超聲相控陣及TOFD方法檢測(cè)小徑管焊縫質(zhì)量

小徑管和管道的檢查是很困難的。挑戰(zhàn)包括這樣一個(gè)事實(shí)：管道到管道的間隙通常非常小；對(duì)管道的掃查僅限于一側(cè)；壁厚和直徑相當(dāng)小，使得通用的相控陣(PA)探頭無法使用。由于探頭和掃查架的尺寸，射線成像通常比相控陣和常規(guī)超聲方法更好。

相控陣在檢測(cè)小直徑管和管道時(shí)比射線照相有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。通常，需要進(jìn)行一系列連續(xù)的檢查，因此所使用的系統(tǒng)必須能夠提供可重復(fù)的結(jié)果一次又一次的檢查。

小直徑的管道和管道檢查系統(tǒng)也必須快速和能夠快速地從一個(gè)檢查區(qū)域轉(zhuǎn)移到下一個(gè)檢查區(qū)域。對(duì)奧林巴斯COBRA掃查架進(jìn)行了優(yōu)化，以克服傳統(tǒng)相控陣檢查小直徑管和管的局限性，其特點(diǎn)包括：

• 超薄的掃查架，相控陣探頭和楔塊可以*覆蓋管道，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)小的管道到管道的間隙才能執(zhí)行360°掃描。

• 掃查架使用彈簧機(jī)構(gòu)附著在管道或管子上，即使只有一側(cè)的管道或管子也能覆蓋360°。

解決方案

COBRA掃查架的相控陣解決方案為小口徑管道和管的檢測(cè)提供了一個(gè)快速、實(shí)用的系統(tǒng)。通過使用超聲波技術(shù)，用戶可以避免與射線照相檢查相關(guān)的固有困難和缺點(diǎn)，如安全問題、監(jiān)管問題、技術(shù)速度慢以及在檢測(cè)過程中需要將人們排除在檢查區(qū)域之外。

奧林巴斯‘80°TOFD楔形進(jìn)一步增強(qiáng)了COBRA解決方案的能力。在保留上述COBRA掃查架優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，TOFD技術(shù)對(duì)小直徑管道中的體積缺陷非常敏感，是一種成本效益高的解決方案。

使用80°COBRA楔塊和15 MHz探頭對(duì)一根5毫米厚的管道進(jìn)行TOFD檢查的掃描計(jì)劃。

眼鏡蛇TOFD楔塊和探頭裝配在掃查架和零件上。

TOFD是一種久負(fù)盛名的技術(shù)，在一般的焊接檢驗(yàn)中有著悠久的歷史。事實(shí)證明，它是一種快速且易于部署的方法，具有良好的尺寸調(diào)整能力。TOFD用于檢測(cè)和尺寸測(cè)量的內(nèi)在優(yōu)點(diǎn)之一是它對(duì)缺陷的取向相對(duì)漠不關(guān)心，因?yàn)樗饕褂醚苌淠芰亢头瓷淠芰俊?/p>

超聲波探頭位于焊縫的兩側(cè)，一個(gè)探頭將超聲信號(hào)發(fā)送到材料中，另一個(gè)探頭接收來自不連續(xù)性和幾何反射器的反射和衍射超聲。TOFD利用超聲聲束在楔塊和被檢測(cè)材料內(nèi)部的傳播理論，提供了一束寬范圍的單束覆蓋。當(dāng)超聲信號(hào)與裂紋接觸時(shí)，衍射能會(huì)向各個(gè)方向投射。測(cè)量衍射光束的飛行時(shí)間，即使裂紋偏離初始光束方向，也能準(zhǔn)確可靠地檢測(cè)和確定尺寸。

COBRA TOFD楔塊包括一對(duì)平面楔形和9對(duì)彎曲楔形，用于覆蓋OD范圍為1.05 in的管道。到4.5英寸。楔形的設(shè)計(jì)適用于直徑為3mm的ST1探頭。請(qǐng)注意，與相控陣選項(xiàng)相比，使用這些楔塊將增加使用COBRA掃描儀所需的小間隙。

用光標(biāo)定位于干凈區(qū)域的焊縫掃描；A掃描顯示良好的橫向波和后壁信號(hào)，兩者之間沒有任何跡象。

焊縫掃描，光標(biāo)定位在不連續(xù)處；A掃描顯示橫向波和后壁之間的信號(hào)。
 

所用設(shè)備:

• 相控陣探傷儀 OmniScan X3/Omniscan MX 2/SX探傷儀

• 眼鏡蛇溶液工具包(U 8750053，COBRA管道檢查掃描儀(不包括探針和楔形))

• 15 MHz TOFD探頭

• ST1-80L楔形組件用于COBRA掃查架，1.05英寸。到4.5英寸。OD管(COBRA-A-ST1-80L，U 8710172)

• 噴霧器-4L或其他適當(dāng)?shù)鸟詈掀鬏斔?U 8775153)

•  OmniPC™/NDTSetupBuilder/TomoView™軟件(可選掃描計(jì)劃和分析軟件程序)

結(jié)語:

COBRA掃查架利用TOFD技術(shù)提供了一種成本效益高、效率高、可靠的測(cè)試方法，能夠應(yīng)對(duì)與檢測(cè)小直徑管道和管道有關(guān)的挑戰(zhàn)。當(dāng)與Omniscan SX UT探傷儀配對(duì)時(shí)，終的結(jié)果是一種方便地以電子格式存儲(chǔ)的全面的檢查記錄，可以隨時(shí)重新打開和分析。隨著時(shí)間的推移，可以對(duì)檢查期間遇到的不連續(xù)性的演變進(jìn)行監(jiān)測(cè)，使檢查員能夠確定預(yù)防性維修的趨勢(shì)和計(jì)劃。

雖然射線照相技術(shù)是目前應(yīng)用廣泛的技術(shù)，但本文討論的超聲技術(shù)在安全性、檢測(cè)概率和檢測(cè)速度等方面都具有許多優(yōu)勢(shì)。

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