正交异性钢桥面板疲劳裂纹的超声相控阵检测和定量

介绍超声相控阵技术在道桥在役监测上的应用。疲劳裂纹存在于钢桥桥面板与U形肋之间的焊缝中。这些裂纹始于焊缝根部,无法用目视检测直接观察,需用超声检测或其他适当的体积NDT法检测。这里介绍用相控阵超声检测法来检出和定量这些疲劳裂纹的实例。该法可检测出桥面板厚度方向和角焊缝厚度方向的疲劳裂纹。研发的扫查设备和专制的实物试样,验证了对疲劳裂纹的可检性和定量能力。用这套NDT系统对车辆载荷在役桥梁进行检测,验证了对实际裂纹的可检性。     

港珠澳大桥U肋角焊缝超声相控阵探伤技术

为解决港珠澳大桥8 mm厚U肋角焊缝探伤问题,进行了U肋角焊缝超声相控阵探伤技术分析,通过焊接试件的探伤试验,考察了该焊缝超声相控阵探伤的检测精度,提出的U肋角焊缝的超声相控阵探伤检测及判定方法,可以指导港珠澳大桥U肋角焊缝的无损检验工作,同时为其它桥梁此类焊缝的无损检验提供借鉴。主要取得了以下两项成果:一是根据U肋角焊缝的缺陷特征,建立了焊缝探伤数学模型,并在此基础上提出了基于超声相控阵技术的缺陷信号图像端点读值法,简化了探伤检测过程,提高了检测精度;二是提出了基于检测误差的U肋角焊缝探伤判定方法,较好地解决了焊缝探伤中的漏判与误判问题。     

U肋角焊缝超声相控阵检测的影响因素分析

U肋角焊缝熔深的超声相控阵检测的技术体系尚不完善,关键工艺参数及影响因素分析对相关标准制定有重要的意义。本文基于U肋角焊缝熔深的超声相控阵检测试验方法,分析了一次波/二次波、实物对比试块、输入板厚对熔深测量结果的影响,试验结果表明了超声相控阵进行U肋角焊缝熔深检测的有效性,以及采用实物对比试块进行校准、实测钢板厚度作为输入板厚可有效提升熔深检测结果的准确性。     

钢管桁架节点焊缝疲劳裂纹的相控阵超声检测

以某桥梁结构中的钢管K型节点疲劳性能试验为研究背景,研究相控阵超声检测钢管节点疲劳裂纹的有效性。试验过程中采用相控阵超声检测设备跟踪和记录钢管K型节点疲劳裂纹的萌生和扩展,并与应变测试结果和节点疲劳裂纹切片结果进行对比分析。结果表明:相控阵超声检测技术能够对管节点疲劳裂纹进行准确地定量和定性分析;相控阵超声检测技术能够在裂纹萌生的早期先于目视观测到疲劳裂纹。因此,可采用相控阵超声检测代替常规检测对实际结构的TKY管节点相贯焊缝的疲劳裂纹进行检测。     

钢桥梁U肋角焊缝全熔透焊接工艺

阐述了目前钢桥梁U肋角焊缝部分熔透焊接时,在焊缝根部易出现疲劳裂纹,从而降低桥梁使用寿命的现象。采用雷姆聚弧脉冲深熔焊焊机实现了8 mm U肋单面焊双面成形的全熔透焊接,并对该类焊缝的焊接方法、焊接工艺和焊接过程等进行了对比分析及研究。     

在役压力容器搭接角焊缝的相控阵超声检测

为了提高检测在役压力容器搭接角焊缝内部缺陷的效率和可靠性,设计了对比试块,进行了相控阵超声检测工艺验证试验,分析了验证试验获得的相控阵超声检测图谱。结果表明:该工艺可以对搭接角焊缝的典型内部缺陷进行识别和评定。     

角焊缝裂纹类缺陷相控阵超声检测工艺

角焊缝是工程中较为常见的焊缝形式,与对接焊缝相比,其特殊的结构和焊缝形式增加了超声检测的难度和工艺的复杂性。在分析角焊缝常规检测工艺的基础上,提出了应用超声相控阵检测工艺的方案,并以Y型焊缝为例制定了相控阵超声检测方案并进行了检测试验。检测结果验证了方案的可行性,为相控阵超声技术在角焊缝检测中的推广应用提供了经验。     

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。     

桥面板与U形肋间焊缝熔深检测的实验研究

通过一系列的试验验证和理论分析,提出了一种可以对钢桥桥面板与U形肋间部分熔透焊缝进行有效评价的方法,将超声相控阵技术应用到了桥梁制造领域,实现了对该类焊缝进行有效控制的目标。     

电厂锅炉管座角焊缝相控阵超声检测

针对电厂锅炉管座角焊缝超声检测存在的难点,提出相控阵超声检测解决方案。通过制作焊接模拟试样,对其实施相控阵超声检测,成功检测出预制缺陷,并与试样的线切割结果比对,结果表明该相控阵超声检测方法具有较好的检测效果,验证了检测工艺的有效性,可为此类管座角焊缝的相控阵超声检测提供参考。     

核电厂BOSS焊缝的相控阵超声检测

针对核电厂核岛不锈钢管道管座角焊缝(BOSS焊缝)体积检测工程需求,结合常规岛碳钢管道对接焊缝相控阵超声检测工程实践经验,利用超声仿真软件对核电厂一回路典型BOSS焊缝进行相控阵超声检测模拟仿真分析,制定了相控阵超声检测技术方案,进行了试件模拟缺陷的仿真分析,结果表明相控阵超声检测可对不同类型缺陷进行有效检测,为不锈钢BOSS焊缝相控阵超声检测工艺的开发打下了基础。     

承压设备插入式接管角焊缝超声相控阵检测工艺

插入式接管角焊缝的特殊结构和焊缝形式,增加了常规A型超声波对其检测的难度和工艺的复杂性。针对承压设备插入式接管角焊缝容易出现的几类典型缺陷,通过CIVA软件仿真制定检测工艺,同时采用以色列ISONIC 2009相控阵设备对模拟试块进行检测,并与CIVA仿真结果进行了比对。结果表明,插入式接管角焊缝的超声相控阵检测工艺具有良好的检测效果,验证了工艺的有效性,为相控阵检测技术在插入式接管角焊缝中的推广应用提供了相关经验。     

不锈钢小径管疲劳裂纹类缺陷相控阵超声检测的可靠性验证

采用PA(相控阵超声检测)、DR(数字射线检测)、PT(渗透检测)3种检测方法对15个不锈钢小径管焊缝进行了检测,并对3种检测方法的检测结果进行汇总、对比和分析,将相控阵超声检测工艺进行了进一步的优化。结果表明:相控阵超声方法对不锈钢小径管根部疲劳裂纹缺陷的定位和定量检测是相当可靠的,且具有较高的裂纹检出率。     

埋弧焊钢管焊缝相控阵超声自动检测方法探讨

为了解决埋弧焊管焊缝缺陷检测问题，针对埋弧焊管焊缝产生缺陷的特点进行探讨，分析缺陷成因及各类无损检测方法特点，采用相控阵超声自动检测方法，通过计算机仿真软件建立埋弧焊管焊缝截面模型并模拟声束全覆盖检测，设计模拟试块应用虚拟探头排列方式对各种缺陷(纵向、横向及热影响区)进行检测。结果表明：相控阵超声自动检测技术对埋弧焊管焊缝缺陷检测结果稳定可靠，能够有效指导埋弧焊管焊缝相控阵超声自动检测工艺设计，直观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，为埋弧管焊缝缺陷相控阵自动检测提供借鉴。     

相控阵超声技术在插管异种钢镍基焊缝检测中的应用

汽轮机进汽插管异种钢镍基焊缝在运行时因高温疲劳易发生断裂,为避免此类事故发生,提出了使用相控阵超声技术检测插管镍基异种钢焊缝的方法。通过对插管镍基焊缝的结构、金相组织、声学特性的分析,明确了该类焊缝超声检测的难点。结合相控阵超声检测的特点,通过控制检测工艺参数,对上述难点加以克服,从理论上分析了相控阵超声检测该类焊缝的可行性。     

超声相控阵检测小径管焊缝的理论研究及工程应用

在理论上分析了线阵列相控阵超声聚焦深度对小径管焊缝检测的影响,通过实验对比了不同的聚焦深度对于小径管焊缝缺陷检测精度的影响。通过优化检测工艺,提高了相控阵超声的检出率和检测精度。结合实际应用,将相控阵超声检测技术与射线检测及表面检测技术进行了对比。相控阵超声可以高效地检测小径管焊缝裂纹及未焊透缺陷。     

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。     

EPR核电站主管道的超声相控阵检测

EPR(European Pressurized Reactor)核电站主管道是连接压水堆核电站主回路系统的重要组成部件,采用锻造奥氏体不锈钢窄间隙焊缝连接而成,奥氏体不锈钢管具有声学各向异性、晶粒粗大以及大壁厚的特点,为了提高主管道环焊缝超声检测的可靠性和检测效率,开展了主管道环焊缝超声相控阵检测技术的研究。使用专业声学仿真软件对相控阵探头产生的声束以及声束在奥氏体钢管内的传播进行了声场的仿真模拟,设置了超声相控阵探头参数和相控阵检测工艺参数,并在带有自然缺陷的模拟体试块上进行了试验。试验结果表明,所开发的相控阵超声检测工艺可有效检出验证试块中的缺陷,且缺陷定量分析结果满足规范要求。     

高强螺栓疲劳损伤的相控阵超声检测

为及时有效地检测钢结构桥梁高强螺栓的疲劳损伤,以钢桥普遍使用的10.9S级M30高强螺栓为研究对象,采用相控阵超声对高强螺栓人工刻槽模拟疲劳裂纹进行了检测,对比分析了检测端面、损伤程度和损伤位置对疲劳裂纹损伤识别的影响。试验结果表明,以螺栓尾端作为检测面能有效减少疲劳损伤的漏检和误检,检测精度高于螺帽端作为检测面的情况;相控阵超声对大于1 mm的人工刻槽裂纹缺陷具有良好的检测精度,能够识别出螺栓夹持长度内不同位置的损伤,且损伤定位相对误差在7%以内。     

小径管管座角焊缝相控阵超声检测工艺

管座角焊缝由于结构特殊、受力复杂,在焊接过程中容易出现未焊透、未熔合等危险性缺陷,在运行过程中易产生应力集中。针对小径管管座角焊缝的结构特点,设计制作了两种不同形式(安放式、插入式)的角焊缝对比试块,用于调整检测灵敏度以提高检测精度。利用制作的典型缺陷试样进行试验,总结形成了小径管管座角焊缝的相控阵检测专用工艺方案。通过在火力发电机组安装和检修工程中的应用,验证了检测工艺的可行性和准确性。该检测工艺的制定可为相控阵超声检测技术在管座角焊缝检测中的推广应用提供参考与借鉴。