相控阵超声检测的有限差分模拟及其在回波分析中的应用

基于有限差分数值方法,建立相控阵超声检测数值模型。基于所建模型编程计算得到不同时刻相控阵探头发射声场分布图以及不同尺寸缺陷回波信号图。通过根部切槽相控阵检测试验验证了模型计算精度。利用斜切槽回波产生了山形波,并基于有限差分模型分析了各个波形产生的机理。结果表明,超声检测的数值模拟可以有效地用于变型波的识别。     

高压管汇由壬导槽部缺陷超声相控阵检测研究

基于超声相控阵检测技术开展复杂由壬螺纹结构导槽部位缺陷检测研究。根据延时聚焦偏转法则使用MATLAB计算探头各晶片不同声束角度的激发延迟时间,在COMSOL Multiphysics中仿真分析刻槽缺陷的声学特性,得到相控阵检测参数。试制模拟对比试块开展实验,验证了超声相控阵检测技术用于由壬螺纹导槽部缺陷检测的可行性。     

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。     

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。     

高压转子枞树型叶轮超声波相控阵检测技术的应用

超声波相控阵检测技术凭借其声束覆盖范围大、检测灵敏度和检测分辨力比常规超声检测技术更高的优点,成为了提升汽轮机叶轮等部件超声检测可靠性的不二选择。通过一系列针对汽轮机高压转子的超声波相控阵检测工艺试验,验证了超声波相控阵检测技术的适用性,并且通过比较不同的超声波定量方法确定了超声波相控阵检测定量(长度测量和高度测量)的工艺。应用超声波相控阵在枞树型叶上轮检测不仅解决了原有技术的局限性并且提高了检测的效率、可靠性和准确性。     

玻璃钢船艇的超声相控阵检测

本文以超声相控阵检测某游艇舷侧板为案例,制作了7mm平底孔对比试块和横向分辨力试块,制定了超声相控阵接触法检测工艺,并得到该系统的横向分辨力为2mm。最终使用该工艺实施了超声相控阵检测。结果表明:超声相控阵技术能够可靠地检出玻璃钢船艇的内部缺陷。     

核电枞树型汽轮机叶片根部的超声相控阵检测技术

建立了一套针对核电枞树型汽轮机叶片根部的超声相控阵检测技术。通过对叶片的受力分析,了解叶片应力分布,关注缺陷最易产生的部位;通过声场仿真量化相控阵探头各参数与探头激发声场间的关系,设计叶片检测专用的相控阵探头;再结合现场检测条件,针对不同检测部位设计相应的扫查方式,实现超声波对第一齿的全覆盖扫查;在模拟试块上进行检测试验,验证检测工艺的有效性。将检测技术应用于工程实际,证明了该技术的可靠性。     

超声相控阵技术的仿真试验

超声相控阵技术是一种先进的超声无损检测技术。超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行精确延时控制,获得灵活可控的合成波束,并可随意控制聚焦点的位置。利用仿真相控阵合成聚焦技术的方法,搭建了一个16阵元、超声信号发射、接收和处理试验系统。利用该系统对缺陷试块进行了检测试验,试验结果与实际试块缺陷情况吻合。通过对试块缺陷的检测试验,对比聚焦与不聚焦的检测效果,证明了相控阵合成聚焦技术可以极大地提高检测的信噪比和灵敏度,验证了相控阵聚焦可以提高检测能力。     

大厚度复合材料结构的超声相控阵检测成像与缺陷定量表征

使用便携式超声相控阵设备对厚度为22.92mm的碳纤维复合材料层压板对比试块进行检测,对其中埋有6,9,12 mm的人工缺陷进行C扫描成像。结果表明:在超声相控阵检测中,同种介质内不同尺寸缺陷所得TCG曲线趋势相同且趋于重合;三种不同成像方式都能准确一致地对缺陷尺寸进行判定,根据其自身成像的特点,配合使用这几种成像方式,可以达到最佳检测评判效果。     

管道环向对接焊接接头超声检测用对比试块的讨论

JB／T4730．3—2005标准对环向焊接对接接头超声检测只设计了管道外径在声159mm以下的GS系列对比试块,而对钢管外径≥Ф159mm的管道只提出了对比试块有关要求。在分析了这些要求的基础上,归纳出设计对比试块的3个考虑步骤,并按照单一管道以及多种管道规格超声检测需要和试块系列化需求,提出了对比试块具体设计方案。     

相控阵超声无损检测系统的研制

以探讨相控阵超声无损检测系统的研制为目的，从相控阵原理着手，对检测系统的工作机理及系统组成进行简略阐述，重点研究阵列探头设计、相位精确控制、超声信号模拟／数字处理及缺陷成像中的关键技术。最后利用系统进行了试块检测成像对比试验。初步试验和研究表明，相控阵超声无损检测系统比传统单探头超声无损检测具有信噪比高、缺陷分辨力强、有效探伤范围宽以及工作效率高等特点。     

超声相控阵技术在钻杆内壁腐蚀检测中的应用

有效评估钻杆内壁腐蚀情况,对提高钻井生产安全,降低钻井成本至关重要。介绍了超声相控阵技术在钻杆内壁腐蚀检测中的应用,通过对对比试块与实际工件的试验,证明了该方法对钻杆内壁腐蚀检测具有足够的检测灵敏度、分辨力及较好的检测效果。     

基于CIVA仿真的管帽焊缝相控阵超声检测工艺

对某化工厂合成反应器换热管管帽焊缝进行了相控阵超声检测工艺分析,采用研制的专用扫查装置及楔块在对比试块上进行试验,并优化了检测工艺,并在模拟试块上验证优化后的检测工艺。结果表明:优化后的检测工艺检测效果良好,为管帽焊缝的检测提供了一个有效的解决方案。     

基于曲晶片相控阵超声的细长轴类锻件检测仿真与试验

细长轴类锻件的缺陷方向通常与轴线平行,因此一般超声检测采用纵波直探头在锻件圆周面上进行扫查。由于细长轴类锻件的直径较小,其圆柱曲界面与探头很难实现完全接触而使得耦合层厚度不均,进而导致超声波透射系数减小以及检测灵敏度下降。为实现对细长轴类锻件缺陷的有效检测,从理论上分析了圆柱曲晶片及曲晶片相控阵的检测原理,提出了曲晶片超声相控阵聚焦技术。通过仿真软件CIVA对常规探头、曲晶片探头以及曲晶片相控阵探头形成的声场聚焦分布规律进行研究,设计加工了曲面对比试块和带人工缺陷的细长轴类小型锻件,开展了平面晶片和曲面晶片的相控阵探头超声检测试验,验证了提出的曲晶片超声相控阵聚焦方法的可行性与合理性,结果表明该方法的检测灵敏度和定位定量精度均优于常规直探头和平晶片相控阵探头的。     

铆钉超声相控阵检测及应用

飞机铆钉脱落,将给飞行安全造成重大隐患.为保障安全,本文提出采用超声波检测方法对铆钉实施在役监测.利用线切割方法加工不同深度及位置人工缺陷的铆钉,并制作专用铆钉对比试块.分别使用常规超声波探头和相控阵超声波探头对试块中铆钉进行检测,比较超声检测A扫查结果与相控阵超声检测扇形扫查结果,表明采用20MHz常规延迟块探头能够...     

基于双面阵探头的厚壁奥氏体不锈钢对接焊缝的相控阵超声检测

焊缝奥氏体组织具有晶粒粗大和各向异性等特点,线阵相控阵、常规超声和射线检测技术均存在一定的局限性和不足.基于DMA(双面阵)相控阵探头,采用以色列ISONIC 2009型相控阵检测仪器,对NB/T 47013.3-2015附录I中的3号对比试块进行了B扫和C扫成像,并对40 mm厚的模拟试块进行了检测比对分析,结果表明...     

316L对接焊缝相控阵超声检测工艺模拟与试验验证

为解决中国聚变工程实验堆316L不锈钢焊缝超声波检测时,探头扫查空间受限、检测信噪比低的难题,提出了基于双晶面阵探头的相控阵超声检测方案.通过CIVA仿真,分析了不同聚焦参数下DMA探头的声场特征,确定对接接头的检测工艺.参考NB/T47013.3-2015《承压设备无损检测第3部分:超声检测》附录I,设计并制作了对比试块,验证了检测工艺下的声束覆盖和φ2 mm侧横孔信噪比.结果表明,DMA探头可以在有限的扫查空间内实现焊缝声束全覆盖,对比试块中不同位置的φ2 mm侧横孔信噪比大于15 dB.试验结果可为316L类不锈钢对接焊缝相控阵超声检测工艺制定提供参考.     

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。     

氢环境箱厚壁筒体的相控阵超声周向检测

针对氢环境箱厚壁筒体的外径内径比高达18.5,常规的周向超声检测技术存在灵敏度低、缺陷定位困难等问题。笔者提出了140 MPa氢环境箱厚壁筒体的相控阵超声周向检测技术,根据超声仿真软件CIVA对带曲面楔块的相控阵超声探头在厚壁筒体中产生的声场进行仿真研究,并加工带有人工缺陷的对比试块进行试验。结果表明:提出的相控阵超声周向检测技术对氢环境箱厚壁筒体的内外表面及内部缺陷均具有较高的检测灵敏度和检测精度。该技术已成功地应用于140MPa氢环境箱厚壁筒体的定期检验中。     

奥氏体不锈钢对接焊接接头超声波检测对比试块的制作

奥氏体不锈钢对接焊接接头的超声检测中,带焊缝的对比试块的制作对检测评价结果非常重要,也能为超声波仪器探头系统的灵敏度调整提供较为客观有效的参考。为使对比试块更贴近实际检测的需要,采用将试块竖立焊接方式设计制作了超声检测对比试块。并与平躺x型坡口对比试块进行了细致对比,结果显示采用竖立焊接试块调试的检测灵敏度更为恰当。实际检测工作也验证了竖立焊接对比试块能更好地满足检测要求。