定距离沿焊缝方向做平行于焊缝的直线运动。采用两个探头在焊缝单面双侧同时进行扫查。如图8-47所示。
图8-47 AUT的线性扫查方式
8.2.3.5AUT检测设备
AUT检测设备分为两种设备,即全自动多探头超声波检测系统(见图8-48)和全自动相控阵超声波检测系统(见图8-49)。
在AUT概念中“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”。这就话中的“探头”指的是多探头系统,“声束”指的是相控阵系统。 检测采用分区法,所以要求AUT系统是多通道的,否则无法满足检测要求。
图8-48全自动多探头超声波检测系统的扫查器及探头盘
图8-49 ISONIC PA-AUT系统简图
8.2.3.6探头
PA-AUT检测采用分区法,需要设备具有足够多的通道,这就要求相控阵探头具有足够多的晶片数。目前PA-AUT检测使用的相控阵探头晶片数一般为60晶片和64晶片。就能满足壁厚为6mm-50mm焊缝的检测要求。探头频率一般采用5MHz和7.5MHz。 线形相控阵探头其它性能指标与便携式超声相控阵设备中的相控阵探头一样。 8.2.3.7 试块
全自动超声波检测试块与常规手动超声波检测试块不同之处就是全自动超声波检测试块按焊缝的坡口型式、焊层厚度及可能产生的缺欠类型设计的。全自动超声波试块上人工反射体的布置就是完整的坡口型式。 (1)试块的材料
试块的材料应是被检管道的一段,也可以用规格相同声学性能相似的材料制成。试块的材料在Φ2mm平底孔灵敏度检测时,不得出现大于Φ2mm平底孔回波幅度1/4的缺欠信号。 (2)分区原则
根据焊缝坡口参数及焊接层数来分区,每个区高度一般为2mm~3mm,在坡口熔合线上设置两个对称的人工反射体来调节灵敏度和缺欠定位。该反射体为主反射体,采用聚焦探头检测。
(3)人工反射体的设置
①在坡口面上设置人工反射体直径为2~3mm的平底孔。平底孔轴线应垂直于坡口面且在坡口面长度方向等分;见图8-50(c)、(d)。
②在外表面的熔合线上设置方型槽,其深为1mm、宽为2mm、槽长为10~20mm。也可在根焊区设槽,长度为10~20mm,其深度和角度应与被检焊缝根部坡口形式一致;见图8-50(a)、(c)。
③在焊缝中心线上设置一个直径为2mm的通孔或制作一个宽1mm、长5mm的通槽,该孔或槽轴线应与焊缝截面中心线相重合且垂直于管壁;见图8-50(e)
④必要时,可在钝边处设一个平底孔,其轴线垂直于钝边并与钝边中心重合。见图8-50(b)。 ⑤除上述规定的反射体外,还可以增加体积通道反射体、TDFD验证反射体,也可增加横向缺欠等附加反射体,但不得与规定的反射体相抵触。见图8-50(f)。
图8-50 AUT试块一侧人工反射体简图
图8-51 AUT试块的实物图
8.2.3.8 检测标准
目前AUT检测主要有以下几个: 国内标准:
SY/T6755-2009 在役油气管道对接接头超声相控阵及多探头检测 SY/T0327-2003 石油天然气钢质管道对接环焊缝全自动超声波检测 Q/SY XQ6-2002 西气东输管道工程管道对接环焊缝全自动超声波检测
国外标准:
API1104、ASTM E1961、DNV2000。 8.2.3.9检测设置
根据检测标准进行设置。现对检测设置作简要介绍。
要实现在管子上移动一周完成整条焊缝中各个分区的检测,应进行系统设置和动态调试。 (1)系统设置
①对被检焊缝进行分区。 ②探头位置和基准灵敏度的设置 (a)确定探头位置
◆检测前理论计算出选择探头参数、数量及距焊缝中心线距离。并将探头排在扫查器中。见图8-52所示。
◆移动扫查器,分别调整探头(声束)的位置,使每个探头(声束)对应的反射体信号均达到峰值,即为该探头的位置。
◆在试块上完好部位调节TOFD发射探头和接收探头的位置,使其声束轴线交点位于2/3壁厚,即为TOFD探头的位置。
图8-52探头参数选择
(b)基准灵敏度的设置
◆将每个探头(声束)的峰值信号调整到满屏高度的80%(误差为±5%),即为该探头(声束)的基准灵敏度。
◆将TOFD直通波的幅度调整到满屏高度的40%~90%,而噪声电平低于满屏高度的5%~10%,即为TOFD探头的基准灵敏度.
③闸门及扫查灵敏度设置
(a)熔合区的设置(即带状图的设置)。
闸门的起点在坡口前至少3mm,闸门终点至少超过焊缝中心线1mm;扫查灵敏度为基准灵敏度。
图8-53 熔合区闸门的设置
(b)填充区(含盖面区、热焊区)、根焊区的设置(即体积通道的设置)。
填充区:闸门的起点在探头侧坡口前至少3mm,闸门的长度至少覆盖探头对侧的坡口面(或盖面区)。填充区扫查灵敏度应在熔合区基准灵敏度的基础上再提高约8dB~14dB,但灵敏度的提高要适当,不得影响准确评定。
根焊区:闸门的起点在坡口前至少3mm,闸门的长度至少覆盖根焊区,但闸门的范围