承压设备超声相控阵检测应用实例

　　2006年广州市特种承压设备检测研究院引进了一台Harfang公司生产的X-32型相控阵检测仪器。仪器调节参数主要有水平距离、深度及灵敏度,可手动调节,也可输入相应的探头及楔块参数,使仪器默认,检验前须校验其是否显示准确。灵敏度调节时,一般使两倍工件厚度试块上的人工缺陷清晰显示后,适当提高增益即可。如无缺陷当量要求,只要试块缺陷显示位置与实际相当即可,否则将需制作一系列DAC曲线。一般焊缝检验选择探头为32晶片5 MHz、35°楔块,当检验特殊工件时,可选用2.5 MHz、10 MHz及不同角度楔块或不同晶片数(主要是外形尺寸)的探头,必要时可以通过M-box并联多个探头。

　　1　试块

　　相控阵试块如图1所示,其检测出的扇形扫描示意图如图2所示。调节仪器时也可采用其它形式的超声波试块,如CSK-ⅢA试块等。

　　2　应用实例

　　2.1　氢气缓冲罐插入式接管检测2007年5月,对两台氢气缓冲罐插入式接管进行相控阵技术检测。

　　缓冲罐1的参数为:2005年11月制造,设计压力为17.7 MPa,壳体直径600 mm、厚30 mm,材质为16MnR,插入式接管规格为159 mm×20 mm,材质为20号钢。缓冲罐2的参数为:2005年12月制造,设计压力为3.4 MPa,壳体直径600 mm、厚16 mm,材质为16MnR,插入式接管规格为133 mm×16 mm,材质为20号钢。

　　经相控阵从壳体进行检测,发现各个插入式接管均有类似如图3所示的根部缺陷和图4所示点状缺陷,且根部缺陷均有相当长度(多数为断续缺陷,但偶尔有连续长度在1/2圆周以上的缺陷)。

　　2.2　蒸汽管道

　　2007年6月,对材质为15CrMo,直径为273 mm×16/36 mm的蒸汽管道的10个对接焊缝进行相控阵检测,发现有2个对接焊缝存在如图5所示的缺陷,且有一定长度。后经射线检测复验,缺陷性质为长夹渣。

　　以上检验结果都是经过常规超声或射线检测复查得到确认的。其中相控阵方法的缺陷定位与常规检测方法检测结果一致,在定量方面常规超声一般(角度适当时)比相控阵检测出的幅值大、缺陷长度和自身高度也难以准确地测量。常规超声对于密集或叠加的缺陷难以区分,但是相控阵技术能很容易区分开来。

　　3　结论

　　相控阵不仅能够直观地显示缺陷的图像,而且由于其探头的特性,该技术可以应用在复杂检测面,如管角焊缝、叶片和螺杆的检测;不必大范围移动探头,缺陷定位准确,能同时利用一次波和二次波进行检测;整个检验过程可以实时贮存记录,为以后数据的查询提供了保证,且能实现检验过程与分析处理分开进行;当配以爬行器后可以实现自动检验,既减少了工人的劳动强度,又提高了工作效率。