摘要:因孔(kǒng)闆流量計 殼體(ti)焊縫結構特殊(shū),其流量計管道(dào)短接外形和厚(hòu)度😍尺寸變👌化等(děng)因素影.響了無(wú)損檢測方法的(de)應用,爲了解決(jué)殼體🤞焊縫缺陷(xian)檢出和厚度的(de)測量問題,以及(ji)滿足檢測的要(yao)求，開展了時差(chà)衍射法超聲檢(jian)測、全聚焦相控(kòng)陣超🏃聲檢測和(he)常規超聲🐕檢測(ce)技術的檢測試(shì)驗,優化了超聲(sheng)檢測方法,确保(bao)了檢測的🔞可靠(kào)性和準确性。通(tong)過檢測數據分(fèn)析，對不同🌂超聲(shēng)✔️檢測方法的結(jié)構顯示和.相關(guān)焊縫缺陷顯示(shi)特征進行了總(zong)結,爲開展類似(si)的檢測活動提(ti)供參考。孔闆流(liu)量計殼體焊縫(feng)超聲檢測缺陷(xiàn)
　　在電站鍋爐的(de)給水裝置和供(gong)汽裝置上裝有(yǒu)較多的流量計(jì),流量計上選用(yong)了焊接孔闆,其(qí)常見結構如圖(tu)1所示,殼體焊縫(feng)的品質無法保(bǎo)證,焊接接頭大(dà)多存在焊縫超(chāo)标缺陷，同時存(cún)在焊縫厚度不(bú)足、結構性應力(lì)集中、焊縫内部(bù)開裂等問題。

　　在排查安(an)全隐患時，由于(yu)流量計殼體短(duan)節材料爲🔅碳鋼(gang),隻🔞能采用超聲(shēng)檢測技術對殼(ké)體焊縫進行全(quán)面檢測。如💋今工(gōng)業超聲檢測技(jì)術發展迅速，可(kě)用方法有常規(gui)脈沖反射法超(chāo)聲檢測(UT)、超聲♌衍(yan)射時差法檢測(cè)(TOFD)和相控陣超聲(sheng)檢測(PAUT)結合流量(liàng)計的外形規格(ge)尺寸、焊縫區域(yu)的厚度、底部和(he)内部結構、人員(yuán)技術💋水平、檢測(cè)工藝和儀器設(shè)備狀況等,綜合(he)考慮🔞檢測數據(jù)可記✏️錄、信号✂️掃(sǎo)描顯示、缺陷分(fen)辨率、可靠性、精(jing)準和高效等,筆(bǐ)者采🥵用以上幾(ji)種超聲檢測方(fāng)法對其進行檢(jian)測試驗,得出TOFD超(chāo)聲檢🛀測具有較(jiao)大技術優勢的(de)結論。采用TOFD檢測(ce)時,現場在用流(liú)量計殼體焊縫(feng)的餘高不需要(yao)打磨平，可一次(cì)性完成焊縫接(jie)頭區域厚度的(de)精準測量和焊(han)縫根部危害性(xìng)缺陷的檢出。UT和(hé)PAUT檢測😘時，均要對(dui)焊縫餘高進行(háng)磨平處理後才(cái)能移動探頭，使(shǐ)探頭覆蓋焊縫(féng)接頭區域進行(háng)檢測,采用斜探(tàn)頭檢測焊縫缺(que)陷,采☎️用直探🔞頭(tóu)測量厚度。另外(wai)，全聚焦相控陣(zhen)超聲技術(TFM)與傳(chuán)統相✍️控陣超聲(sheng)檢測技術有較(jiao)大區别,具有技(jì)術優勢,此方🤞法(fǎ)在檢♊測時同樣(yàng)要去除焊🙇‍♀️縫餘(yu)高,但缺陷顯示(shi)效果最佳,能形(xing)成高分辨率、完(wán)整的缺陷和結(jié)構的回波圖形(xing)，能同時完成焊(hàn)接接頭的厚度(du)測量和缺陷檢(jian)測。
1檢測方法
1.1超(chāo)聲衍射時差法(fǎ)
　　TOFD法采用一發一(yi)收探頭工作模(mo)式，主要利用缺(que)陷端點😘的🎯衍射(shè)波信号檢測和(he)測定缺陷的位(wèi)置及尺寸,該方(fang)法廣泛用于焊(hàn)縫檢測中,在電(diàn)站鍋爐及管道(dao)範圍内使用的(de)焊接孔🙇🏻闆流量(liang)計的焊縫厚度(du)不超過50mm,可使用(yòng)🙇🏻一組探頭進行(háng)檢測，聚焦深度(du)選擇與焊🤞縫厚(hòu)度一緻,若未知(zhi)焊縫厚度時，可(kě)選用接管的厚(hòu)👈度,其檢測示意(yi)如圖2所示，

1.2相控(kong)陣超聲檢測
　　相(xiang)控陣超聲檢測(cè)是利用多壓電(dian)陣元和延遲控(kong)制來激勵和接(jiē)㊙️收超聲波信号(hao)的，發射端的延(yan)遲法則控制⭐聲(shēng)場💃的偏🌏轉和聚(ju)焦畢l,該檢測方(fāng)法廣泛應用于(yu)焊縫的檢測,常(cháng)見的掃查方式(shi)是将扇形角度(du)範圍覆蓋焊接(jiē)接頭的檢測區(qū)域,其檢測示🙇🏻意(yì)見圖3.

1.3全聚焦相(xiàng)控陣超聲檢測(ce)
　　TFM方法以全矩陣(zhèn)數據爲基礎,多(duō)陣元相控陣探(tan)頭依😄次激勵每(měi)一個晶片,激發(fā)球形波入射至(zhì)材料中,每一次(ci)發射後,材料中(zhōng)不連續的反射(she)回波将同時被(bèi)所有晶片接收(shou),将檢測信号通(tong)👅過後處理聚焦(jiāo)于檢測區域中(zhōng)的每一個點上(shàng),利用檢測區域(yù)中每一個點的(de)幅值信息重構(gou)出二維圖像,可(ke)獲得高分辨率(lü)🏃‍♀️成像.效果,實現(xian)缺陷的準确定(dìng)位及定量分析(xī)。流量計的焊縫(feng)TFM檢測示📧意如圖(tú)4所示,其能一次(ci)完成焊縫區♋域(yù)的厚度測量和(hé)🎯缺陷檢測341

2缺陷(xiàn)的模拟仿真
　　流(liu)量計殼體焊縫(feng)的缺陷主要位(wei)于焊縫根部,缺(quē)陷形㊙️式✔️一般爲(wèi)未焊透、側壁未(wei)熔合、裂紋、夾渣(zhā)和氣孔等畢，采(cai)用CIVA仿真軟件對(duì)流量計殼體焊(han)縫根部中的常(chang)見缺陷進行全(quan)聚焦相控陣超(chāo)聲檢測,結果如(rú)圖🔴5~9所示

　　經過上(shàng)述缺陷仿真結(jie)果的對比可知(zhī),斜探頭相.控陣(zhen)超聲🏃🏻‍♂️檢測效果(guǒ)好于直探頭的(de),尤其是在面狀(zhuàng)缺陷的顯示方(fāng)面㊙️。
3檢測數據分(fen)析
3.1TOFD檢測結構顯(xiǎn)示
　　TOFD檢測流量計(jì)殼體焊縫具有(yǒu)優勢,能有效地(di)發現焊縫中的(de)💋裂紋等缺陷,此(cǐ)法的正常B掃描(miao)顯示具有特點(diǎn),能明顯顯示焊(hàn)縫的底波，能準(zhun)确測量焊縫的(de)厚度,在焊縫厚(hòu)度較小(如低于(yú)标準規定的12mm)時(shi),焊縫底♍波也明(ming)顯💛存在,但不能(neng)用于缺陷的檢(jian)測,TOFD檢測B掃描顯(xian)示如圖10所示



3.2TOFD檢(jian)測缺陷顯示
　　焊(han)縫根部裂縫的(de)TOFD顯示如圖11所示(shi),可見隻有裂紋(wen)的上端點顯🔴示(shi)💁，沒有下端點顯(xiǎn)示，焊接接頭部(bu)位底波受到影(ying)響

　　焊縫根部未(wei)焊透的TOFD顯示如(ru)圖12所示，上端點(dian)出現較直或圓(yuan)弧狀㊙️斷續信号(hao)顯示,焊接接頭(tóu)部位底波受到(dào)影響。

3.3相控陣檢(jian)測結構顯示
　　相(xiang)控陣超聲檢測(cè)掃查方式是前(qian)後移動結合左(zuǒ)右移動，以💰底部(bù)🍉凹槽端角回波(bō)結構波顯示開(kāi)始爲準，移動探(tàn)頭直到其顯示(shì)消失爲止,探頭(tóu)移動到不同位(wei)置時的顯示如(ru)圖13所示，重點觀(guan)察A掃顯示和S扇(shan)形顯示的變化(huà)

3.4相控陣檢測缺(quē)陷顯示
　　相控陣(zhèn)檢測焊縫内部(bù)及根部上的裂(lie)紋顯示如圖☔14所(suo)示,S形扇🈲掃從40°~70°角(jiǎo)度範圍均有不(bu)同程度的顯示(shì)。
　　相控陣超聲檢(jian)測殼體焊縫根(gen)部未焊透的顯(xian)示如⛱️圖15所示,S形(xíng)扇掃45°角度左右(yòu)時端角反射較(jiào)強,C掃描長度顯(xian)示連續或斷續(xù)，當深度顯示值(zhi)低于要求的焊(hàn)縫厚度🧡時就是(shì)🤩未焊透。相控陣(zhen)超聲檢測判定(ding)這種流量計殼(ké)體焊縫根部未(wei)焊透缺陷有一(yī)♊定的難度，容易(yì)與墊闆焊縫根(gen)部間隙産生的(de)反射回波相混(hùn)而引起錯判,無(wú)未焊透時一般(ban)沒有信号,一旦(dan)産生信号需要(yào)🏃進一步分析。

4結(jie)語
　　在用的焊接(jie)孔闆流量計殼(ke)體接頭的焊縫(féng)焊接部位厚度(du)滿足标準要求(qiú)的情況下,首選(xuan)TOFD檢測方法較好(hǎo)，檢測效率高,能(neng)一次完成焊縫(féng)缺陷檢測和焊(hàn).縫厚度測量。通(tōng)過👌實踐應用，認(rèn)爲相控陣超聲(shēng)或常規超聲檢(jian)測方法的選🐅用(yong)也是可靠的檢(jian)測技術,但需要(yào)磨平去除焊縫(feng)餘高，才🚩能保證(zhèng)探頭位置的移(yi)動以.覆蓋整個(gè)焊縫截面，若将(jiang)各種超聲方法(fǎ)組✍️合起來使用(yong),将獲得更加全(quan)面💞的焊縫檢測(ce)數據。通過模拟(ni)仿真檢測流量(liàng)計👉殼體焊縫缺(quē)陷的顯示結果(guo)進行分析，并對(duì)結構進行分析(xi)比較，建立起相(xiàng)關圖譜,能準确(que)地判斷出缺陷(xiàn)性質。

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