超声相控阵检测教材 第八章 现场实际应用 - 图文(9)

2019-08-26 17:17

填充1、2区采用40°横波发射,68°横波接收检测,一发一收模式。 填充3区采用50°横波检测,自收自发模式。

闸门的起点在坡口前5mm,闸门终点至少超过焊缝中心线2mm 。 扫查灵敏度为将Φ2㎜平底孔最大反射波高调整到满屏高度的80%。

(b)体积通道设置:

体积1、2通道采用45°横波检测,自收自发模式。 根部体积通道采用55°横波检测,自收自发模式。 闸门长度设置为25mm。

扫查灵敏度为在Φ1.5㎜平底孔基准灵敏度(80%满屏高度)的基础上再提高约8dB。 (c)TOFD通道设置:

采用70°纵波检测,一发一收模式。

闸门范围起点设在直通波前0.5μs ,闸门的终点应滞后底面反射波0.5μs 。 ⑧闸门电平的设置

闸门电平不低于满屏高度的20%,超过此幅度的信号应按验收标准评定。 ⑨耦合监视通道的设置

在被检工件上或AUT试块上调试耦合监视通道。将最大波调整到满屏高度的80%,在此基础上提高6dB,即为耦合监视通道的灵敏度。 ⑩扫查速度的设置为80 mm/s 。 8.2.3.12 检测数据分析 (1)根部未熔合 ①检测方法

采用AUT、TOFD、MUT和RT四种方法检测,最后通过解剖验证。见图8-58 a-e所示. ②检测结果

由解剖图可见,该根部未熔合缺陷实测自身高度为1.5㎜,宽度0.3㎜。TOFD检测未发现此缺陷。AUT检测在A扫描和B扫描中有未熔合缺陷显示,测量其长度为30㎜,深度18.3㎜,自身高度2.84㎜。MUT检测结果为缺陷长度28㎜,深度19.8㎜,幅度高于定量线16dB。射线检测测得其显示长度为35㎜。

图8-58 根部未熔合检测结果

③检测结果分析

(a) AUT(A扫描和B扫描)、MUT和RT三种检测方法均能检测出根部未熔合缺陷。 (b) TOFD技术的独特优势是测量缺陷自身高度。而根部未熔合缺陷未能在TOFD通道显示。这是因为TOFD技术在工件的上下表面存在盲区,因此需要超声脉冲反射法进行弥补。 (c) 从AUT中A扫描和B扫描图像看,在RD、H1D、MAPD、VOL1D和MAPU通道均显示该陷,可估判该缺陷为根部未熔合。

(d) 在TOFD技术中该缺陷没有被显示,按TOFD标准评定为合格。但在MUT中该缺陷处于Ⅲ区,按JB/T4730.3-2005评定为Ⅲ级;在AUT中幅度为79.2%,按SY/T0327-2003评定为不合格。由此可见,对该缺陷的评定幅度法比非幅度法合理。

(e) 从AUT检测看,一次扫查即可解决TOFD盲区和缺陷在焊缝哪一侧的问题,又能解决缺陷的评定和扫查速度快的问题。大大地提高了检测效率。 (2)表面开口裂纹 ①检测方法

采用AUT、TOFD、MUT和RT四种方法检测,最后通过解剖验证。见图8-59 a-d所示。坡口参数与图8-58 a相同。 ②检测结果

从解剖图可见,该表面开口裂纹缺陷实测自身高度为5.0㎜,宽度为0.1㎜。AUT检测在TOFD

通道和表面B扫描通道中有裂纹缺陷显示,测量其长度为33㎜,深度5.28㎜,自身高度4.6㎜。MUT方法测得其长度为30㎜,深度为0㎜,幅度高于定量线4.3dB。射线检测测得其显示长度为34㎜。 ③检测结果分析

(a) TOFD、 AUT、MUT和RT四种检测方法均能检测出表面开口裂纹缺陷。

图8-59 表面开口裂纹检测结果

(b)从解剖结果看,TOFD的直通波应该断开,但事实上并没有断开,仅在靠近直通波附近,有一条上下端点衍射信号没有分开的显示,说明TOFD技术可能存在“透声”问题。按TOFD显示评定该缺陷,不能判定为表面缺陷,只能定为内部缺陷,也不能分辨该缺陷在焊缝中的哪一侧。

(c)该缺陷不仅在AUT中的TOFD通道有显示,而且在表面B扫描通道也有显示(即在焊缝上下游端的VOL3U和VOL3D通道上有显示),说明该缺陷来源于焊缝中心线附近。在VOL3U和VOL3D通道上焊缝表面图像显示有明显的断开,说明该缺陷自身高度很大并且接近表面,再结合TOFD显示的深度,可估判该缺陷为表面开口裂纹。在AUT中测得该缺陷的幅度为76%。

(e)在MUT检测中该缺陷处于Ⅱ区,波幅很低。若探头角度选择不当和表面耦合不良,会使

该缺陷漏检。

(f)对该缺陷按NEN1822评定为合格的,按JB/T4730.10(报批稿,以下同)评定为Ⅱ级。按JB/T4730.3-2005评定为Ⅲ级,但从深度看该缺陷属于表面的,作外观检测便可发现是表面裂纹。SY/T0327-2003标准评定为不合格。

(g)综上所述,对该缺陷检测最佳方法是AUT检测。若按非幅度法对该缺陷的评定是允许的,但就其性质而言是绝对不允许的。由此可见,对该缺陷的评定幅度法更合理,非幅度法可能会产生误评的现象。

8.3 厚壁焊缝全自动超声相控阵检测(BIG-PA-AUT) 8.3.1 BIG-PA-AUT的概念

BIG-PA-AUT检测就是将焊缝沿厚度方向分成若干区,每个区用一对扇形扫查声束检测,且每个区均可制作DAC曲线,同时还采用TOFD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TOFD三种显示方式;扫查器在焊缝环向扫查一周,即可对整个焊缝厚度方向的分区进行全面检测,并自动将检测结果和声耦合显示在图像上。 8.3.2为什么BIG-PA-AUT检测技术采用扇形扫查分区

大家都知道在特种设备行业检测焊缝采用的灵敏度是以距离-波幅曲线为基准的。距离-波幅曲线采用参考试块上的人工反射体制作。但是制作距离-波幅曲线有个原则规定,就是在检测的有效范围内要求制作距离-波幅曲线的每个深度的人工反射体幅度必须大于等于满幅度的20%,低于满幅度20%,必须分段制作曲线(即双曲线)。

对于模拟式超声波检测仪制作双曲线是很容易实现的(在荧光屏面板上画),但对于数字式智能超声波检测仪(或常规自动超声成像检测仪)实现不了的,因为数字式智能超声波检测仪(或常规自动超声成像检测仪)制作距离-波幅曲线的灵敏度是固定的、不能改变的,为了有效的解决此问题,采用扇形扫查分区是最佳方法,所以BIG-PA-AUT检测采用扇形扫查分区技术。

8.3.3BIG-PA-AUT检测技术的优点

(1)调试简单,易操作,采用不同角度声束检测缺陷。

(2)即能采用机械自动扫查,也能采用手动扫查。与管道PA-AUT采用的线形扫查方式相同。

(3)在焊缝上下游端采用扇形扫查进行分区设置,如图8-60所示。按照一次波检测中下部、二次波检测中上部的原则进行分区,每个区均能制作DAC曲线。

(4)采用幅度法与TOFD技术组合检测,并在同一个界面上显示。能综合分析评定缺陷。

(5)适用于壁厚为6㎜~200㎜的环向焊缝,但主要适用于检测壁厚为46㎜~200㎜的环向焊缝。在此范围内采用二次波检测就要求超声检测设备不仅具有很大的穿透能力,而且还要有高的采集速度。

图8-60 扇扫分区

(6)检测速度快,效率高,能实时分析检测结果。

例如JB/T4730.3-2005中的B级检测厚度为46㎜~200㎜的焊缝,其要求如下:

①母材厚度大于46㎜至120㎜时,一般用一种K值探头采用直射法(即一次波)在焊接接头的双面双侧进行检测,如受几何条件限制,也可在焊接接头的单面双侧采用两种K值探头进行。

②母材厚度大于120㎜至200㎜时,一般用两种K值探头采用直射法在焊接接头双面双侧进行检测。两种探头的折射角相差应不小于10°。

③按此规定需要进行多次扫查,检测速度相当慢,效率非常低。采用BIG-AUT检测系统一次扫查即可对整个对接接头进行全面检测,速度快,效率高。 8.3.4检测设备

厚壁焊缝全自动超声相控阵检测设备与管道焊缝全自动超声相控阵检测设备一样,就是ISONIC-PA-AUT设备,但是软件不同。

该系统不仅能进行扇扫分区检测,还能进行线性扫描和横向缺陷检测的功能等。 8.3.5探头

BIG-PA-AUT探头有两种,一种是TOFD探头,另一种是相控阵探头。 TOFD探头就是常规TOFD探头,而不是由相控阵形成。


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