摘(zhai)要:因孔(kong)闆流量(liang)計 殼體(ti)焊縫結(jie)構特殊(shu),其流量(liang)計管道(dao)短接外(wai)形和厚(hou)🙇‍♀️度尺寸(cun)🔞變🈲化等(deng)因素影(ying).響了無(wu)損檢測(ce)方法的(de)應用,爲(wei)了解決(jue)殼體焊(han)縫缺陷(xian)檢出和(he)厚度的(de)測量問(wen)題⭕,以及(ji)滿足檢(jian)測的要(yao)求㊙️，開展(zhan)了時差(cha)衍射法(fa)超聲檢(jian)測、全聚(ju)焦相控(kong)陣超聲(sheng)檢測和(he)❄️常規超(chao)聲檢測(ce)技術⁉️的(de)檢測試(shi)驗,優化(hua)了超聲(sheng)檢測方(fang)法,确保(bao)了檢測(ce)的🏒可靠(kao)性和準(zhun)确性。通(tong)過檢測(ce)數🔞據分(fen)析，對不(bu)同超聲(sheng)檢測方(fang)法的結(jie)構顯示(shi)和.相關(guan)焊縫缺(que)陷顯示(shi)特征👅進(jin)行了總(zong)結,爲開(kai)展類似(si)的檢測(ce)活動提(ti)供參考(kao)。孔闆流(liu)量計殼(ke)體焊縫(feng)超聲檢(jian)測缺陷(xian)
　　在電站(zhan)鍋爐的(de)給水裝(zhuang)置和供(gong)汽裝置(zhi)上裝有(you)較多的(de)流量計(ji)🔆,流量計(ji)上選用(yong)了焊接(jie)孔闆,其(qi)常見結(jie)構如圖(tu)1所示,殼(ke)體焊縫(feng)的品質(zhi)無法保(bao)證,焊接(jie)接頭大(da)♻️多存在(zai)焊縫超(chao)💞标缺陷(xian)，同時存(cun)在焊縫(feng)厚度不(bu)足、結構(gou)性應力(li)集中、焊(han)縫内部(bu)開裂等(deng)問題。

　　在(zai)排查安(an)全隐患(huan)時，由于(yu)流量計(ji)殼體短(duan)節材料(liao)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(quan)面檢測(ce)。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(gui)脈沖✏️反(fan)射法超(chao)聲檢測(ce)(UT)、超聲衍(yan)射時差(cha)法檢測(ce)(TOFD)和相🌍控(kong)陣超聲(sheng)檢測(PAUT)結(jie)合流量(liang)計的外(wai)形規格(ge)尺寸、焊(han)縫區域(yu)的厚度(du)、底部和(he)内部結(jie)構、人員(yuan)技術🐕水(shui)平、檢測(ce)工藝💁和(he)儀器設(she)備狀況(kuang)等,綜合(he)考慮👄檢(jian)測數據(ju)可記錄(lu)、信号掃(sao)描顯示(shi)、缺陷分(fen)辨率、可(ke)靠性、精(jing)準和高(gao)效等,筆(bi)者采🌐用(yong)以上幾(ji)種超聲(sheng)檢測方(fang)法對其(qi)進行檢(jian)🔱測試驗(yan),得出☁️TOFD超(chao)聲檢💞測(ce)具有較(jiao)大技🚩術(shu)優♋勢的(de)結論。采(cai)用TOFD檢測(ce)時,現場(chang)在用流(liu)量計殼(ke)體焊縫(feng)的餘高(gao)不需要(yao)打磨平(ping)，可✂️一次(ci)性完成(cheng)焊縫接(jie)頭區域(yu)厚度的(de)精準測(ce)量和焊(han)縫根部(bu)危害性(xing)缺陷的(de)檢出。UT和(he)PAUT檢測時(shi)，均要對(dui)焊縫餘(yu)高進行(hang)磨平處(chu)理後才(cai)㊙️能移動(dong)探頭，使(shi)探頭🐆覆(fu)蓋焊縫(feng)接頭區(qu)域進行(hang)檢測,采(cai)用斜探(tan)頭檢測(ce)焊縫缺(que)陷,采✨用(yong)直探頭(tou)測量厚(hou)度。另外(wai)，全聚焦(jiao)相控陣(zhen)超聲技(ji)術(TFM)與傳(chuan)統相控(kong)陣超聲(sheng)檢測技(ji)術有較(jiao)大區别(bie),具有技(ji)術優勢(shi),此方法(fa)在檢測(ce)時同樣(yang)要去除(chu)焊縫餘(yu)高,但缺(que)陷顯示(shi)效果最(zui)佳,能形(xing)成高分(fen)辨率、完(wan)整的缺(que)陷和結(jie)構的回(hui)波圖形(xing)，能同時(shi)完成焊(han)接接💞頭(tou)的厚度(du)測量和(he)缺陷檢(jian)測。
1檢測(ce)方法
1.1超(chao)聲衍射(she)時差法(fa)
　　TOFD法采用(yong)一發一(yi)收探頭(tou)工作模(mo)式，主要(yao)利用缺(que)陷端點(dian)的🔴衍射(she)波😘信号(hao)檢測和(he)測定缺(que)陷的位(wei)置及尺(chi)寸,該方(fang)法廣泛(fan)用于焊(han)🎯縫檢測(ce)中,在電(dian)站鍋爐(lu)及管道(dao)範圍内(nei)使用的(de)🏃‍♂️焊接孔(kong)闆流量(liang)💔計的焊(han)縫厚度(du)不超過(guo)50mm,可使用(yong)一組探(tan)頭🌈進行(hang)檢測，聚(ju)焦深度(du)選擇與(yu)焊縫厚(hou)度一緻(zhi)㊙️,若未知(zhi)焊縫厚(hou)度時，可(ke)選🎯用接(jie)管的厚(hou)💛度,其檢(jian)測示意(yi)如圖2所(suo)示，

1.2相控(kong)陣超聲(sheng)檢測
　　相(xiang)控陣超(chao)聲檢測(ce)是利用(yong)多壓電(dian)陣元和(he)延遲控(kong)制🌍來激(ji)勵🌂和接(jie)收超聲(sheng)波信号(hao)的，發射(she)端的延(yan)遲法則(ze)控制⛱️聲(sheng)場的偏(pian)轉和聚(ju)焦畢l,該(gai)檢測方(fang)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(du)範圍覆(fu)蓋焊❤️接(jie)接頭的(de)檢測區(qu)域,其檢(jian)測示意(yi)見圖3.

1.3全(quan)聚焦相(xiang)控陣超(chao)聲檢測(ce)
　　TFM方法以(yi)全矩陣(zhen)數據爲(wei)基礎,多(duo)陣元相(xiang)控陣探(tan)頭依次(ci)激勵每(mei)一個晶(jing)片,激發(fa)球形波(bo)入射至(zhi)材料中(zhong),每🏃‍♂️一次(ci)發射後(hou),材🔅料中(zhong)不連👣續(xu)的反射(she)回波将(jiang)同時被(bei)所有晶(jing)片接收(shou),将檢測(ce)信号通(tong)過後處(chu)理聚焦(jiao)于檢測(ce)區域中(zhong)的每一(yi)個點上(shang),利用檢(jian)測區域(yu)中每一(yi)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(xian)缺陷的(de)準确定(ding)位及定(ding)量分析(xi)。流量計(ji)的焊縫(feng)TFM檢測示(shi)意如圖(tu)4所示,其(qi)能☀️一次(ci)完成焊(han)縫區⭐域(yu)的厚度(du)測量和(he)👨‍❤️‍👨缺陷檢(jian)測341

2缺陷(xian)的模拟(ni)仿真
　　流(liu)量計殼(ke)體焊縫(feng)的缺陷(xian)主要位(wei)于焊縫(feng)根部,缺(que)陷形式(shi)一💁般✉️爲(wei)未焊透(tou)、側壁未(wei)熔合、裂(lie)紋、夾渣(zha)和氣孔(kong)等畢，采(cai)用CIVA仿真(zhen)軟件對(dui)流量計(ji)殼體焊(han)縫根部(bu)中的常(chang)見缺陷(xian)進行💜全(quan)聚焦💋相(xiang)控陣超(chao)聲檢測(ce),結果如(ru)圖5~9所示(shi)

　　經過上(shang)述缺陷(xian)仿真結(jie)果的對(dui)比可知(zhi),斜探頭(tou)相.控陣(zhen)超聲檢(jian)測效果(guo)好于直(zhi)探頭的(de),尤其是(shi)在面狀(zhuang)缺陷的(de)🎯顯示方(fang)面。
3檢測(ce)數據分(fen)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(you)優勢,能(neng)有效地(di)發現焊(han)縫中✔️的(de)裂紋等(deng)缺陷,此(ci)法的正(zheng)常B掃描(miao)顯示具(ju)有特點(dian),能明顯(xian)顯示焊(han)縫的底(di)波，能準(zhun)确測量(liang)焊縫的(de)厚🐆度,在(zai)焊縫厚(hou)度🏒較小(xiao)(如🔅低于(yu)标準規(gui)定的12mm)時(shi),焊縫底(di)波也明(ming)顯♊存在(zai),但不能(neng)用于缺(que)陷的檢(jian)測,TOFD檢測(ce)B掃描顯(xian)示如圖(tu)10所💔示



3.2TOFD檢(jian)測缺陷(xian)顯示
　　焊(han)縫根部(bu)裂縫的(de)TOFD顯示如(ru)圖11所示(shi),可見隻(zhi)有裂紋(wen)的上端(duan)點顯示(shi)，沒有下(xia)端點顯(xian)示，焊接(jie)接頭部(bu)位底波(bo)受到影(ying)響

　　焊縫(feng)根部未(wei)焊透的(de)TOFD顯示如(ru)圖12所示(shi)，上端點(dian)出現較(jiao)直或圓(yuan)弧🌈狀斷(duan)續信号(hao)顯示,焊(han)接接頭(tou)部位底(di)波受到(dao)影🧡響。

3.3相(xiang)控陣檢(jian)測結構(gou)顯示
　　相(xiang)控陣超(chao)聲檢測(ce)掃查方(fang)式是前(qian)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(bo)顯示開(kai)始爲準(zhun)，移動探(tan)頭✔️直到(dao)其顯示(shi)消失爲(wei)止,探頭(tou)移動到(dao)不同位(wei)置時的(de)顯示如(ru)圖13所示(shi)，重點☎️觀(guan)察A掃顯(xian)示和S扇(shan)形顯示(shi)的變化(hua)

3.4相控陣(zhen)檢測缺(que)陷顯示(shi)
　　相控陣(zhen)檢測焊(han)縫内部(bu)及根部(bu)上的裂(lie)紋顯示(shi)如圖14所(suo)示,S形扇(shan)掃從40°~70°角(jiao)度範圍(wei)均有不(bu)同程度(du)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(xian)示如圖(tu)15所示,S形(xing)扇🈲掃45°角(jiao)度左右(you)時端角(jiao)反射較(jiao)強,C掃描(miao)長度顯(xian)示連❌續(xu)或斷續(xu)，當深度(du)顯示值(zhi)低于要(yao)求的焊(han)縫厚度(du)時就是(shi)👈未焊透(tou)。相控陣(zhen)超聲檢(jian)🌈測判定(ding)這種流(liu)量計殼(ke)體焊縫(feng)根🐇部未(wei)焊透缺(que)陷有一(yi)定的難(nan)度🏃🏻‍♂️，容易(yi)與墊闆(pan)焊縫根(gen)部間隙(xi)産生的(de)反射回(hui)波相混(hun)而引起(qi)錯判,無(wu)未焊透(tou)時一般(ban)沒有信(xin)号,一旦(dan)産生信(xin)号需要(yao)進一步(bu)😍分析。

4結(jie)語
　　在用(yong)的焊接(jie)孔闆流(liu)量計殼(ke)體接頭(tou)的焊縫(feng)焊接部(bu)位🈚厚度(du)🏃🏻‍♂️滿足🧡标(biao)準要求(qiu)的情況(kuang)下,首選(xuan)TOFD檢測方(fang)法較好(hao)，檢測效(xiao)率高,能(neng)一次完(wan)成焊縫(feng)缺陷檢(jian)測和焊(han).縫厚度(du)測量。通(tong)過實踐(jian)應用，認(ren)爲相控(kong)陣超聲(sheng)或常規(gui)超聲檢(jian)測方法(fa)的選💚用(yong)也是可(ke)靠的檢(jian)測技術(shu),但需要(yao)磨平去(qu)除焊縫(feng)餘高，才(cai)✂️能保證(zheng)探頭位(wei)置的移(yi)動以.覆(fu)蓋整個(ge)焊🏃‍♀️縫截(jie)面，若将(jiang)各種超(chao)聲方法(fa)組合起(qi)來使用(yong),将獲得(de)更加全(quan)面的焊(han)縫檢♊測(ce)數據。通(tong)過模拟(ni)仿真檢(jian)測流量(liang)計⚽殼體(ti)焊縫缺(que)陷的顯(xian)✏️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(que)地判斷(duan)出缺陷(xian)性質。

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