奥氏体不锈钢小径管焊缝缺陷多模式超声复合全聚焦成像研究

奥氏体不锈钢广泛应用于重大装备的关键部件中,而焊缝是整个装备的薄弱部位。在考虑超声波的多路径和易发生波型转换的特性情况下,进行奥氏体不锈钢小径管焊缝多模式超声相控阵检测方法研究。通过数值仿真,对比分析4种不同直达波检测模式和8种不同底面一次反射波检测模式对小径管焊缝中典型缺陷的检出能力。基于优选出的一种直达波检测模式和一种底面一次反射波检测模式,发展了一种多模式复合全聚焦成像方法。在此基础上,进行奥氏体不锈钢小径管焊缝缺陷检测试验。结果表明,多模式复合全聚焦成像方法可以很好实现小径管中多种缺陷检测,与单一模式全聚焦成像相比,多模式复合全聚焦成像方法不仅可以提高成像的信噪比,且可以大大减小伪像的产生。项目研究工作为奥氏体不锈钢小径管焊缝检测提供了可行的技术方案。     

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。     

插入式管座角焊缝超声波机械扫查装置开发

针对大型石化设备常用的插入式管座角焊缝的检测,该文提出了将柔性相控阵探头置于接管内壁进行超声检测的方法并开发出一套机械扫查装置。该装置可以控制探头实现360°周向扫查以及轴向平移功能,从而实现整个二维截面的C扫描成像。最后,通过检测试验成功地检测出角焊缝内的纵向裂纹缺陷,验证了该装置的实用性。     

基于超声全聚焦成像的输气管线焊接缺陷高度测量技术

介绍了一种通过全聚焦图像评价焊缝内部缺陷高度的超声阵列方法。利用超声相控阵全矩阵捕获数据的时域信息对缺陷进行重构,通过对所获缺陷图像的归一化、背景噪声消除等处理,并按照实际板厚对图像进行标定后,直接利用缺陷图像进行缺陷自身高度测量,并将其结果与手工超声、超声衍射时差法及阵列扇扫结果进行对比。结果表明,缺陷全聚焦成像具有较高的成像质量和横向分辨率,缺陷高度定量精度也较基于相位控制的常规阵列超声技术高。     

双探头梯形矩阵聚焦成像方法

R角是曲面变壁厚结构,传统超声检测方法难以对其轮廓和缺陷进行完整成像显示。针对此问题,首先,提出双探头全聚焦成像方法,实现R角区域的完整成像显示;其次,为了改善双探头全聚焦成像效率较低的问题,采用梯形矩阵聚焦成像算法,实现高效实时成像;最后,对典型变壁厚R角试件开展聚焦成像实验,验证了双探头梯形矩阵聚焦成像方法的有效性。结果表明,与传统单探头全聚焦成像方法相比,双探头梯形矩阵聚焦成像方法能够显示R角结构的完整内轮廓,并清楚显示和定位内部缺陷。     

基于相控阵全聚焦3D技术的钢箱梁U肋角焊缝检测试验研究

针对钢箱梁U肋角焊缝常规超声检测结果显示不直观、评判专业性强、检测效率低等问题,提出采用相控阵全聚焦3D技术进行检测试验研究,重点阐述全聚焦检测技术原理、钢箱梁U肋角焊缝检测位置设计和声场覆盖分析.通过对钢箱梁U肋角焊缝三个检测位置结果对比分析,在翼板外侧检测位置检测时最理想,焊缝熔深测量精度最高,翼板内侧位置检测效果...     

超高压水晶釜周向检测超声柔性相控阵技术研究

针对内外径之比通常小于0.6的超高压水晶釜超声检测技术,常规的周向超声检测技术存在灵敏度低、缺陷定位困难等技术难点,同时国内外还没有相应的检测标准和成熟的检测工艺。相对于常规超声技术,相控阵技术可以在不更换探头的情况下,实现整个检测区域多角度、多方向扫查和动态聚焦检测,并结合实时成像技术,直观地显示缺陷的位置、分布、尺寸等信息。在试验研究的基础上,提出超高压水晶釜周向超声柔性相控阵检测技术,提出的柔性探头可以良好匹配超高压水晶釜圆柱表面,根据曲面形状设计聚焦法则,可以有效解决超高压水晶釜周向超声检测的技术难题。试验结果表明,柔性相控阵技术对超高压水晶釜的表面和内部缺陷均具有较高的检测精度和可靠性。     

相控阵自串列扫查技术在管道环焊缝中的应用

介绍超声自串列扫查技术的原理、特点,以及在环焊缝CRC坡口检测上的应用。将自串列扫查技术与PAUT相控阵检测技术相结合,可确保整个焊缝区域缺陷的检出和精确定量,通过与AUT自动超声检测技术对比实验,证明可取代AUT检测方法,避免AUT检测系统造价高,设备重,数据分析判读难等问题。     

基于超声相控阵技术的钢管拱桥相贯线焊缝检测研究

超声相控阵技术具有检测灵敏度高,检测速度快等诸多优点,可以用于钢管拱桥相贯线焊缝的检测.首先,利用几何方法计算相贯线焊缝二面角及坡口角度,确定检测试件缺陷预埋方案,然后利用超声相控阵对其进行检测试验.结果表明,超声相控阵技术可以有效地检出钢管拱桥相贯线焊缝各位置的典型缺陷.     

缺陷散射对相控阵超声全聚焦成像的影响研究

相控阵超声全聚焦成像充分利用了检测信号,具有成像精度高、可进行缺陷识别等特点,是未来最具应用前景的相控阵成像算法之一。然而,目前相控阵超声全聚焦成像仍不能实现缺陷的高分辨率成像,无法对缺陷进行准确的定性、定量分析。为此,采用有限元仿真相控阵传感器的全阵列采集(FMC)过程,在全矩阵数据的基础上设计全聚焦成像程序,对圆孔和裂纹两种典型缺陷进行TFM成像,研究典型缺陷的TFM成像规律,从缺陷散射的角度分析影响相控阵超声全聚焦成像的因素。结果表明,实际检测中相控阵超声传感器只能接收到缺陷的部分散射信息,而相控阵超声在缺陷处的散射场分布与缺陷的类型、尺寸、角度及入射波类型、入射角度等因素有关,因此能否接收到缺陷散射的主要能量是影响全聚焦成像精度的关键。     

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。     

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...     

基于全聚焦相控阵超声的叶根槽裂纹检测

汽轮机转子受复杂应力和高温的多重作用,常在反T型叶根槽部位产生疲劳裂纹,导致断裂事故。针对此问题,提出全聚焦相控阵超声的检测方法。推导了全聚焦相控阵超声的采集及成像公式,制备了专用试件,在端壁上倒圆（F1）采用线切割方法预制人工缺陷,采用全聚焦相控阵超声检测,并与常规超声进行了对比。结果表明,全聚焦相控阵超声检测精度高,适应性强,具有较好的工程应用价值。     

钛合金薄板直角焊缝质量的相控阵超声检测方法研究

板直角焊接结构由于被焊试件厚度薄、检测精度要求高等因素使得常规检测方法难以施展.利用相控阵超声检测技术声束灵活可控的特点,制定基于波束控制的全覆盖检测方案.为获得较好的信噪比,提出一套楔块几何参数的优化设计方法;对采用多次反射方式入射的相控阵超声偏转聚焦法则计算方法进行了研究;构建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钛合金薄板直角焊缝结构进行了检测试验,验证检测方法的正确性.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,满足薄板直角焊缝的超声无损检测要求.     

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。     

相控阵超声后处理成像技术研究、应用和发展

相控阵超声后处理成像技术采用离线计算的方式对超声回波数据进行分析,实现缺陷的成像及评价,与基于实时成像的常规相控阵超声检测技术相比,成像更清晰,缺陷表征能力更强。近年来,相控阵超声后处理成像技术逐渐成为研究热点,国内外相关学者相继建立全聚焦成像、向量全聚焦成像、波数域成像和时间反转成像等一系列基于全矩阵数据的后处理成像算法,检测精度及缺陷表征尺寸极限取得了很大突破。为此,从全矩阵数据的基础理论出发,介绍基于虚拟聚焦思想和频域反演思想的相控阵超声后处理典型成像算法的基本原理、技术特点、研究进展及应用现状,总结当前发展存在的问题和不足,预测相控阵后处理成像技术的未来发展。     

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。     

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。     

联箱管座角焊缝超声检测专家系统的开发

为了快速、准确地检出联箱管座角焊缝中的缺陷，研究开发出管座角焊缝超声检测专家系统。该系统解决了管座角焊缝主、支管两侧探伤的缺陷信号识别和缺陷定位困难等问题，亦能够对工艺规范、操作方法等探伤全过程提供指导和专家咨询。该系统采用visual Basic6．0语言设计而成，人机界面友好，操作方便。     

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。