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。     

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。     

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。     

对接焊缝相控阵超声检测可靠性的CIVA仿真与试验

对比了相控阵超声和常规超声对接焊缝的检测仿真和试验,分析了对接焊缝相控阵超声检测的可靠性,为承压设备相控阵超声检测标准的制订提供相应参考。仿真与试验得出：相控阵超声检测的缺陷检出率总体上要高于常规超声检测。对于有着严重危害且对声束指向性要求较高的面状缺陷,相控阵超声的检出率要高于常规超声。对于夹渣、未焊透等体积性缺陷,相控阵与常规超声的检出率均非常高。但是对于气孔类回波较小的体积性缺陷,相控阵超声的检出率明显高于常规超声。对于工件厚度较大的焊缝,相控阵超声较常规超声技术可以扫描检测到更厚的焊缝区域。在缺陷测长方面,相控阵超声的测长结果相对于常规超声技术总体偏大,测长精度并无明显优势。     

基于CIVA仿真的FPSO船体管道相控阵超声检测

首先采用CIVA仿真软件建立了双相不锈钢各向异性焊缝模型，对声场分布和缺陷响应进行了模拟和计算，然后基于ISO 13588-2019和ISO 22825-2017进行了工艺验证，最后采用CIVA仿真制定的相控阵工艺对现场FPSO船体管道进行了检测和缺陷解剖验证。结果表明，CIVA仿真对于各向异性不锈钢焊缝相控阵检测工艺的制定具有较好的指导作用，DMA探头在各向异性焊缝的相控阵检测中具有较高的信噪比和缺陷检出率。研究为FPSO船体管道相控阵超声检测提供了可行的技术方案。     

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。     

桥梁钢箱梁U肋角焊缝的相控阵检测

为了解决桥梁钢箱梁U肋角焊缝中疲劳裂纹的检测问题,针对U肋角焊缝疲劳裂纹特点进行了研究。通过分析疲劳裂纹成因及各类无损检测方法的特点,可知采用超声相控阵检测U肋角焊缝较为合适。为了验证超声相控阵检测U肋角焊缝疲劳裂纹的可行性,先通过仿真软件建立U肋角焊缝截面模型并模拟声束覆盖,在此基础上制作一套带有人工缺陷的U肋角焊缝试块进行室内验证,最后应用于某桥梁的现场检测实践上。结果表明:超声相控阵在U肋角焊缝疲劳裂纹的检测上十分有效,能有效减小U肋角焊缝疲劳裂纹的检测盲区,降低疲劳裂纹的漏检率。     

TKY管节点焊缝超声相控阵的计算机辅助检测

针对TKY管节点焊缝缺陷不易识别、定位难度大等问题,采用几何作图法建立了TKY管节点焊缝接头模型,确定相控阵声束线。在此基础上,通过采用计算机辅助技术手段,有效降低了TKY管节点焊缝超声相控阵扇形扫查时的检测盲区,实现了声束覆盖焊接接头范围的可视化,开展相应的计算机辅助检测实验。分析表明,采用超声相控阵的计算机辅助检测能快速识别和定位焊缝缺陷,显著提高检测效率和缺陷检出率。     

超声相控阵技术在高速动车组转向架焊缝检测中的应用

结合CRH3型系列高速动车组构架产品的结构特点,分析CRH3型系列高速动车组构架闸片托吊座关键焊缝内部检测工艺难点,通过实验验证了超声相控阵检测工艺方案,并对闸片托吊座设计结构改进提出合理性建议。对该焊缝进行相控阵超声波检测并在实际检测中得到验证,可以准确检测出该焊缝内部各种缺陷,研究了相控阵超声波技术在该类型焊缝检测方面的应用,实现了该焊缝检测的全覆盖,保证了焊缝质量。     

插入式管座角焊缝超声声束全覆盖方法与检测试验

为了提高插入式管座角焊缝超声检测的缺陷检出率,提出了利用刚性相控阵在管座上进行扇形扫查,结合柔性相控阵在接管内壁进行线性扫查的方法,从而实现对此类焊缝的声束全覆盖检测。首先,讨论了不同检测面的选择对缺陷检出率的影响;接着,利用CIVA软件仿真并分析了两种检测方法对不同缺陷的检出情况;最后,对自行设计的插入式管座角焊缝试样进行了检测。试验结果表明,同时利用这两种方法进行检测,可以有效提高缺陷检出率。     

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。     

304L不锈钢薄壁小径管焊缝的相控阵超声检测工艺

采用相控阵超声检测技术,通过声学特性分析、模拟仿真、试块设计和验证试验,对304L不锈钢薄壁小径管焊缝的相控阵超声检测进行了研究。试验结果表明,对于未熔合、未焊透、裂纹等面积型缺陷,相控阵超声和射线检测的检出率均为100%。对于体积型缺陷,相控阵超声检测能力和射线检测相当;对于直径0.5 mm以下的小缺陷,受缺陷形貌、性质的影响,其反射波幅存在一定偏差。另外,相控阵超声检测的可达性和自检测效率优于射线检测的,且具有可进行交叉施工,结果数据可复查,数据重复性好,无辐射风险。     

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。     

机车T型管接头焊缝的相控阵超声检测

机车油水管路中大量使用了管-管T型接头焊缝,其质量对列车的安全性极为重要。用带人工缺陷的实物试件进行了相控阵超声检测试验,结果表明:相控阵超声检测技术可以检测机车T型管接头焊缝的内部缺陷。相控阵技术有较高的缺陷检出率,检测效率高;工件图像的加载降低了检测人员判定缺陷的难度。     

奥氏体不锈钢管道环焊缝的超声相控阵检测

介绍了奥氏体不锈钢管道环焊缝的超声相控阵检测技术方案,阐述了检测过程中相控阵探头的关键参数选择方法,并采用CIVA声学仿真软件对选择探头的声场分布进行模拟,最后通过对奥氏体不锈钢自然缺陷试块进行检测试验,结果表明:手动超声相控阵检测技术能够作为核电站奥氏体不锈钢管道环焊缝常规自动超声检测的有效补充。     

TKY管接点焊缝形状模型在相控阵检测中的应用

为解决TKY管节点焊缝超声检测缺陷定位难的问题,针对TKY管节点焊缝复杂的三维空间形状,通过简化并建立了管节点焊缝任意剖面的二维平面模型,并运用计算机编程,实现管节点焊缝上任意位置剖面图的绘制。在此基础上,模拟了管节点焊缝超声相控阵检测的声柬覆盖效果及对反射回波的定位方法。试验还制作了一套带有人工缺陷的TKY试块对以上模型进行验证,并对试验结果进行了分析。     

窄翼板钛合金T型焊缝的相控阵超声检测

针对窄翼板钛合金T型焊接结构,制定了腹板与翼板多位置扫查的相控阵超声检测工艺,并对缺陷试件进行了检测。在机械加工减少翼板宽度的基础上,采用射线检测对比试验验证了相控阵超声的缺陷检测效果,为受几何尺寸限制的T型焊缝相控阵超声检测提供参考。     

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。     

6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊焊缝相控阵超声波检测

分析了6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷特征,研究了6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊焊缝缺陷相控阵超声波检测技术的原理和特点,采用相控阵超声波检测方法对典型的搅拌摩擦焊焊缝缺陷进行了检测,并通过X射线对检测结果进行了验证和对比分析。结果表明,针对6005A-T6铝合金车体搅拌摩擦焊对搭接焊缝的特点,采用相控阵超声波无损检测技术能够有效地检测出隧道孔、未焊透等典型搅拌摩擦焊焊缝缺陷,是一种切实可行的搅拌摩擦焊焊缝缺陷无损检测方法。     

有限元模拟仿真在压力容器对接接管焊缝相控阵超声检测工艺设计中的研究与验证

针对大壁厚压力容器接管焊缝多为窄间隙对接焊接头,超声检测中存在扫查路径复杂、定量定性精度差和检出率相对较低等难点,引入有限元模拟仿真技术。通过建立工件3D模型和不同类型的缺陷,模拟各缺陷在压力容器筒体外壁和接管内壁相控阵超声检测时的响应情况,优化相控阵超声探头、楔块设计和探头运动轨迹,最终实现检测工艺的理论设计。在带有自然缺陷的模拟试块上,验证检测工艺的准确性和可靠性。对比有限元模拟仿真和在模拟试块上的实际检测情况表明,经过仿真设计过的相控阵超声检测工艺可有效提高接管窄间隙焊缝中缺陷的检出率和检测精度。