鋼焊縫相控陣超聲波探傷新技術(shù)

【摘要】本文主要是簡單探討當(dāng)下最新型的技術(shù)手段即超聲波相控陣技術(shù)，使用該技術(shù)對鋼焊縫進(jìn)行檢測至今依舊處于初步發(fā)展的階段，所以我們需要對其進(jìn)行最新發(fā)展?fàn)顩r的分析。這種新型的焊接檢測技術(shù)是使用電子以及機(jī)械掃面來完成工作的，此法能極大的加快檢測的速度，不斷的提高工作效率；如若超聲波與相控陣技術(shù)較好的結(jié)合，能夠更快、更精確的檢測出有缺陷的地方。另外，在我們探傷結(jié)果的有關(guān)記錄中，此法得到的有缺陷的效果顯示圖較為明確，不僅有單一的形式，而且其他形式也可展現(xiàn)，可以顯示出三視圖以便觀察研究。這種技術(shù)手段在我們國內(nèi)已經(jīng)開始普遍投入使用，例如西氣東輸工程中的輸運(yùn)管道的焊接檢測就是使用此技術(shù)。該技術(shù)未來的發(fā)展空間極大。

【關(guān)鍵詞】相控陣超聲波探傷；鋼焊縫技術(shù)；檢測

從1990年起，歐美一些國家就已經(jīng)開始陸續(xù)使用超聲波相控陣技術(shù)對相關(guān)的焊接管道進(jìn)行檢測，同時也利用此技術(shù)進(jìn)行較為重要的機(jī)械設(shè)備內(nèi)部缺陷方面的測試?？傊?，此技術(shù)的運(yùn)用隨著社會的發(fā)展、時代的進(jìn)步越來越廣泛。另外，值得一提的是此技術(shù)具有較為明顯的特征：

第一、我們可以使用計算機(jī)軟件對其進(jìn)行操控；

第二、此技術(shù)較為靈活，無論是簡單的圖形還是較為復(fù)雜的圖形缺陷都可以用它進(jìn)行檢測；

第三、此技術(shù)較為方便，可以多方位、多角度的進(jìn)行小型電器的檢測；

第四、此技術(shù)可以利用自身所配帶的夾具對測試對象進(jìn)行全方位的檢測。

本文主要是針對相控陣技術(shù)，對其進(jìn)行一系列較為詳細(xì)的介紹。這種新型的技術(shù)可以說是一種不會影響檢測限制的新型技術(shù)手段，主要是利用兩種方法對焊接過程中產(chǎn)生的各種缺陷進(jìn)行檢測，即斜探法以及衍射波試時差法。另外，此技術(shù)在探傷記錄中，可以清晰、準(zhǔn)確的記錄不同角度的顯示，能夠更好的檢測缺陷，既方便又省時。

一、相控陣技術(shù)的基本原理

1、陣列模式

一些相關(guān)的壓力元件我們可以按照不同的模式將其合理的進(jìn)行組合，根據(jù)他們組成的模型基本可以將其簡單的歸納為三種形式：線形陣列、方形陣列以及環(huán)狀陣列。

2、相控陣技術(shù)的工作原理

相控陣技術(shù)的工作原理可以簡單的簡述如下：相控陣技術(shù)一般有線形、扇形以及圓形之分。在電子線路的控制組合過程中，要使電壓元件在一定的程序控制中能夠產(chǎn)生脈沖，這樣的陣列就可以簡單的稱之為程序化陣列；一個元件在規(guī)定的時刻產(chǎn)生脈沖，這樣的線陣可稱為直線程序化。電子掃描在相控陣技術(shù)中使用較為普遍，所謂電子掃描就是不依靠任何的技術(shù)直接利用電子的能夠?qū)⒐馐陉嚵猩献杂傻膩砘匾苿樱@種自由移動是依靠晶片完成的。另外除了電子掃描外還包括焊縫電子掃查以及相控陣焊縫串列掃查等手段。在利用相控陣技術(shù)進(jìn)行測驗(yàn)的時候，將扇形掃查與線形掃查相互結(jié)合進(jìn)行可以得到意想不到的效果，最為直觀的就是能夠得到更好的視角進(jìn)行測驗(yàn)，最終記錄時更加方便、快捷。

相控陣技術(shù)中聲束角度以及光束聚焦的使用也較為普遍，另外，可以稱控制聲束角度以及動態(tài)的聚焦是相控陣技術(shù)較為顯著的特征。其中動態(tài)的深度聚焦在進(jìn)行薄件的檢測時非常方便，最后，值得一提的便是相控陣技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，包括：（1）可以測驗(yàn)較為負(fù)責(zé)的部位；（2）進(jìn)行檢測時利用相控陣技術(shù)較為快捷；（3）相控陣技術(shù)進(jìn)行檢測靈活性極強(qiáng)；（4）相控陣技術(shù)在檢測時利用的探頭較小，進(jìn)行狹槽檢測時比較省時省力；（5）利用相控陣技術(shù)可以檢測任何部位，即便是不易接近的地方同樣可以檢測得到?？傊?，相控陣技術(shù)的利用為焊接工作帶來了極大的便利。

二、相控陣技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中的案例分析

1、對于不銹鋼焊接檢測分析

這類材質(zhì)的檢測比較復(fù)雜。該材料是較為厚重的不銹鋼材質(zhì)，其焊接縫處有狹槽以及容易被腐蝕的裂紋。在進(jìn)行檢測時，首先要使用45度的探頭對其斜面處的狹槽進(jìn)行檢測并記錄下來檢測結(jié)果，根據(jù)此時的記錄結(jié)果我們可以明顯的看出此處狹槽的回波較為突出，然而由于焊接縫而導(dǎo)致的反射波不明顯，此處的缺陷檢測結(jié)果極為良性。對于剛提到的腐蝕裂紋而言，在其檢測記錄圖中可以觀測出來，但是整體效果不明顯。其次，我們應(yīng)該使用相控陣技術(shù)利用探頭檢測較深處的狹槽以及腐蝕裂紋，我們?nèi)耘f可以通過記錄的檢測結(jié)果進(jìn)一步得出缺陷的深度值，這期間的一切操作肯定存在誤差，但誤差值不超過3毫米。

2、對于因康鎳合金牛焊縫檢測分析

因康鎳合金牛焊縫技術(shù)是對其進(jìn)行雙面焊接的，在焊接的過程中，我們可以清晰的通過觀察看到焊接試板的腐蝕裂紋。在焊接試板的側(cè)面我們可以看到其缺陷所在：狹槽部分以及疲勞裂紋部分都存在缺陷，主要是由于電火花的加工制作造成的，進(jìn)行檢測研究可以得出結(jié)論：其缺陷的深度大致包含六種。

三、關(guān)于管道環(huán)焊縫的檢測分析

1、管道環(huán)焊縫的特征

管道環(huán)焊接縫，我們可以根據(jù)美國對其進(jìn)行檢測的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行測驗(yàn)。首先要將需要檢測的部位進(jìn)行劃分，焊縫處一般都是按照二至三毫米的厚度進(jìn)行劃分的，不同的部分按照不同的探頭將其進(jìn)行整合，然后統(tǒng)一按照測驗(yàn)專用的轉(zhuǎn)換器對其電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，檢驗(yàn)探傷的時候謹(jǐn)記要使用不同的三種測驗(yàn)方法相互結(jié)合進(jìn)行檢測。

2、管道焊接技術(shù)的相關(guān)實(shí)踐

對于相控陣技術(shù)而言，大家都了解它可以使檢測結(jié)果更加精準(zhǔn)，這主要是因?yàn)槔孟嗫仃嚰夹g(shù)進(jìn)行檢測時可以根據(jù)檢測部位不同而設(shè)定不同的角度，及時的追查需要進(jìn)行檢測不部位，這樣可以既快捷又方便，最重要的是檢測結(jié)果較為準(zhǔn)確無誤。

我們根據(jù)管道環(huán)焊接實(shí)踐分析得出，相控陣技術(shù)運(yùn)用在管道環(huán)焊接中不僅檢測能力比一般的檢測方法較高，而且檢測的速度以及檢測時的靈活性都比其他的檢測方法高出一籌。最近幾年，歐洲、美洲的管道公司已經(jīng)開始普遍的使用相控陣技術(shù)對管道焊縫進(jìn)行檢測，其檢測速率以及檢測結(jié)果都較為樂觀，相控陣技術(shù)在未來的使用過程中定會得到大家的青睞。

四、結(jié)語

總而言之，在管道焊接中相控陣技術(shù)可謂是最好的探傷辦法，它較其他的方法而言更為精準(zhǔn)，而且使用范圍也較為廣泛，無論是不銹鋼焊縫還是管道的檢查都離不開相控陣技術(shù)，當(dāng)然，它同樣可以出現(xiàn)在一般的壓力容器的檢測之中。相控陣技術(shù)的使用為一系列焊接檢測工作帶來了極大的便利。

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【作者簡介】

閆軍帥（1990—），男，山東省濱州市人，單位：中國石化集團(tuán)勝利石油管理局海上石油工程技術(shù)檢驗(yàn)中心，主要研究方向：工程、X射線機(jī)、相控陣超聲波、聲發(fā)射、TOFD、無損檢測NDT的研究。