摘要:因孔闆(pǎn)流量計
殼體焊縫(feng)結構特殊,其流量(liàng)計管道短接外形(xíng)和厚度尺寸變化(hua)等因素影.響了無(wu)損檢測方法的應(ying)用,爲了解決殼體(tǐ)焊縫缺陷檢出和(hé)厚度的測量問題(tí),以及滿足檢測的(de)要求，開展了時差(cha)衍🆚射法超聲檢測(cè)、全聚焦相控陣超(chao)聲檢測和常規超(chao)聲檢測技術的檢(jian)測試驗,優化了超(chāo)聲檢測方法,确保(bao)了檢測的可靠性(xing)和準确性。通過檢(jiǎn)測數💚據分析，對不(bu)同超聲檢測方法(fa)🌈的結構顯示和.相(xiang)關焊縫缺陷顯示(shi)特征進行了總結(jié),爲開展類似的檢(jian)測活動提供參考(kǎo)。孔闆流量計殼體(ti)焊縫超聲檢測缺(quē)陷
在電站鍋爐的(de)給水裝置和供汽(qi)裝置上裝有較多(duo)的流量計,流量計(jì)上選用了焊接孔(kǒng)闆,其常見結構‼️如(ru)圖1所示,殼體🌏焊縫(féng)的品質無法保證(zhèng),焊接接頭大多存(cun)在焊縫超标缺陷(xian)，同時存👄在焊縫厚(hòu)度不足、結💃構性應(yīng)力集中、焊縫内部(bù)開裂等問題。
在排查安全隐患(huàn)時，由于流量計殼(ke)體短節材料爲碳(tàn)鋼🍉,隻能采✉️用超聲(sheng)檢測技術對殼體(ti)焊縫進行全面檢(jian)測。如🐪今工業超聲(sheng)檢測技術發展迅(xun)速，可用方👣法有常(cháng)😍規脈沖😄反射法超(chāo)聲檢測(UT)、超聲衍射(shè)時差法🐅檢測(TOFD)和相(xiàng)控陣超聲檢測(PAUT)結(jié)合流量計的👄外形(xíng)規格尺寸、焊縫區(qu)域的厚度、底部和(he)内部結構、人員技(ji)術水平、檢測工藝(yì)和儀器設備狀況(kuàng)等,綜合考慮檢測(cè)數據可記錄、信号(hào)掃描顯示、缺陷分(fen)辨率、可靠性、精準(zhǔn)和高效等,筆者采(cai)用以上幾種超聲(sheng)檢測方法對其進(jìn)行檢測試驗,得出(chū)TOFD超聲檢測具有較(jiào)大技術優🏃勢的結(jie)論。采用TOFD檢📐測時,現(xiàn)場在用流量計殼(ke)體焊縫✉️的餘高不(bu)需💔要打磨平，可一(yi)次性完成焊縫接(jiē)頭區🍓域厚💞度的精(jing)準測量和焊縫根(gēn)🈲部📐危害性缺陷的(de)檢㊙️出。UT和PAUT檢測時，均(jun)要對焊縫餘高進(jìn)行磨平處理後才(cái)能移動探頭，使探(tan)頭覆蓋焊縫接頭(tou)區域進行檢測,采(cǎi)用斜探頭檢測焊(han)縫缺陷,采用直探(tan)頭測量厚度。另外(wài)，全聚焦相控陣超(chao)聲技術(TFM)與傳統相(xiang)⛹🏻♀️控陣超聲檢測技(jì)術有較大區别,具(jù)有技㊙️術優勢,此方(fāng)法在檢測時同樣(yang)要去除焊縫餘高(gao),但缺陷顯示效果(guo)🛀最佳,能形成高分(fèn)辨率、完整的缺陷(xian)和結構的回波圖(tú)形，能同時完成焊(hàn)接接頭的厚度測(ce)量和缺陷檢測。
1檢(jian)測方法
1.1超聲衍射(shè)時差法
TOFD法采用一(yī)發一收探頭工作(zuò)模式，主要利用缺(que)陷端點的📱衍射波(bo)信号檢測和測定(ding)缺陷的位置及尺(chi)寸,該方♋法廣泛用(yong)于焊🔞縫檢測中,在(zài)電站鍋爐及管道(dao)範圍内📐使用的🍉焊(hàn)接孔闆流量計的(de)焊縫厚度不超🈲過(guo)50mm,可使用一組探頭(tou)進行檢測🚩，聚焦深(shēn)度♌選擇與焊縫厚(hou)度一緻,若未知焊(han)縫厚度時，可選用(yong)接管的厚度,其檢(jian)測示意如圖2所示(shì)，
1.2相控(kòng)陣超聲檢測
相控(kong)陣超聲檢測是利(li)用多壓電陣元和(he)延遲控制來💋激勵(lì)和接收超聲波信(xìn)号的，發射端的延(yán)遲法則控制聲場(chǎng)的偏轉和聚焦畢(bì)l,該檢測方法廣泛(fan)應用于焊縫的檢(jiǎn)測,常見的掃查方(fang)式是将扇形角度(dù)範圍覆蓋焊接接(jiē)頭的檢測區域,其(qi)檢測示意見圖3.
1.3全(quan)聚焦相控陣超聲(sheng)檢測
TFM方法以全矩(jǔ)陣數據爲基礎,多(duo)陣元相控陣探頭(tou)依次激勵每一個(ge)晶片,激發球形波(bō)入射至材料中,每(mei)一次發射🏃🏻後,材料(liao)中不連續的反射(she)回波将同時被🥵所(suǒ)有晶片接收,将檢(jian)測信号通❄️過後處(chù)理聚焦于檢測區(qu)域中的每一個點(diǎn)上,利用檢測區域(yù)🐅中每一個點的幅(fú)值信息重構出二(èr)🔱維圖像,可獲得高(gao)分辨率成像.效果(guǒ),實現缺陷的準确(que)定位及定量分析(xī)。流量計的焊縫⭐TFM檢(jiǎn)測示意如圖👉4所示(shì),其能一次完成焊(hàn)縫區域的厚度測(cè)量和缺陷檢測341
2缺(que)陷的模拟仿真
流(liu)量計殼體焊縫的(de)缺陷主要位于焊(han)縫根部,缺陷形式(shi)一般爲未焊透、側(ce)壁未熔合、裂紋、夾(jia)渣和氣孔等畢✨，采(cai)用CIVA仿真✊軟件對流(liú)🐅量計殼體焊縫根(gen)部中的常見缺陷(xian)進行全聚焦相控(kong)陣超聲檢測,結果(guo)如圖5~9所示
經過上(shàng)述缺陷仿真結果(guǒ)的對比可知,斜探(tan)頭相.控陣超聲檢(jian)測效果好于直探(tàn)頭的,尤其是在面(mian)狀缺陷的顯示方(fang)面。
3檢測數據分析(xi)
3.1TOFD檢測結構顯示
TOFD檢(jian)測流量計殼體焊(han)縫具有優勢,能有(yǒu)效地發現焊縫中(zhong)的裂紋等缺陷,此(ci)法的正常B掃描顯(xian)示具有特點,能明(míng)顯顯示焊縫的底(dǐ)波，能準确測量焊(hàn)縫的厚度,在焊縫(féng)厚度較小(如♊低于(yu)标準規定的12mm)時,焊(han)縫底波也明顯存(cun)在,但不🐅能用于缺(que)陷的檢測,TOFD檢測B掃(sǎo)描顯示如圖10所示(shi)
3.2TOFD檢測缺陷顯示
焊(hàn)縫根部裂縫的TOFD顯(xian)示如圖11所示,可見(jian)隻有裂紋的上⭐端(duān)點顯示，沒有下端(duan)點顯示，焊接接頭(tou)部位底波受到影(yǐng)響
焊縫根部未焊(hàn)透的TOFD顯示如圖12所(suǒ)示，上端點出現較(jiao)直或圓弧狀斷續(xu)信号顯示,焊接接(jie)頭部位底波受到(dào)影響。
3.3相控陣檢測(ce)結構顯示
相控陣(zhèn)超聲檢測掃查方(fāng)式是前後移動結(jié)合左右移☎️動，以底(dǐ)部凹槽端角回波(bō)結構波顯示開始(shi)爲準，移動探頭直(zhí)到其顯示消失爲(wèi)止,探頭移動到不(bú)同位置時的顯示(shì)如圖13所示，重點觀(guān)察A掃顯示和S扇形(xíng)顯示的變化
3.4相控(kong)陣檢測缺陷顯示(shì)
相控陣檢測焊縫(féng)内部及根部上的(de)裂紋顯示如圖14所(suo)示,S形扇掃🧑🏾🤝🧑🏼從40°~70°角度(dù)範圍均有不同程(chéng)度的顯示。
相控陣(zhen)超聲檢測殼體焊(hàn)縫根部未焊透的(de)顯示如圖🈲15所示㊙️,S形(xíng)扇掃45°角度左右時(shí)端角反射較強,C掃(sao)描長度顯示連續(xu)或斷續🧑🏾🤝🧑🏼，當深度顯(xian)示值低于要求的(de)焊縫厚度時就是(shi)未焊透。相控陣超(chao)聲檢測判定這種(zhǒng)流量計殼💚體焊縫(feng)根部未焊透缺陷(xian)有一定的難度，容(róng)易與墊闆焊縫根(gēn)部間隙産生的反(fan)射回波相混而引(yǐn)起錯判,無未焊透(tou)時一般沒有信号(hao),一旦産生🌏信号需(xu)要進一步分析。
4結(jie)語
在用的焊接孔(kǒng)闆流量計殼體接(jiē)頭的焊縫焊接部(bu)位厚度👣滿💜足标準(zhun)要求的情況下,首(shou)選TOFD檢測方法較好(hao)，檢測效率高,能一(yī)🏃次完成焊縫缺陷(xiàn)檢測和焊.縫厚度(du)測量。通過實踐應(yīng)用，認爲相控陣超(chāo)聲或常規❄️超聲檢(jian)測方法的選用也(yě)是可⭕靠的檢測技(jì)術,但需要磨平去(qù)除焊縫餘高，才能(neng)保證探頭位置的(de)移動🈲以.覆蓋整個(gè)焊⭐縫截面，若将各(ge)種超聲方法組合(hé)起來使用,将獲得(de)更⭐加全面的焊縫(féng)檢測數據。通過模(mo)拟仿真檢測流量(liang)計📞殼體焊縫缺陷(xiàn)的顯示結果進行(háng)分析，并對結構進(jin)行⛷️分析比✏️較，建立(lì)起相關圖譜,能準(zhǔn)确地判斷出缺陷(xiàn)性質。
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