超声相控阵检测教材 第八章 现场实际应用 - 图文(5)

2019-08-26 17:17

根部未焊透的规格:45㎜×2.0㎜×2.0㎜;坡口未熔合的规格:25㎜×3.5㎜×2.9㎜

图8-34 T-X型角焊缝预制缺陷图

2)实物图

图8-35 T-X型角焊缝实物图

3)PA检测

PA检测发现中间未焊透和坡口未熔合缺陷。中间未焊透缺陷长度为17.9㎜,深度为8.4㎜,自身高度为2.2㎜,幅度大于130%,位于Ⅲ区,评为Ⅲ级。坡口未熔合缺陷长度为18㎜,深度为2.1㎜,自身高度为3.2㎜,幅度DAC+2.8dB,位于Ⅲ区,评为Ⅲ级。见图8-36所示。

(a)中间未焊透

(b)坡口未熔合

图8-36 T-X型角焊缝PA检测结果

8.2 全自动超声相控阵检测

8.2.1为什么采用全自动超声相控阵检测

超声TOFD(Time of Flight Diffraction)技术即超声波衍射时差技术,自1975年在英国问世以来,便受到人们的普遍重视并应用于焊缝的检测。近年来,超声TOFD检测在我国石化、电力及特种设备等行业已经开始应用,并得到认可。TOFD技术的优势是测量缺陷的自身高度,为断裂力学“工程临界分析法” (ECA)的评判提供关键的指标,但在实际应用中也暴露出TOFD技术的不足,即: (1)TOFD存在盲区

TOFD在工件上下表面存在盲区。 (2)TOFD检测效率低

TOFD扫查有两种方式,一种是非平行扫查,另一种是平行扫查。平行扫查效率极低,但定量精度高,一般不采用此扫查方式,仅在实验室或对某一缺陷精确定量和定位时采用。非平行扫查速度快,但不能判定缺陷在焊缝的哪一侧,给定位增加难度,有时需要进行多次扫查来确定缺陷的位置,致使检测效率降低。检测中常采用非平行扫查方式。 (3)TOFD缺陷的评定

众所周知,TOFD技术不是基于幅度法进行检测的,检出率远高于其他检测方法(例如手动超声波检测、机械超声波检测及射线检测等)这是总所周知的事实。不论是大缺陷还是小缺陷都能检出,这给缺陷评定增加难度,控制不好返修率相当高,甚至出现有的缺陷返修后看不见的现象。

因此,必须采用合理的方法与TOFD技术联合使用才能体现出TOFD技术的特点,也就是说采用幅度法与非幅法组合技术检测环向对接接头,有着十分重要的意义。具体说就是采用相控阵技术与TOFD技术组合应用检测环向对接接头。 8.2.2组合方式

组合检测技术中的幅度法是以超声相控阵检测技术为主。幅度法和非幅度法组合有两种方式,即:

(1)相控阵技术中的线形扫描与TOFD组合,就是我们常说的全自动超声相控阵检测技术(以下简称PA-AUT)。该组合方式用于检测壁厚为6~60㎜的环向对接接头,主要用于检测管道环向对接接头。

(2)相控阵技术中的扇形扫描与TOFD组合,就是厚壁焊缝全自动超声相控阵检测技术(以下简称BIG-PA-AUT)。该组合方式用于检测壁厚为6~200㎜的环向对接接头,主要用于检测

锅炉、压力容器及管道等环向对接接头。 8.2.3管道全自动超声相控阵检测(PA-AUT) 8.2.3.1 AUT的概念

所谓全自动超声波检测就是将焊缝沿厚度方向分成若干区,每个区用一对或两对聚焦探头(声束)检测,同时还采用非聚焦探头(声束)检测,因此要求检测系统是多通道;检测结果以图像形式显示,分为A扫描、B扫描及超声衍射波时差法(TOFD)三种显示方式;扫查器在管道环向采用自动扫查和自动声耦合,对整个焊缝厚度方向的分区进行全面检测,并自动将检测结果和声耦合显示在图像上。 8.2.3.2检测原理 (1)采用分区法检测 ①分区法的概念

分区法是指将焊缝沿厚度方向分成若干个区;每个区用一对或两对聚焦探头(声束)检测,同时还采用非聚焦探头(声束)检测;扫查器在管道环向扫查一周,即可对整个焊缝厚度方向的分区进行全面检测。 ②区域划分

区域划分就是将被检焊缝按检测的要求分成若干个区。焊缝的区域划分根据焊缝的坡口参数及焊接填充次数进行,不同厚度的焊缝填充次数是不一样的,因此分区也是不一样的。图8-37是典型的焊缝分区,该分区是焊接分区,与检测分区可能不一样,但有时也可能相同。

图8-37 焊缝焊接分区及缺欠简图

分区的原则是根据检测标准、规范而定,一般来讲每个区高度为1㎜~3mm,分区高度越细越好,缺欠定量越精确。

分区高度也不易过大,过大易漏检,也不易太小,太小调试困难,一般最小为1mm,最大为3mm,也可大于3mm,根据检测需要而定。图8-38是焊缝的检测分区。

图8-38 厚度为14.6mm焊缝的检测分区


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