摘要(yao):因孔闆流(liu)量計 殼體(ti)焊縫結構(gou)特殊,其流(liu)量計管道(dao)短接外形(xing)和厚度✨尺(chi)寸變化等(deng)因素影.響(xiang)了無損檢(jian)測方法的(de)應用,爲了(le)解決⭐殼體(ti)焊縫缺陷(xian)檢出和厚(hou)度的測量(liang)問題,以及(ji)滿足檢測(ce)的要求，開(kai)展了時差(cha)衍射法超(chao)聲檢👅測、全(quan)聚焦相控(kong)陣超聲檢(jian)測和👅常規(gui)超聲檢測(ce)技術🏃‍♂️的檢(jian)測試驗,優(you)化了超聲(sheng)檢測方法(fa),确保了檢(jian)測的可靠(kao)性和準♻️确(que)性。通過檢(jian)測數據分(fen)析，對不同(tong)超聲檢測(ce)方法的結(jie)構顯示和(he).相關焊縫(feng)⛱️缺陷顯示(shi)特征進行(hang)了總結,爲(wei)開展類似(si)的檢測活(huo)動提供參(can)考。孔闆流(liu)量計殼體(ti)焊縫超聲(sheng)檢測缺陷(xian)
　　在電站鍋(guo)爐的給水(shui)裝置和供(gong)汽裝置上(shang)裝有較多(duo)的流量計(ji),流量計上(shang)選用了焊(han)接孔闆,其(qi)常見結構(gou)如圖1所示(shi),殼體焊縫(feng)的品質無(wu)法保證,焊(han)接接頭大(da)多存在⭐焊(han)縫超🐕标缺(que)陷♍，同時存(cun)在焊縫厚(hou)度不足、結(jie)構性應力(li)集中、焊縫(feng)内部開裂(lie)等問題。

　　在排查安(an)全隐患時(shi)，由于流量(liang)計殼體短(duan)節材料爲(wei)碳鋼,隻能(neng)采用超聲(sheng)檢測技術(shu)對殼體焊(han)縫進行全(quan)面檢測。如(ru)今工業超(chao)聲檢測技(ji)術發展迅(xun)速，可用方(fang)法有常㊙️規(gui)脈沖反射(she)法超聲檢(jian)測(UT)、超聲衍(yan)射時差法(fa)檢測(TOFD)和相(xiang)控陣超聲(sheng)檢測(PAUT)結合(he)☀️流量計的(de)外形規格(ge)❌尺寸、焊縫(feng)區🚶域的厚(hou)度、底部和(he)内部結構(gou)、人員技術(shu)水平、檢測(ce)工藝和儀(yi)器設備狀(zhuang)況等,綜合(he)考慮檢測(ce)數據可記(ji)錄、信号掃(sao)描顯示、缺(que)陷分辨率(lü)、可靠性、精(jing)準和高效(xiao)等,筆者采(cai)用以上幾(ji)種超聲檢(jian)測方法對(dui)其進行檢(jian)測試驗,得(de)出TOFD超聲檢(jian)測具有較(jiao)大技術優(you)勢的結論(lun)。采用TOFD檢測(ce)時,現🌂場在(zai)用流量計(ji)殼體焊縫(feng)的餘高不(bu)需要打磨(mo)平，可🥰一次(ci)性完成焊(han)縫接頭區(qu)域厚度的(de)精準測量(liang)和焊縫根(gen)部😘危害性(xing)缺陷的檢(jian)👉出。UT和PAUT檢測(ce)📐時，均要對(dui)焊縫餘高(gao)進行磨平(ping)處理後才(cai)能移動探(tan)頭，使探頭(tou)覆蓋焊縫(feng)接頭🔞區域(yu)進行檢測(ce)🐕,采用斜探(tan)頭檢測焊(han)縫缺陷,采(cai)💘用直探頭(tou)測量厚度(du)。另外🛀🏻，全聚(ju)焦相控陣(zhen)超聲技術(shu)(TFM)與傳統相(xiang)控陣超聲(sheng)檢測技術(shu)有較大區(qu)别,具有技(ji)術優勢,此(ci)方法在檢(jian)測時同樣(yang)要去除焊(han)縫餘高,但(dan)缺陷顯示(shi)效果最佳(jia),能形成高(gao)分辨率、完(wan)整的缺陷(xian)和結構的(de)回波圖形(xing)💰，能同時完(wan)成焊接接(jie)頭的厚度(du)測量和缺(que)陷檢測。
1檢(jian)測方法
1.1超(chao)聲衍射時(shi)差法
　　TOFD法采(cai)用一發一(yi)收探頭工(gong)作模式，主(zhu)要利用缺(que)陷端點的(de)衍射波信(xin)号檢測和(he)測定缺陷(xian)的位置及(ji)尺寸,該方(fang)法廣泛用(yong)于焊縫檢(jian)❗測中,在電(dian)站鍋爐及(ji)管道🌐範圍(wei)内使用的(de)焊接孔闆(pan)流量計的(de)焊縫厚度(du)不超過50mm,可(ke)使用一組(zu)探頭進行(hang)檢測，聚焦(jiao)深度選擇(ze)與焊縫厚(hou)度一緻❌,若(ruo)未知焊縫(feng)厚度時，可(ke)選⛱️用接管(guan)的厚🔅度,其(qi)檢測示意(yi)如圖2所示(shi)，

1.2相控陣超(chao)聲檢測
　　相(xiang)控陣超聲(sheng)檢測是利(li)用多壓電(dian)陣元和延(yan)遲控制來(lai)激💋勵和接(jie)收超聲波(bo)信号的，發(fa)射端的延(yan)遲法則控(kong)制聲場的(de)偏轉和聚(ju)焦畢l,該檢(jian)測方法廣(guang)泛應用🔞于(yu)焊縫🤞的檢(jian)測,常見的(de)掃查方式(shi)是将扇形(xing)角度範圍(wei)覆蓋焊接(jie)接頭的檢(jian)測區域,其(qi)檢測示意(yi)見圖3.

1.3全聚(ju)焦相控陣(zhen)超聲檢測(ce)
　　TFM方法以全(quan)矩陣數據(ju)爲基礎,多(duo)陣元相控(kong)陣探頭依(yi)♻️次激勵🈚每(mei)一🍓個晶片(pian),激發球形(xing)波入射至(zhi)材料中,每(mei)一次💚發射(she)後,材料中(zhong)不連續的(de)反射回波(bo)将同時被(bei)所有晶🔞片(pian)接收,将檢(jian)測信号通(tong)過後處💋理(li)聚焦于檢(jian)♍測區域中(zhong)的每一個(ge)點上,利用(yong)💔檢測區域(yu)中每一個(ge)點的幅值(zhi)信息重構(gou)出二維圖(tu)像,可獲🐇得(de)高分辨率(lü)成像.效果(guo),實💯現缺陷(xian)的準确定(ding)位及定量(liang)分析。流量(liang)計的焊縫(feng)TFM檢測示🥵意(yi)如圖4所示(shi),其能一次(ci)完成焊縫(feng)區域的厚(hou)度測量和(he)缺陷檢測(ce)341

2缺陷的模(mo)拟仿真
　　流(liu)量計殼體(ti)焊縫的缺(que)陷主要位(wei)于焊縫根(gen)部,缺陷形(xing)式一般爲(wei)🏃‍♂️未焊透、側(ce)壁未熔合(he)、裂紋、夾渣(zha)和氣孔等(deng)畢，采用CIVA仿(pang)真軟件對(dui)流🌈量計殼(ke)體焊縫根(gen)部中的常(chang)見缺🐅陷進(jin)行♉全聚焦(jiao)🌂相控陣超(chao)聲檢測,結(jie)果如圖5~9所(suo)示

　　經過上(shang)述缺陷仿(pang)真結果的(de)對比可知(zhi),斜探頭相(xiang).控🤟陣超聲(sheng)🐅檢測效果(guo)好于直探(tan)頭的,尤其(qi)是在面狀(zhuang)缺陷的顯(xian)示✨方面。
3檢(jian)測數據分(fen)析
3.1TOFD檢測結(jie)構顯示
　　TOFD檢(jian)測流量計(ji)殼體焊縫(feng)具有優勢(shi),能有效地(di)發現焊縫(feng)中的裂紋(wen)等缺陷,此(ci)法的正常(chang)B掃描顯示(shi)具有特點(dian),能明顯🐪顯(xian)示焊縫的(de)底👄波，能準(zhun)确測量焊(han)縫的厚度(du),在焊♈縫厚(hou)度較小(如(ru)低于标♊準(zhun)規定的12mm)時(shi),焊縫底波(bo)也明顯存(cun)在,但不能(neng)用于缺陷(xian)的檢測,TOFD檢(jian)測B掃描顯(xian)示如圖10所(suo)示



3.2TOFD檢測缺(que)陷顯示
　　焊(han)縫根部裂(lie)縫的TOFD顯示(shi)如圖11所示(shi),可見隻有(you)裂紋的上(shang)端🔴點顯✂️示(shi)，沒有下端(duan)點顯示，焊(han)接接頭部(bu)位底波受(shou)到影響🍓

　　焊(han)縫根部未(wei)焊透的TOFD顯(xian)示如圖12所(suo)示，上端點(dian)出現較直(zhi)或圓弧✉️狀(zhuang)斷續信号(hao)顯示,焊接(jie)接頭部位(wei)底波受到(dao)影響。

3.3相控(kong)陣檢測結(jie)構顯示
　　相(xiang)控陣超聲(sheng)檢測掃查(cha)方式是前(qian)後移動結(jie)合左右移(yi)動，以底部(bu)凹槽端角(jiao)回波結構(gou)波顯示開(kai)始爲準，移(yi)動探頭直(zhi)到其顯示(shi)消失爲止(zhi),探頭移動(dong)到不同位(wei)置時🌍的顯(xian)示如圖13所(suo)示，重點觀(guan)察A掃顯示(shi)和S扇形顯(xian)示的變♋化(hua)

3.4相控陣檢(jian)測缺陷顯(xian)示
　　相控陣(zhen)檢測焊縫(feng)内部及根(gen)部上的裂(lie)紋顯示如(ru)圖14所✉️示,S形(xing)扇掃從40°~70°角(jiao)度範圍均(jun)有不同程(cheng)度的顯示(shi)。
　　相控陣超(chao)聲檢測殼(ke)體焊縫根(gen)部未焊透(tou)的顯示如(ru)⛹🏻‍♀️圖15所示🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,S形(xing)📞扇掃45°角度(du)左右時端(duan)角反射較(jiao)強,C掃描長(zhang)😍度顯示連(lian)續或🔞斷續(xu)，當深度顯(xian)示值低于(yu)要求的焊(han)縫厚度🚩時(shi)就是🔅未焊(han)透。相控陣(zhen)超聲檢測(ce)判定這種(zhong)流量計殼(ke)體焊縫根(gen)🛀🏻部未焊透(tou)缺陷有一(yi)定的難度(du)，容易與墊(nian)闆焊縫根(gen)部間☁️隙産(chan)生的反🏃‍♂️射(she)回波相混(hun)📞而引起錯(cuo)判,無未焊(han)透時一般(ban)沒有信号(hao),一旦産生(sheng)📱信号需要(yao)進一步分(fen)析。

4結語
　　在(zai)用的焊接(jie)孔闆流量(liang)計殼體接(jie)頭的焊縫(feng)焊接部位(wei)厚度滿足(zu)标準要求(qiu)的情況下(xia),首選TOFD檢測(ce)方法較好(hao)，檢測效💔率(lü)高,能一次(ci)完成焊縫(feng)缺陷檢測(ce)和焊.縫厚(hou)度測量。通(tong)過💋實踐應(ying)用，認爲相(xiang)控陣超聲(sheng)或常規超(chao)聲檢測方(fang)法的選☔用(yong)也是可靠(kao)的檢測技(ji)術,但需要(yao)磨平去除(chu)⭕焊縫餘高(gao)，才能保證(zheng)探頭位置(zhi)的移動以(yi).覆蓋整個(ge)焊縫截面(mian)，若将各種(zhong)超聲方法(fa)組合起☀️來(lai)使用,将獲(huo)得更加全(quan)面的焊縫(feng)檢測數據(ju)。通過模拟(ni)仿真檢測(ce)流量計⚽殼(ke)體焊縫缺(que)陷的顯示(shi)結果進♌行(hang)分析，并對(dui)結構進行(hang)分析比較(jiao)，建立起相(xiang)關圖譜,能(neng)準确地判(pan)斷出缺陷(xian)性質。

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