相控陣超聲波探傷檢測(cè)技術(shù)對(duì)特種設(shè)備的意義

特種設(shè)備無(wú)損探傷檢測(cè)的重要意義

對(duì)于特種設(shè)備所應(yīng)用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)， 由于不會(huì)損壞檢測(cè)對(duì)象，可以在特種設(shè)備生產(chǎn)制造和使用中進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果重復(fù)性和可靠性較高，具有較為顯著的檢測(cè)效果，在目前的特種設(shè)備檢測(cè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)安裝制造和使用中的承壓類特種設(shè)備檢驗(yàn)，由于其本身的高溫、高壓、有毒、易燃等使用性能，具有高空、酷熱、嚴(yán)寒、受限空間等外部環(huán)境條件限制，設(shè)備檢測(cè)工作難度極大。 但是通過(guò)多種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的靈活應(yīng)用可以對(duì)承壓類特種設(shè)備檢測(cè)難題進(jìn)行有效解決， 可以實(shí)現(xiàn)不破壞設(shè)備使用性能的前提下進(jìn)行停用或在線檢測(cè)，確保在設(shè)備運(yùn)行期間不會(huì)出現(xiàn)設(shè)備損壞、泄漏等問(wèn)題。而在特種設(shè)備的制作過(guò)程中，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代化先進(jìn)無(wú)損探傷檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)先進(jìn)技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀的體現(xiàn)，而且可以確保操作人員工作環(huán)境的安全， 在確保企業(yè)健康發(fā)展的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的提升。

相控陣超聲波無(wú)損探傷檢測(cè)技術(shù)介紹

在特種設(shè)備中尤其是承壓類的特種設(shè)備中， 焊縫區(qū)域往往也是缺陷比較集中和容易出現(xiàn)事故的區(qū)域， 因此針對(duì)此種設(shè)備的檢測(cè)重點(diǎn)也就是通過(guò)無(wú)損檢測(cè)來(lái)進(jìn)行焊縫檢測(cè)。 而針對(duì)特種設(shè)備中的焊縫檢測(cè)， 比較先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)就是相控陣超聲波檢測(cè)技術(shù)， 此技術(shù)主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)許多相對(duì)獨(dú)立的晶片探頭進(jìn)行控制， 通過(guò)不同晶片所單獨(dú)激發(fā)的不同振幅和延時(shí)特性的超聲波束來(lái)進(jìn)行焊縫檢測(cè)。 此種檢測(cè)技術(shù)所生成的波束角度和聚焦深度都是可控的，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)對(duì)象的高速、全方位和多角度的檢測(cè)， 而且在無(wú)需對(duì)探頭進(jìn)行移動(dòng)的情況下以及不需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)裝置、 不需要探頭更換的情況來(lái)完成無(wú)損檢測(cè)過(guò)程。

相控陣超聲波無(wú)損探傷檢測(cè)技術(shù)在特種設(shè)備的焊縫無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中， 主要是對(duì)其波束偏轉(zhuǎn)以及波束聚焦兩大特性進(jìn)行利用。 所采用的掃查方法主要有扇形掃查、線性掃查以及動(dòng)態(tài)深度聚焦等方法。在應(yīng)用此技術(shù)所組成的檢測(cè)系統(tǒng)中，其硬件主要有探傷儀、探頭以及楔塊等組成，而軟件則主要有陣元組、聚焦范圍、掃查角度、角度步長(zhǎng)等組成。

相控陣超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

首先是針對(duì)探頭的選擇， 一是要對(duì)線性陣列、矩形陣列或者是環(huán)形陣列的探頭晶片陣列形式進(jìn)行選擇，其中目前比較常用的就是線性陣列探頭。 二是要根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的不同來(lái)合理選擇探頭頻率，通常針對(duì)晶粒稍細(xì)的碳鋼焊縫可以選擇的探頭頻率在 2.5~5MHz 的范圍， 而如果是薄壁焊縫， 則可以選擇7.5MHz，如果是晶粒比較粗大的不銹鋼焊縫，則可以選擇的范圍為 1~2.5MHz， 如果是縱波焊縫， 則需要選擇的頻率為2~4MHz。 避免由于頻率較低而影響其靈敏度和分辨力，以及避免由于頻率過(guò)高而增加其衰減等問(wèn)題。

三是選擇探頭尺寸。針對(duì)壁厚相對(duì)較大的焊縫，可以選擇具有數(shù)量較多的晶片或者是尺寸較大的單個(gè)晶片，實(shí)現(xiàn)一次性掃查不同焊縫區(qū)域的情況。 而如果是小型工件，則可以選擇具有較小尺寸的探頭來(lái)應(yīng)對(duì)受到限制的掃查空間或幾何形狀，或者是針對(duì)不太平整的掃查面來(lái)進(jìn)行掃查。

然后就是針對(duì)工藝參數(shù)來(lái)說(shuō)，需要堅(jiān)持以下原則來(lái)進(jìn)行工藝參數(shù)的選擇：首先就是要保證波束可以對(duì)被檢測(cè)焊縫所有體積、熱影響區(qū)及其以外 6mm 的區(qū)域進(jìn)行覆蓋；其次就是在調(diào)校完成參數(shù)之后需要在認(rèn)證試塊上進(jìn)行成功認(rèn)證；最后就是確保工藝參數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。 一是針對(duì)其中的掃描方式來(lái)說(shuō)，通常使用扇形掃描方法。而如果想要發(fā)現(xiàn)某特定區(qū)域中的缺陷，可以在上述基礎(chǔ)上進(jìn)行線性掃查方式的應(yīng)用。 二是針對(duì)波束類型來(lái)說(shuō)，比較常用的就是采用橫波波束來(lái)進(jìn)行一次反射法的掃查，而如果是檢測(cè)具有較大晶粒的不銹鋼焊縫來(lái)說(shuō)，則可以采用縱波角度入射來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果的提升。三是針對(duì)波束角度來(lái)說(shuō)，在選定時(shí)需要對(duì)楔塊和焊縫尺寸進(jìn)行考慮。 不僅要保證角度范圍滿足楔塊廠家推薦的數(shù)值范圍，而且盡量對(duì)大范圍的波束進(jìn)行選擇來(lái)確保檢測(cè)區(qū)域被覆蓋。 而且還針對(duì)其中存在較大壁厚的焊縫來(lái)對(duì)波束進(jìn)行適當(dāng)增加。 四是針對(duì)探頭偏移來(lái)說(shuō)，在存在焊縫余高的時(shí)候需要確保探頭偏移足夠，這樣來(lái)防止出現(xiàn)探頭前沿在焊縫余高上而無(wú)法耦合的問(wèn)題。 通常來(lái)說(shuō)需要對(duì)探頭偏移進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)滿足被激活晶片處于探頭中間位置的要求。 此外還需要對(duì)激發(fā)晶片的數(shù)量以及聚焦范圍進(jìn)行選擇和確定。

在目前特種設(shè)備在我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程不斷加快的同時(shí)表現(xiàn)出應(yīng)用數(shù)量在不斷增多的情況下，也表現(xiàn)出對(duì)特種設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)的重要性和必要性。而針對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在其中的重要作用，飛泰先進(jìn)的相控陣超聲波檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行了研究，在實(shí)際應(yīng)用中不斷積累經(jīng)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的改進(jìn)和提高。