1、承壓類設備對接焊縫質量對工業(yè)的生產(chǎn)安全起著至關重要的作用。超聲相控陣成像檢測技術結合聚焦聲束與陣列探頭的移動能獲得功能強大的檢測信息。在承壓設備對接焊縫檢測中獲得廣泛的應用,但相控陣超聲檢測的掃描圖像仍然需要一定的識別技能。承壓設備對接焊縫的超聲相控陣檢測,其缺陷顯示圖像與衍射時差法的黑白條紋不同,也不同與常規(guī)的A型脈沖反射回波法。通過超聲相控陣圖像特征判別焊縫中缺陷性質、定位及定量是推廣和發(fā)展該項新技術的關鍵,具有重要的研究意義。

2、r>　　本文采用數(shù)值模擬和實際檢測相結合的方法對接焊縫超聲相控陣檢測圖譜進行分析和識別研究。首先闡述了超聲相控陣發(fā)射及接收聲束控制、相位延時規(guī)律及相控陣成像原理?；陉嚵刑筋^的聲場輻射,分析相控陣聚焦法則計算,建立一維陣列探頭聚焦法則的計算模型。深入分析電子線性和扇形兩種掃描方式及應用范圍,確定采用扇形掃描作為鋼對接焊縫主要缺陷圖譜分析的主要檢測方式。
　　其次,采用CIVA軟件對鋼板對接焊縫的超聲相控陣檢測進行模擬仿真。利用Es

3、beamtool軟件研究了當相控陣聲束覆蓋檢測區(qū)時探頭的布設方式,在CIVA中建立對接焊縫模型,設置探頭參數(shù),并在焊縫相應部位模擬制作氣孔、裂紋、未熔合、夾渣和未焊透這五種缺陷,并進行超聲相控陣扇掃模擬檢測,得出了不同種類型缺陷的超聲相控陣扇掃圖形特點,分析缺陷深度和方向等因素對超聲相控陣檢測結果的影響,給出了大量典型缺陷圖譜,并與X射線檢測結果進行了對比。
　　以數(shù)值檢測結果為指導,在實驗檢測研究上參考ASTM E2700標準,

4、采用國產(chǎn)便攜式超聲線性相控陣儀Phascan,設計制定了鋼板對接焊縫超聲相控陣檢測工藝方案。給出了檢測儀器與探頭組合的聲速、延時、靈敏度和時間增益修正(TCG)等參數(shù)校準方法。通過相控陣扇掃圖譜識別缺陷幾何尺寸大小,設計并定制了包含不同深度和傾角的裂紋和豎孔人工缺陷。分析了裂紋和豎孔長度、寬度及傾角對相控陣檢測結果的影響。在此基礎上對一組60塊包含氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋典型缺陷的對接焊縫試板進行檢測及圖像分析。對于氣孔,其扇掃

5、圖像呈光亮的圓形或橢圓形,衍射回波信號隨氣孔身后顯示;夾渣缺陷,由于形狀不固定,圖像形狀多不規(guī)則,邊緣不清晰且其后衍射波圖像位置不定;對于裂紋,當聲波傳播方向與裂紋有一定夾角時,由于裂紋對聲波的衍射效應,裂紋上下尖端衍射回波圖像清晰,并由此可測定裂紋幾何尺寸及角度;未焊透缺陷,由于中間位置反射回波大,圖像中間亮度大,兩側邊緣不圓滑反差大;未熔合與未焊透缺陷類似,中間反射回波大導致扇掃圖像中心面積大且亮度大。
　　相控陣超聲檢測時,