浅析全自动相控阵超声波检测法与射线照相法检验对比

减小字体 增大字体 作者:姜华  来源:www.zhonghualunwen.com  发布时间:2012-06-25 16:27:20

  1UT检测与RT检测对比试验实施方案
  1.1根据南海深水天然气开发工程技术规格书要求准备AUT/RT对比试验试块,制定对比实施方案及计划,针对此项目31.8mm X70材质的管线V型坡口环焊缝完成此项对比工作。
  1.2 实施方案说明
   在AUT校验试块完成后对AUT设备进行调试校准,完成AUT设备的准备工作。
   模拟加工对比试验焊件,模拟焊接缺陷,并分布于焊缝各部位用于校验射线及AUT检验结果的对比
   跟踪检验过程,并记录检验参数,对比结果的分析,完成对比试验并得出结论。
  2全自动相控阵超声波检测系统(AUT)简介
  2.1 相控阵超声波检测的基本原理
  与传统超声波检测不同,相控阵超声波检测系统采用多声束扫描成像技术,超声波检测探头是由多个晶片组成的换能器阵列,阵列单元在激发电路激励下以可控的相位激发出超声波,并使超声波声束在确定的声场处聚焦。声场控制通过在发射脉冲和接收信号的过程中引入相位控制来实现。
  2.2 相控阵探头
  超声线性相控阵探头是超声检测中实现电声转换的器件,它由换能器、壳体、电缆和其它附件组成。换能器是探头的功能件,具有发射超声波和接收超声波信息的功能。
   相控阵探头由多个相互独立的压电晶片组成阵列,每个晶片称为一个单元,按一定的规则和时序用电子系统控制激发各个单元,使阵列中各单元发射的超声波叠加形成一个新的波阵面。同样,在反射波的接收过程中,按一定规则的时序控制接收单元的接收并进行信号合成。
  
  2.3 相控阵聚焦特性
  使用超声线形相控阵探头时,声束的聚焦是通过向阵列中的内部晶片增加延时(ΔT)得到的。聚焦时,阵列中每个小晶片发射的能量累积叠加到某一点。
  因此,利用一个探头即可得到聚焦在不同深度的声束,但聚焦只发生在近场区范围内。
  3检验内容
  3.1人工缺陷环焊缝加工
   试管材质为APL X65,尺寸为外径30寸,壁厚31.8毫米,焊缝截面为双面V型坡口,试块分别加工了模拟根部缺陷(一个未熔合,一个未焊透),层间缺陷(5个未熔合)和表面开口缺陷(上游,下游,中部各一个未熔合)的共9个未熔合和1个未焊透。
  3.2实验方法
  本次实验采用的是OLYMPUS公司的PIPEWIZARD系统。在校准试块上离焊缝中心线170mm的位置安装上导轨,把机头固定在导轨上,校准好编码器,直到双门带状图上能发现校准试块的所有缺陷为止,此时校准过程结束。对焊缝进行全自动超声波检测,保存后对图像和数据进行分析。
  3.3实验对比结果
  将制作好10个人工缺陷的焊接件还进行了射线照相检验,以其获得试块的全自动相控阵检测和RT检测结果对比,以验证AUT检测结果的正确性。Φ2*8代表射线底片发现了2个Φ2的气孔,3/2代表一个长度为3,一个长度为2的缺陷。焊接件人工制作的10个人工缺陷AUT技术全部检出,另外还检出了试管焊接的时候产生的另外2个焊接缺陷。且AUT检出率为100%,而RT检测率仅为80%,可见AUT技术在检出率方面超过了RT方法。并与焊接前的人工缺陷实际长度和位置进行了比较,验证了AUT方法的高检出率和准确率。
  4试验结论
  通过两种检验方法与设计的人工缺陷实际长度互相对比发现,RT方法和AUT方法都检出了人工缺陷,而且两者互相验证了检验正确率。但AUT在检验精度上高于RT方法,并且能够弥补RT不能缺陷测高的缺点。而在缺陷测高方面,由于AUT技术采用了分区扫查方法,从缺陷信号占分区的数量可以精确读取缺陷的高度,综合各方面因素考虑,AUT技术在实际项目的工业及民用管道的环焊缝检测中具有工效高、安全快捷、同时节省大量人力物力的优点,具有传统检测技术如UT,RT无法比拟的可靠性和有效性。
  注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

Tags:检测灵敏度

作者:姜华
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