摘(zhai)要:因孔(kong)闆流量(liàng)計
殼體(ti)焊縫結(jié)構特殊(shū),其流量(liàng)計管道(dào)短接外(wài)形和厚(hou)度尺寸(cun)變🌈化💃🏻等(deng)因素影(yǐng).響了無(wu)損檢測(ce)方法的(de)應用,爲(wei)了🚶♀️解決(jue)殼體焊(hàn)縫缺陷(xian)檢出和(he)厚度的(de)測量問(wèn)題,以及(ji)滿🎯足檢(jiǎn)測的要(yao)求💰，開展(zhǎn)了時差(chà)衍射法(fa)超聲檢(jian)💛測、全聚(jù)焦相控(kòng)陣超聲(shēng)檢測和(hé)常規超(chāo)聲檢測(ce)技術♉的(de)檢測試(shi)驗,優化(hua)了超聲(sheng)檢測方(fāng)法,确保(bao)了檢測(cè)的🍓可靠(kao)性和準(zhun)🏃♂️确性。通(tōng)過檢測(cè)數據分(fen)析，對不(bú)同超聲(shēng)檢測方(fang)法的結(jié)構顯示(shì)和.相關(guān)焊縫缺(quē)陷顯示(shi)特征進(jin)行了總(zong)結,爲開(kāi)展類似(sì)的檢測(ce)活動提(tí)供參考(kao)。孔闆流(liu)量計殼(ké)體焊縫(feng)超聲檢(jian)測‼️缺陷(xian)
在電站(zhàn)鍋爐的(de)給水裝(zhuāng)置和供(gòng)汽裝置(zhì)上裝有(yǒu)較多的(de)流量計(jì),流量計(ji)上選用(yong)了焊接(jie)孔闆,其(qi)常見結(jié)構🌈如圖(tu)1所示,殼(ke)體焊縫(feng)的品✊質(zhì)無法保(bao)證,焊接(jiē)接頭大(da)多存在(zài)焊縫超(chāo)🤟标缺陷(xian)，同時存(cun)在焊縫(féng)厚度不(bu)足、結🏃🏻♂️構(gòu)性應力(li)集中、焊(han)縫内部(bù)開裂等(děng)問題。
在(zài)排查安(ān)全隐患(huàn)時，由于(yú)流量計(ji)殼體短(duan)節材料(liào)爲🎯碳♍鋼(gang),隻能采(cai)用超聲(sheng)檢測技(ji)術對殼(ke)體焊縫(feng)進行全(quán)面檢測(cè)。如今工(gong)業超聲(sheng)檢🧡測技(ji)術發展(zhan)迅速，可(ke)用方法(fa)有常規(guī)脈沖💁反(fan)射法超(chāo)聲檢測(ce)(UT)、超聲衍(yǎn)射時差(chà)法🙇♀️檢測(ce)(TOFD)和相控(kòng)陣超聲(shēng)檢測(PAUT)結(jié)合流量(liang)計的外(wài)形規格(ge)♋尺寸、焊(han)縫區域(yu)的厚度(du)、底部和(hé)内部結(jié)😄構、人員(yuan)技術水(shui)平、檢測(ce)工藝和(he)儀器設(shè)備狀況(kuàng)等,綜合(hé)考慮檢(jian)測數據(ju)可記錄(lu)、信号掃(sao)描顯示(shì)、缺陷分(fen)辨率、可(ke)靠性、精(jīng)準和高(gao)效等,筆(bi)者采用(yòng)以上幾(ji)種超聲(shēng)檢測方(fāng)法對其(qí)進行檢(jian)測試驗(yàn),得出TOFD超(chao)聲檢測(cè)具有較(jiào)大技術(shu)優🤟勢的(de)結論。采(cai)用TOFD檢測(ce)時,現場(chǎng)在用流(liu)量計殼(ke)體焊縫(feng)的餘高(gao)不需要(yao)打磨平(píng)，可一🎯次(ci)性完成(cheng)焊縫接(jie)頭區✨域(yù)厚💞度的(de)精準測(ce)量和焊(hàn)縫根部(bu)危害性(xìng)缺陷的(de)檢出。UT和(hé)PAUT檢測時(shí)，均要對(dui)焊縫餘(yú)高進🎯行(háng)磨平處(chu)理後才(cái)能移動(dong)探頭，使(shi)🙇♀️探頭👈覆(fù)蓋焊縫(feng)接頭📱區(qu)域進行(háng)檢測🧡,采(cai)用斜探(tan)頭檢測(cè)焊縫缺(que)陷,采用(yòng)直探頭(tou)測量厚(hòu)度。另外(wai)，全聚焦(jiao)相控陣(zhèn)超聲技(ji)術(TFM)與傳(chuán)統相控(kong)陣超聲(sheng)檢測技(ji)術有較(jiào)大區别(bie),具有技(jì)術優勢(shì),此方法(fǎ)在檢測(cè)時同樣(yàng)要去除(chú)焊縫餘(yu)高,但缺(que)陷顯示(shì)效果最(zui)佳,能形(xíng)成高分(fèn)辨率、完(wan)整的缺(quē)陷和結(jie)構的回(hui)波圖形(xíng)🈚，能同時(shí)完成焊(hàn)接接頭(tou)的厚度(du)測量💯和(he)缺陷檢(jiǎn)測。
1檢測(cè)方法
1.1超(chāo)聲衍射(she)時差法(fǎ)
TOFD法采用(yòng)一發一(yī)收探頭(tóu)工作模(mó)式，主要(yào)利用缺(que)陷端點(diǎn)的衍射(she)波信号(hào)檢測和(he)測定缺(que)陷的位(wei)置及尺(chǐ)寸,該方(fang)法廣泛(fan)用于焊(hàn)縫檢測(ce)中,在電(diàn)站鍋爐(lu)及管道(dào)範圍内(nèi)使用的(de)焊接孔(kǒng)闆流量(liang)計的焊(han)☎️縫厚度(dù)不超過(guo)50mm,可使用(yòng)一組探(tàn)頭🔞進行(háng)檢測🈲，聚(jù)焦深度(dù)選擇與(yu)焊📧縫厚(hou)度一緻(zhi),若未知(zhī)焊縫厚(hòu)度時，可(kě)選✔️用接(jiē)管的厚(hou)度,其檢(jiǎn)測示意(yì)如圖2所(suǒ)示，
1.2相控(kong)陣超聲(sheng)檢測
相(xiàng)控陣超(chāo)聲檢測(cè)是利用(yong)多壓電(dian)陣元和(hé)延遲控(kong)制來激(jī)♍勵和接(jiē)收超聲(sheng)波信号(hào)的，發射(she)端的延(yán)遲法則(ze)控制聲(sheng)場的偏(pian)轉和聚(ju)焦✊畢l,該(gai)檢測方(fāng)法廣泛(fan)應用于(yu)焊縫的(de)檢測,常(chang)見的掃(sao)查方式(shi)是将扇(shan)形角度(dù)範圍覆(fu)蓋焊接(jie)接頭的(de)檢測區(qū)域,其檢(jiǎn)測示意(yì)見圖3.
1.3全(quán)聚焦相(xiang)控陣超(chāo)聲檢測(cè)
TFM方法以(yi)全矩陣(zhen)數據爲(wèi)基礎,多(duō)陣元相(xiàng)控陣探(tàn)頭依次(cì)激勵每(mei)一☂️個晶(jīng)片,激發(fā)球形波(bo)入射至(zhì)材料中(zhōng),每一次(cì)發射後(hòu),材料中(zhōng)不連續(xu)的反射(shè)回波将(jiāng)同時被(bèi)所有晶(jīng)片接收(shou),将檢測(cè)信号通(tōng)💯過後處(chu)理聚焦(jiāo)于檢測(cè)區域中(zhong)的每一(yi)個✏️點上(shang),利用❓檢(jian)測區域(yu)中每一(yī)個點的(de)幅值信(xin)息重構(gou)出二維(wei)圖像,可(ke)獲得高(gao)分辨率(lü)🌈成像.效(xiao)果,實🔴現(xiàn)缺陷的(de)準确定(ding)位及定(ding)量分析(xī)。流量計(jì)的焊縫(feng)TFM檢測示(shi)意如圖(tú)4所示,其(qí)能一次(cì)完成焊(han)縫區域(yu)的厚度(dù)測量和(he)缺陷檢(jian)測341
2缺陷(xian)的模拟(ni)仿真
流(liú)量計殼(ké)體焊縫(féng)的缺陷(xian)主要位(wei)于焊縫(féng)根部,缺(quē)陷🔱形式(shì)一般爲(wei)未焊透(tou)、側壁未(wèi)熔合、裂(lie)紋、夾渣(zhā)和氣孔(kong)等畢，采(cǎi)用CIVA仿真(zhen)軟件對(dui)流💚量計(jì)殼體焊(han)縫根部(bù)中的常(chang)見缺♈陷(xian)進行全(quan)聚焦✂️相(xiàng)控陣超(chāo)聲檢測(cè),結果如(ru)圖5~9所示(shi)
經過上(shàng)述缺陷(xiàn)仿真結(jie)果的對(dui)比可知(zhī),斜探頭(tóu)相.控陣(zhen)超聲檢(jiǎn)測效果(guo)好于直(zhí)探頭的(de),尤其是(shì)在面狀(zhuàng)缺陷的(de)顯示方(fāng)面❄️。
3檢測(ce)數據分(fèn)析
3.1TOFD檢測(ce)結構顯(xian)示
TOFD檢測(ce)流量計(ji)殼體焊(han)縫具有(yǒu)優勢,能(neng)有效地(dì)發現焊(han)縫中的(de)🧡裂紋🏃等(deng)缺陷,此(ci)法的正(zhèng)常B掃描(miáo)顯示具(jù)有特🔅點(dian),能明顯(xian)顯示焊(han)縫的底(di)🔅波，能準(zhǔn)确測量(liang)焊縫的(de)厚度,在(zài)焊💁縫厚(hou)度㊙️較小(xiao)(如低于(yu)标準規(guī)定的12mm)時(shí),焊縫底(dǐ)波也明(ming)顯存在(zài),但不能(neng)用于缺(que)💛陷的檢(jiǎn)測,TOFD檢測(cè)B掃描顯(xiǎn)示如圖(tú)10所示
3.2TOFD檢(jiǎn)測缺陷(xian)顯示
焊(hàn)縫根部(bu)裂縫的(de)TOFD顯示如(rú)圖11所示(shì),可見隻(zhī)有裂紋(wen)的上端(duan)點顯示(shì)，沒有下(xia)端點顯(xiǎn)示，焊接(jie)接頭部(bù)位底波(bo)🌏受到影(ying)響
焊縫(feng)根部未(wèi)焊透的(de)TOFD顯示如(rú)圖12所示(shi)，上端點(diǎn)出現較(jiào)直或圓(yuán)弧狀斷(duan)續信号(hao)顯示,焊(han)接接頭(tóu)部位底(dǐ)波受到(dao)影響。
3.3相(xiàng)控陣檢(jian)測結構(gòu)顯示
相(xiang)控陣超(chao)聲檢測(cè)掃查方(fang)式是前(qián)後移動(dong)結合左(zuo)右移🔅動(dong)🏃♂️，以底部(bu)凹槽端(duan)角回波(bo)結構波(bō)顯示開(kāi)始爲準(zhǔn)😘，移動探(tan)頭直到(dào)其顯示(shi)消失爲(wèi)止,探頭(tóu)移動到(dào)不同位(wèi)置時的(de)顯示如(rú)圖13所示(shì)，重點🛀🏻觀(guān)察A掃❓顯(xian)示和S扇(shan)形顯示(shi)的變化(hua)
3.4相控陣(zhèn)檢測缺(quē)陷顯示(shi)
相控陣(zhèn)檢測焊(hàn)縫内部(bu)及根部(bù)上的裂(lie)紋顯示(shì)如圖14所(suo)示,S形🐪扇(shan)😘掃✔️從40°~70°角(jiǎo)度範圍(wei)均有不(bú)同程度(dù)的顯示(shi)。
相控陣(zhen)超聲檢(jian)測殼體(ti)焊縫根(gen)部未焊(han)透的顯(xiǎn)示如圖(tu)15所示,S形(xíng)扇掃45°角(jiǎo)度左右(yòu)時端角(jiǎo)反射較(jiào)強,C掃描(miao)長🧡度顯(xian)示連續(xù)或斷續(xu)💃🏻，當深度(dù)顯示值(zhí)低于要(yao)求的焊(hàn)㊙️縫厚度(du)時就是(shi)未焊透(tòu)💘。相控陣(zhèn)超聲檢(jiǎn)測判定(ding)這種流(liu)量計殼(ké)體焊縫(feng)根部未(wei)焊透缺(que)陷有一(yī)定的難(nan)度💯，容易(yì)與墊闆(pan)焊縫根(gēn)部間隙(xì)産生的(de)反射回(hui)波相混(hun)而引起(qǐ)錯判,無(wu)未焊透(tòu)時一般(bān)♌沒有信(xìn)号,一旦(dan)産生信(xìn)号需要(yào)進一步(bu)分析。
4結(jié)語
在用(yòng)的焊接(jiē)孔闆流(liu)量計殼(ké)體接頭(tou)的焊縫(feng)焊接部(bù)位厚度(dù)滿足标(biāo)準要求(qiu)的情況(kuàng)下,首選(xuǎn)TOFD檢測方(fāng)法較好(hao)，檢測效(xiào)🐪率高,能(néng)一次完(wan)成焊縫(feng)缺陷檢(jian)測和焊(hàn).縫厚度(dù)測量。通(tong)過實踐(jian)應用，認(rèn)爲相控(kong)陣超聲(shēng)或常規(guī)超聲檢(jian)測方法(fǎ)的選🌈用(yong)也是可(ke)🐇靠的檢(jiǎn)測技術(shu),但需要(yao)磨平去(qu)除焊縫(féng)餘高，才(cái)能保證(zhèng)探頭位(wèi)置的移(yi)動以.覆(fù)蓋整個(gè)焊💃縫截(jié)面，若将(jiāng)各種超(chāo)聲方法(fa)組合起(qǐ)🌐來使用(yòng),将獲得(de)更加全(quán)面😍的焊(hàn)縫檢測(cè)數據。通(tong)過模拟(ni)仿真檢(jian)測流量(liang)計殼體(tǐ)焊縫缺(que)陷的顯(xiǎn)示結果(guo)進行分(fen)析，并對(dui)結構進(jin)行分析(xi)比較，建(jian)立起相(xiang)關圖譜(pu),能準确(què)地判斷(duan)出缺陷(xiàn)性質。
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