基于等声程聚焦算法的超声相控阵检测技术

超声相控阵技术通过对超声阵列换能器各阵元进行相位控制,能获得灵活可控的合成波束,进行动态聚焦、成像检测,能够提高检测灵敏度、分辨力和信噪比。在研究超声相控阵换能器声场的偏转和聚焦特性基础上,基于ASTM推荐试块与试验标准E2491—06,设计了等声程聚焦模型,并给出了扇形偏转非聚焦以及扇形偏转等声程聚焦的检测成像结果。试验结果表明,等声程聚焦算法有效地检出了材料中的缺陷,具有很好的分辨率和信噪比,能够比较真实地反映材料内部缺陷的相对位置和大小。     

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。     

换热器管板筒体角焊缝的相控阵超声检测

利用常规相控阵和全聚焦相控阵成像技术对换热器管板筒体角焊缝人工试块中的气孔、夹渣、未熔合、未焊透、裂纹等缺陷进行了检测。首先介绍了管板筒体角焊缝检测的基本情况以及相控阵技术的基本原理,其次设计制作了含上述缺陷的人工试块,最后对人工试块进行检测,比较了常规相控阵技术和全聚焦技术对上述5种缺陷的检测能力。结果表明,相比常规相控阵超声技术,全聚焦技术具有更高的缺陷检出率和检测分辨率,对缺陷的定位和定量检测误差更小,可应用于工程实践。     

超声相控阵检测硬件电路设计

相控阵超声成像检测技术在工业无损检测领域中的应用越来越广泛。其通过控制阵列探头中各个阵元激励脉冲的时间延迟,以实现聚焦点位置和声束方位的变化,从而合成相控阵波束,完成超声扫描成像。设计了超声发射接收电路,并通过超声标准试块验证单通道超声检测电路的可行性。根据设计要求,将单通道电路进行相应的扩展,可得到多通道相控阵超声检测电路并通过控制现场可编程门阵列(FPGA)实现检测。     

多通道动态光弹成像系统的研制

为了研究多阵元超声聚焦声波在固体中的传播规律,研制了多通道动态光弹成像系统。该系统通过对超声阵列换能器中各阵元进行相位延时控制,获得了灵活可控的合成波束,能在固体中激励出焦点可控的聚焦声波,并可以模拟相控阵技术的声束扫查过程。通过采用动态光弹技术,可以观察超声聚焦声波在固体中的传播行为。该系统实现了多阵元超声聚焦声场的可视化,能够为利用超声聚焦声波检测缺陷的理论提供可视化的实验依据,对超声无损检测具有重要的指导意义。     

双金属结合面缺陷的凸面相控阵超声检测

采用凸面相控阵探头检测双金属涡轮盘内部,根据小孔径涡轮盘结合面缺陷的结构特征、双金属涡轮盘的结构特点以及扩散焊工艺的连接特点等,首先在理论上分析了相控阵超声的声场特性,然后利用CIVA仿真软件设计了一种8阵元凸面相控阵换能器,通过选择合适的相控阵参数,有效地抑制了声束扩散,并在涡轮盘试块中获得了较好的聚焦效果.检测结果...     

相控阵检测技术聚焦深度对检测结果的影响

超声相控阵聚焦能将超声能量聚焦于被检区域,使检测结果更加明显,但缺陷定量结果受相控阵仪器聚焦深度的设置影响较大。利用超声相控阵技术,通过真实深度聚焦模式对深度分别为4、9、13、18、23、29、35 mm的φ2 mm横通孔进行检测。结果表明:当聚焦深度与缺陷孔深相同时,孔深和孔径测量值误差可达最小值;在孔深前后大约5 mm范围内进行聚焦时,使用相控阵检测方法对缺陷的定位定量相对较为准确,可以将误差控制在1 mm内。     

钢结构件焊接接头超声相控阵实际探伤条件的研讨

为提高对大型钢结构件的大板梁所有焊接接头的超声检测速度,采用相控阵UT,以电子扫描技术取代常规UT中探头的机械移动。根据有关工业标准要求,通过校验试块的验证试验,探讨分析相控阵超声检测的实际有效探伤条件。试验表明,只要五参数（声束聚焦位置、同时激励的阵元数、有效探伤范围、脉冲重复频率及探伤数据压缩比）正确设定,可明显提高钢结构件焊接接头相控阵UT的检测效率。     

钢结构件焊接接头超声相控阵实际探伤条件的研讨

为提高大型钢结构件的大板梁所有焊接接头超声检测速度,采用相控阵UT以电子扫描技术取代常规UT中探头的机械移动。本文根据有关工业标准要求,通过校验试块的验证试验,探讨分析相控阵超声检测在这方面的实际有效探伤条件。试验表明：只要正确设定五参数（声束聚焦位置、同时激励的阵元数、有效探伤范围、脉冲重复频率及探伤数据压缩比）,可明显提高钢结构件焊接接头相控阵UT的检测效率。     

采用超声相控阵技术检测汽轮机转子叉型叶根

汽轮机叶片作为火力发电厂金属监督检验的重要部件,其叉型叶根结构复杂且检测面狭小,常规检测方法难以实现不拆除检测。笔者采用超声相控阵检测技术,制作了专用超声相控阵换能器来控制换能器各阵元的聚焦、扫查,对获得的数据进行软件分析并制定检测方案,从而实现了对叉型叶根的二维成像检测。利用该检测技术能快速、直观、有效地检测出裂纹缺陷,为确保汽轮机安全运行,防止叶片断裂提供了有力保障。     

大口径管道对接环焊缝相控阵超声检测系统的研制

相控阵超声检测技术在无损检测领域是一个新的技术手段。目前国外已经具有实用化的产品。对国内率先开发的PWA-1型全自动相控阵超声检测系统进行了详细介绍,并对该系统的进一步开发进行了展望。     

不锈钢焊缝缺陷的超声相控阵扫描图像特征分析

采用超声相控阵检测方法对预制了夹杂和气孔缺陷的奥氏体不锈钢焊缝进行检测,分析了缺陷的相控阵图像与A扫描信号特征。试验采用的是超声相控阵扇型扫查方式,同时用深度定标方法对仪器参数进行了优化,对缺陷的位置及尺寸进行测量并获得了能够判断缺陷类型的图像特征和A信号特征。研究结果表明:超声相控阵方法不但适用于不锈钢焊缝的检测,且具备更大的检测范围及更丰富的检测信息;通过检测图像特征及相关的A信号特征能够对这2类缺陷的位置及类型进行有效评价。     

超声相控阵技术检测高压氮气贮罐

中石化巴陵分公司一装置的高压氮气贮罐板材厚大且无法停车检验。采用超声相控阵技术对其对接焊缝进行了检测,并与常规超声波检测进行了对比。发现常规超声波漏检5处较严重缺陷;超声相控阵检测发现的缺陷比常规超声长且浅;超声相控阵检测工作量为常规超声的1/4。对比结果表明,超声相控阵技术具有缺陷检出能力强、可靠性高和工作效率高等优点。     

超声波相控阵黄金纯度检测技术

简要介绍了黄金纯度检测的基本方法,重点介绍了黄金纯度检测新技术——超声波相控阵检测技术的基本原理与方法。通过试验验证了超声波相控阵技术检测黄金纯度的可行性,可以检测出黄金纯度内部的气孔,块状夹杂及已熔化的夹杂,可以区分出24K与18K黄金。     

油罐焊缝缺陷的超声相控阵检测

超声相控阵技术作为新型的无损检测技术已应用于油罐缺陷检测领域。针对实际焊缝中可能存在的裂纹、气孔、未熔合和未焊透等缺陷,设计制作了包含不同缺陷的焊缝试块。通过设定超声相控阵的声束角度、焦距位置和焦点尺寸等参数,可清晰检测到焊缝内部缺陷,并能较准确地判断内部缺陷的位置和大小。但相控阵技术对被检件表面要求较高,且需要制作多种试块。     

汽轮机转子叶片根部超声相控阵检验应用与分析

由于汽轮机转子叶片运行工况复杂多变,极易在根部产生裂纹等危害性缺陷,对超声检验的专业性、安全性、稳定性及便捷性等提出了更高的要求。如何发现超声检验中的不足并加以改进,使之能更好地适应现场检查成为被关注的议题。简单介绍超声相控阵检验技术工作原理,重点对检验工艺和检验器材的选定、超声相控阵检验工艺和检验过程中问题等进行详细论述,并针对存在的问题提出改进建议。最终确定的相控阵检验技术在现场实际应用中发现了重大危害性裂纹缺陷,可在核电无损检验领域进行推广。     

UPA based 3D visualization of discontinuities in great thickness EBW seam 1

Electron beam welding (EBW) is a fusion welding process in which a beam of high-velocity electrons is applied to two materials to be joined.It is a complex high-temperature metallurgical process,and the quality of welding may deteriorate because of defects caused by improper welding parameters,especially in the EBW of thickened aluminum alloy plate.Ultrasonic phased array(UPA) technology has been applied more widely in the field of nondestructive testing because of its ability of effectively controlling the shape and direction of the emitted ultrasonic beam.In present research,a specimen with EBW seam on thickened aluminum plate was tested with a linear array ultrasonic phased array probe,and a large number of B-scan images of the weld were acquired by electronic scanning in probe combined with the mechanical scanning of the probe along the weld direction.This large number of B-scan images were stacked to construct the volume data,with which the 3D image of the weld discontinuities were reconstructed,and the 3D visualization was realized.More details about weld discontinuities' spatial distribution and orientation were revealed,and this approach also made the results of non-destructive ultrasonic testing more easily to understand.     

奥氏体异种钢薄壁小径管焊缝裂纹超声相控阵检测

将超声相控技术用于奥氏体异种钢薄壁小径管对焊接焊缝的裂纹检测,采用专用超声相控阵换能器和楔块,通过仿真模拟确定检测工艺参数,并制作对比试样进行试验研究.结果表明,该技术可以有效检测出焊缝熔合线处长5 mm,宽0.2 mm,深1 mm的内、外壁的人工缺陷,并且对于焊缝表面裂纹深度可以进行准确的定量分析.