本發明專利技術提出的是采用相控陣超聲組合技術檢測薄壁小徑管焊縫的方法。相控陣超聲組合技術檢測壁厚大于等于3.5mm、小于等于7mm的薄壁小徑管焊縫的方法，是采用相控陣超聲設備通過相控陣探頭對試塊經過相控陣超聲系統的設置進行現場檢測，檢測結果經過評定及出具檢測報告流程完成。本發明專利技術方法操作簡單、實用，無輻射，無污染，檢測效率高，檢測結果以三維圖像形式顯示、直觀易懂，定量精度高，受人為因素影響小，漏評和誤判的幾率低。適宜作為薄壁小徑管焊縫檢測的方法應用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種薄壁小徑管焊縫超聲檢測工藝方法，具體說是采用相控陣超聲組 合技術檢測薄壁小徑管焊縫的方法。
技術介紹
根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》，公共安全領域中的 重大生產事故預警與救援屬于優先主題。承壓設備包括各種鍋爐、壓力容器和壓力管道等， 屬于重要生產設備，與國民經濟生產和人民日常生活有著十分密切的聯系。然而承壓設備 往往具有高溫、高壓和有毒介質等特點，一旦發生事故，后果極其嚴重。為避免可能出現的 質量事故，承壓設備在制造、使用、檢驗等環節中大量應用無損檢測技術。據統計，2005年 共發生承壓設備嚴重以上事故274起，其中因設備本身質量問題引發的事故48起，占事故 數20%，因設備存在缺陷未及時發現引發的事故38起，占事故數的16%，兩者相加占事故 數的36%。因此加強和提高無損檢測技術和水平，有利于科學了解和評價承壓設備的質量 狀況，提高重大生產事故預警的能力，保障國民經濟發展和人民生命財產安全。 相控陣超聲檢測技術是目前國內外承壓設備無損檢測技術發展的新方向。相控陣 超聲技術是利用電子方式控制相控陣超聲探頭的聲束來實現超聲波發射、接收的方法。相 控陣超聲探頭有多個小晶片（即陣元)，每個陣元被獨立的激發，并施加不同的時間延遲，所 有陣元發射的超聲波形成一個整體波陣面，能夠實現動態聚焦，并能有效地控制發射超聲 束的形狀和方向。它為確定缺陷的形狀、大小和方向提供出比單個或多個常規超聲波探頭 系統更大的能力。相控陣超聲檢測技術具有成像功能，檢測結果以圖像形式顯示，分為A掃 面、B掃描、S掃描、E掃描及P掃描等，直觀易懂，存儲的數據具有動態回放功能，并且還能 記錄掃查位置。這些功能是常規超聲檢測技術難以做到的。相控陣超聲檢測技術已經逐漸 應用于工業無損檢測，如對汽輪機葉片（根部）和渦輪圓盤的檢測、石油天然氣管道環焊縫 檢測、火車輪軸檢測、核電站主泵隔熱板的檢測等等，有著巨大的發展空間。 在電站鍋爐、石油天然氣站場、煉油廠及船舶等行業的安裝及檢修中存在大量小 徑薄壁管焊縫。每個行業對小徑管焊縫定義各不相同，例如電力行業DL/T820《管道焊接 接頭超聲波檢測技術規范》中定義"中小徑薄壁管：外徑大于或等于32mm、小于或等于 159mm，壁厚大于或等于4mm、小于14 mm"。石油天然氣行業SY/T4109《石油天然氣鋼質管 道無損檢測》中定義"外徑小于或等于89_、壁厚大于等于5_、小于等于14mm為小徑薄壁 管"。在現場施工中小徑薄壁管焊縫數量多，檢測任務重，尤其在電站鍋爐安裝過程中存在 大量小徑薄壁管焊縫，施工空間狹小，工期緊，任務重，經常存在交叉作業，而這些焊縫基本 上都采用射線檢測和常規超聲檢測，給檢測能否按期完成提出了很大難題。 射線檢測的特點是對體積型缺陷敏感(例如氣孔)，對危害性大的面積型缺陷不明 感(例如裂紋、未熔合)、易漏檢，優點是缺陷顯示直觀，但是現場檢測時有輻射、有污染，對 人體有害，不能進行交叉作業，不能現場出具檢測結果，檢測效率低，易影響工期進度。 常規超聲檢測的特點是對危害性大的面積型缺陷敏感，對體積型缺陷不敏感、易 漏檢，檢測過程中無輻射，能現場出具檢測結果，檢測效率高，能進行交叉作業，缺點是采用 單一角度的聲束檢測，檢測結果不是以圖像形式顯示，而是以A掃描形式顯示、不直觀，存 儲的數據不能動態回放，對檢測人員的技術水平要求高，檢測結果受人為因素影響大，經常 出現漏檢和誤判現象，影響工程質量，尤其對壁厚大于等于3. 5_、小于等于7_的薄壁小 徑管焊縫采用單一角度的一次波和二次波檢測難度很大，檢測結果的可信度值得懷疑，因 此對此范圍的薄壁小徑管焊縫基本上采用射線檢測，使檢測任務加重，延緩工程進度，很難 保證工程按期完工。
技術實現思路
為了克服現有超聲檢測壁厚大于等于3. 5mm、小于等于7mm的薄壁小徑管焊縫工 藝方法的不足，本專利技術提出了。該方 法通過相控陣超聲檢測方法，解決薄壁小徑管焊縫超聲檢測的技術問題。 本專利技術解決技術問題所采用的方案是： 相控陣超聲組合技術檢測壁厚大于等于3. 5_、小于等于7mm的薄壁小徑管焊縫的方 法，是采用相控陣超聲設備通過相控陣探頭對試塊經過相控陣超聲系統的設置進行現場檢 測，檢測結果經過評定及出具檢測報告流程完成。 積極效果，本專利技術方法操作簡單、實用，無輻射，無污染，檢測效率高，檢測結果以 三維圖像形式顯示、直觀易懂，定量精度高，受人為因素影響小，漏評和誤判的幾率低。適宜 作為薄壁小徑管焊縫檢測的方法應用。【具體實施方式】 現有常規超聲檢測薄壁小徑管焊縫方法的不足和特種設備行業及電力行業相控 陣超聲企業標準檢測薄壁小徑管焊縫方法存在對氣孔點狀缺陷不敏感、易漏檢的缺點，而 提出相控陣超聲組合技術檢測薄壁小徑管焊縫的方法。 檢測方法 由相控陣超聲設備、相控陣探頭、試塊、相控陣超聲系統的設置、現場檢測、檢測結果評 定及出具檢測報告流程完成。 實施例1 : 實施例1是檢測規格為〇32mmX3. 5mm的管子模擬試件，在模擬試件對接焊縫中有根 部未焊透和氣孔缺陷。模擬試件對接焊縫參數、缺陷參數及參考檢測標準見表1所示。 表1 Z32-T3. 5-4管子模擬缺陷試件及缺陷設計參數【主權項】1.，采用相控陣超聲設備通過相 控陣探頭對試塊經過相控陣超聲系統的設置進行現場檢測，檢測結果經過評定及出具檢測 報告流程完成，其特征是： 檢測壁厚大于等于3. 5_、小于等于7mm的薄壁小徑管焊縫； 所述的相控陣超聲設備具有多項掃查功能或分區掃查功能的相控陣超聲設備，一次激 發晶片數大于等于16晶片，具有三維成像顯示形式； 所述的相控陣探頭是采用一維16晶片的小徑管專用探頭，頻率為7. 5MHz或IOMHzjg 鄰兩晶片中心線間距為〇. 5_、晶片寬度或陣元寬度為0. 4_、相鄰兩晶片的間隙為0. 1_、 晶片曲率半徑為35mm、楔塊角度為39°、楔塊聲速為2337m/s ; 所述的相控陣超聲系統的設置包括： 1) 采用16晶片小徑管專用相控陣探頭； 2) -次激發晶片數為16晶片； 3) 掃描類型選擇扇形掃描，顯示方式選擇按實際幾何結構顯示成像； 4) 在對比試塊上制作距離-波幅曲線，確認基準靈敏度； 5) 在標準試塊或對比試塊上制作角度增益補償曲線； 6) 采用相控陣組合技術同時設置進行檢測： ① 管壁厚度大于等于3. 5_、小于5_的薄壁小徑管焊縫采用三次波、二次波和四次波 組合檢測，采用三次波檢測焊縫中下部，采用二次波和四次波檢測焊縫中上部；二次波主要 檢測氣孔點狀缺陷，四次波主要檢測坡口未熔合面積型缺陷；增加二次波檢測的目的是提 高焊縫中上部氣孔缺陷的檢出率； ② 管壁厚度大于等于5_、小于等于7_的薄壁小徑管焊縫采用三次波和二次波組合 檢測，采用三次波檢測焊縫中下部，采用二次波檢測焊縫中上部； 7) 確認相控陣探頭前端距焊縫邊緣距離即探頭位置、扇形角度范圍及角度步進，探頭 位置不得大于12mm、扇形角度范圍最大角度不得大于78°、角度步進為0.5° ; 8) 按相控陣超聲檢測標準確認檢測靈敏度； 9) 采用單探頭配置進行檢測或采用雙探頭配置進行檢測； 10)本文檔來自技高網...
【技術保護點】
采用相控陣超聲組合技術檢測薄壁小徑管焊縫的方法，采用相控陣超聲設備通過相控陣探頭對試塊經過相控陣超聲系統的設置進行現場檢測，檢測結果經過評定及出具檢測報告流程完成，其特征是：檢測壁厚大于等于3.5mm、小于等于7mm的薄壁小徑管焊縫；所述的相控陣超聲設備具有多項掃查功能或分區掃查功能的相控陣超聲設備，一次激發晶片數大于等于16晶片，具有三維成像顯示形式；所述的相控陣探頭是采用一維16晶片的小徑管專用探頭，頻率為7.5MHz或10MHz、相鄰兩晶片中心線間距為0.5mm、晶片寬度或陣元寬度為0.4mm、相鄰兩晶片的間隙為0.1mm、晶片曲率半徑為35mm、楔塊角度為39°、楔塊聲速為2337m/s；所述的相控陣超聲系統的設置包括：1）采用16晶片小徑管專用相控陣探頭；2）一次激發晶片數為16晶片；3）掃描類型選擇扇形掃描，顯示方式選擇按實際幾何結構顯示成像；4）在對比試塊上制作距離?波幅曲線，確認基準靈敏度；5）在標準試塊或對比試塊上制作角度增益補償曲線；6）采用相控陣組合技術同時設置進行檢測：①管壁厚度大于等于3.5mm、小于5mm的薄壁小徑管焊縫采用三次波、二次波和四次波組合檢測，采用三次波檢測焊縫中下部，采用二次波和四次波檢測焊縫中上部；二次波主要檢測氣孔點狀缺陷，四次波主要檢測坡口未熔合面積型缺陷；增加二次波檢測的目的是提高焊縫中上部氣孔缺陷的檢出率；②管壁厚度大于等于5mm、小于等于7mm的薄壁小徑管焊縫采用三次波和二次波組合檢測，采用三次波檢測焊縫中下部，采用二次波檢測焊縫中上部；7）確認相控陣探頭前端距焊縫邊緣距離即探頭位置、扇形角度范圍及角度步進，探頭位置不得大于12mm、扇形角度范圍最大角度不得大于78°、角度步進為0.5°；8）按相控陣超聲檢測標準確認檢測靈敏度；9）采用單探頭配置進行檢測或采用雙探頭配置進行檢測；10）掃查方式采用線性掃查,且使用專用掃查器進行掃查，并設置掃查速度，掃查時可采用半自動掃查或采用自動掃查；11）校準編碼器及設置掃查步進；所述的現場檢測包括：(1、被檢工件表面制備達到檢測標準要求時，方可進行檢測；(2、對被檢工件的焊縫進行焊縫標識；(3、現場檢測時采用的耦合劑與系統設置時采用的耦合劑相同；(4、確定探頭位置，安裝掃查器；(5、開始掃查，進行現場檢測，掃查完畢將檢測結果保存，在掃查過程中實時出現檢測數據，掃查時控制掃查速度；所述的檢測結果評定是按照檢測驗收標準對保存的檢測結果數據進行評定，現場給出評定結論，檢測數據以三維圖像形式顯示，并且是動態數據；所述的出具檢測報告是將評定的檢測結果，按照標準要求的報告格式出具檢測報告。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：田國良，
申請(專利權)人：田國良，
類型：發明
國別省市：遼寧;21
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