到管径小、检测位置结构复杂等因素影响,因此,采用CIVA软件对焊缝模型进行超声相控阵声场仿真,得到未熔合、未焊透、裂纹和夹渣4种典型缺陷在不同检测位置曲率下的缺陷响应.对比分析仿真缺陷图谱,研究检测位置曲率对缺陷成像和声压幅值的影响,结合优化后的仿真参数和检测方...     

换热器管板角焊缝相控阵自动超声检测技术研究

在换热器的制作过程中,换热管与管板常采用焊接形式,焊缝的质量是保证换热器长期正常运行的关键。常规的超声检测方法具有系统复杂、检测效率低等缺点。因此,提出了相控阵超声检测技术,并开发了相控阵超声检测系统,以实现对管板角焊缝的自动超声检测。系统由周向步进电机实现周向扫查,纵向扫查采用相控阵探头电子线扫查,从而实现超声C扫描检测。通过带有气孔、未熔合等典型缺陷对检测系统进行试验研究。结果表明,该技术可以有效地检测出换热器管板角焊缝中的典型缺陷。     

压缩机叶轮叶根缺陷相控阵超声检测方法研究

压缩机叶轮叶根易出现疲劳裂纹、气孔等内部缺陷。基于超声脉冲反射法原理,利用相控阵超声检测技术,采用声线模型对缺陷检测位置进行分析,并通过声场分布模拟以及缺陷检测模拟优化实验方案,最后利用聚焦扫描对人工预置平底孔缺陷进行检测。检测结果表明：利用相控阵超声检测技术在叶轮内腔对叶根进行检测,缺陷信号明显,缺陷定位精度高,定位误差仅为0.19%。     

接管焊缝超声相控阵多模全聚焦检测技术

接管角焊缝是承压设备的关键部位,也是易于出现危害性缺陷的薄弱环节,因此,针对该薄弱区域的定期检测非常重要。相对于传统超声无损检测,超声相控阵全聚焦对焊缝内部缺陷的定位和定量具有优势。提出了一种针对焊缝内部缺陷的超声相控阵全聚焦方法,将多模成像方法应用于小口径接管焊缝的缺陷检测,实现对焊缝内部缺陷的有效检出。同时,根据检测对象的实际尺寸,通过智能算法计算声束入射参数,选择最佳成像区域,获得了一种有效区域多模融合成像方法。试验结果表明,本方法可检出直径为0.53 mm的角焊缝内部气孔缺陷,相对于单视图成像和普通超声能够有效提高缺陷定量和定位的准确性。     

换热器管板角焊缝超声波自动检测装置的研制

针对大型石化设备所用的高温、高压式换热器的管板角焊缝检测,提出了相控阵超声检测技术,研制了一种超声波自动检测装置。该装置可以控制相控阵探头实现360°周向旋转扫查管板角焊缝,纵向采用相控阵电子线扫查。通过检测试验,成功地检测出角焊缝内部未熔合缺陷,验证了该装置的实用性。     

超声相控阵管座角焊缝检测方法

介绍一种超声相控阵管座角焊缝检测方法，解决了管座角焊缝检测过程中结构回波干扰缺陷分析的问题。该方法使用双轴编码器进行扫查，其中一轴绕支管中轴线进行旋转，另一轴控制母管上的探头离支管中轴线的距离。扫查过程中探头在母管上绕支管进行移动，移动过程中，探头始终指向支管中轴线。对于每一个扫查断面，以支管的中轴线为y轴，以母管的中轴线和支管的中轴线的交点为坐标原点在当前扫查断面建立空间三维直角坐标系，分别构建当前扫查断面与管座角焊缝工件的相贯线解析方程。根据相贯线解析方程，在S扫成像图上绘制当前扫查断面与管座角焊缝工件的相贯线。通过参考相贯线，可更准确地分析管座角焊缝工件的缺陷情况，排除结构回波干扰，有效解决管座角焊缝检测过程中结构回波难以区分的难题。     

小径管环焊缝的超声相控阵检测

采用超声相控阵检测和射线检测对带有不同缺陷的小径管环焊缝进行检测试验,并对检测结果进行对比分析,以检验超声相控阵检测对小径管环焊缝的检出能力。研究表明:相控阵超声检测较射线检测具有更直观、检测速度快、缺陷定位准确等优势。     

薄壁铝型材激光-MIG复合焊对接接头超声检测试验研究

薄壁铝合金型材对接焊缝结构复杂,并受检测空间限制,尚无可行的焊缝焊接质量检测方法。为此提出一种超声爬波检测工艺进行检测试验。通过设计型材结构试块、模拟焊缝余高试块和人工模拟缺陷试块等,研究型材结构与焊缝余高等对爬波检测的影响,并测试该爬波检测工艺对各种缺陷的检测能力。并与超声相控阵技术进行对比试验,分析两种技术对该种焊缝检测的适应性。试验结果表明:对于余高磨平的焊缝,爬波与相控阵的检测能力基本相当,能够检测裂纹、未焊透和未熔合等焊接缺陷,具有快速检测的优势;对于余高未磨平的薄壁焊缝,爬波检测发现缺陷的能力优于相控阵技术。试验结果可为实际工程检测提供参考和指导。     

利用超声导波实现工业管道对接焊缝的远距离扫描

本文主要探讨利用超声导波实现包覆层下钢管对接焊缝的检测方法。该种方法利用超声导波探头激发和接收超声导波,并利用超声导波的自然聚焦原理实现管道对接焊缝的远距离扫描。检测时把导波探头放在裸露的钢管区域,探头激发的超声导波沿钢管传输到包覆层覆盖的焊缝区域,通过分析缺陷反射的导波信号即可判断焊缝的质量。     

相控阵超声检测技术在核电设备贯穿件焊缝检测中的应用

某核电站设备中贯穿件套管与插入板之间以K型坡口形式进行组对焊接。为了保证焊缝质量,技术文件及标准要求热处理前、后均进行超声波检测。在贯穿件焊缝超声检测过程中发现,由于插入板尺寸的原因,导致焊缝侧扫查距离无法满足实际检测要求,部分插入板预留区域仅可以将探头放上,无法前后扫查移动。这样就会导致部分焊缝区域扫查不到,无法检测内部质量是否符合标准要求。为了进一步提升贯穿件焊缝质量的缺陷检测准确率以及检测覆盖率,通过制作模拟件(带人工缺陷)进行验证试验以及实际工件进行检测,证明应用相控阵超声检测技术不仅大大提高缺陷检测的准确率,并且基于相控阵扫查方式的特性可以在较短的扫查距离上实现焊缝100%检测。     

基于FPGA技术的新型相控阵驱动电路

近年来,结构损伤中超声相控阵检测技术正逐渐成为国际无损检测领域的研究热点之一.由于目前超声相控阵驱动电路中大多采用脉冲信号的激励方式,驱动信号的强度难以控制,缺陷处回波的有效信号不够突出,使得相控阵检测的分辨率较低.针对这一问题,提出了一种基于FPGA技术的新型超声相控阵驱动电路,该驱动电路利用FPGA片上丰富的逻辑资源以及其编程的灵活性,实现了任意波形信号的激励,并且依据超声波在材料中的衰减规律,通过在片上构建强度控制算法实现了缺陷处应力波等强度的目的,从而提高了缺陷检测的分辨率和信噪比.系统主要包括激励信号生成模块、强度程序控制模块以及高频功放模块.最终通过实验,验证了系统的可行性.     

超声相控阵检测技术在风电高强螺栓中的应用

针对在役风电机组中螺栓不便拆卸的特点,比较分析了常规超声与超声相控阵检测技术的特点,凸显超声相控阵检测的优势。对带有人工缺陷的螺栓试样进行试验检测,试验结果表明,超声相控阵检测技术能够成功检测出螺纹根部缺陷,并且具有较高的检测灵敏度及分辨力,从而降低检测成本,提高检测效率。     

聚乙烯电熔接头表面不规则对超声相控阵检测的影响分析

超声相控阵技术及B扫描实时成像技术,可以实现对表面平整的聚乙烯电熔接头缺陷的检测。然而针对表面不规则的聚乙烯电熔接头进行检测,由于耦合剂与聚乙烯两者声速与声阻抗的差异,会造成检测盲区的增大、检测图像的畸变和灵敏度的降低。对聚乙烯电熔接头表面不规则对超声相控阵检测的影响进行系统地分析和研究,并探索出一种实用的方法可以消除表面不规则对超声相控阵检测的影响,使超声相控阵技术能够用于表面不规则的聚乙烯电熔接头的质量检测。     

小口径薄壁管对接焊缝未焊透超声检测工艺

介绍了小口径薄壁管对接焊缝未焊透自身高度超声测定方法试验研究过程,提出了用超声相控阵检测技术对小口径薄壁管对接焊缝未焊透自身高度进行精确测量的检测工艺。     

站场工艺管道小口径支管角焊缝相控阵超声检测工艺

小口径支管是站场工艺管道重要组成部分,受其管径小、结构复杂等因素的影响,目前的无损检测技术有效性不高,大量小口径支管角焊缝的安全状况不明,是站场工艺管道的安全隐患。采用CIVA仿真软件对典型规格的小口径接管角焊缝模型进行仿真,分析不同工艺参数下焊缝内部声场的特点及变化规律,优化了相控阵无损检测工艺,并在模拟试件上开展5种典型缺陷的试验验证,验证结果表明,提出的相控阵检测工艺可以有效检测出模拟试件中的典型缺陷,缺陷实测尺寸误差在10%以内。