T、K、Y管節(jié)點焊縫超聲波檢驗新方法新技術簡介

1、T、K、丫管節(jié)點焊縫超聲波檢驗新方法新技術簡介隨著科學技術不斷發(fā)展和信息技術的廣泛應用，一些先 進的超聲波設備和方法在廣大科技人員和無損檢測專業(yè)人 員的共同努力下，不斷涌現(xiàn)，從而減少了人為因素造成的誤 差，提高了檢測的可靠性，同時解決了現(xiàn)場記錄問題。本章 主要對海洋石油工程股份有限公司檢驗公司近幾年來所開 發(fā)和引進的超聲波檢測新方法、新技術情況進行簡單介紹。9.1 T、K、丫管節(jié)點焊縫超聲波檢驗“焊縫缺陷定位分 析系統(tǒng)”介紹海洋結(jié)構(gòu)物中T、K、丫管節(jié)點焊縫普遍采用手工超聲波 探務方法，焊縫缺陷的定位的基本手段是“作圖解析法”。傳統(tǒng)是通過手工作圖，實踐證明、依靠人工獲取的焊縫截面 圖因受現(xiàn)場環(huán)境

2、條件的限制，不論是精度、作圖速度和圖面 質(zhì)量都受到人為因素的影響，所產(chǎn)生的誤差會直接影響焊縫 剖面的質(zhì)量，最終導致缺陷定位的準確性下降，且人工制作 焊縫截面圖嚴重的偏差甚致會導致誤判和漏檢，這種情況在 曲率大，幾何形狀復雜的探傷位置上更為突出，可見科學的 快速準確繪制被檢焊縫上任意點的缺陷定位圖是提高檢測 質(zhì)量和工作效率的關健。海洋石油工程股份有限公司檢驗公司自1997年開始先 后與天津大學和東南大學兩所高校共同研制開發(fā)的“焊縫缺 陷定位系統(tǒng)軟件” ，2003年元月通過了專家鑒定并應用于生 產(chǎn)檢測當中，該系統(tǒng)是建立了管狀及平板焊縫模型及焊縫任 意點剖面圖的數(shù)學模型，并設計相應的算法及編制相應的

3、程 序軟件，通過計算機輸入現(xiàn)場取得的相應數(shù)據(jù)后，來繪制焊 縫任意點的焊縫截面圖，從而完成缺陷的定位任務。最近與 東南大學一起研制開發(fā)的 CUD205C型和CUD2080型數(shù)字超聲 波探傷儀，將軟件置入儀器當中，可以在現(xiàn)場通過儀器顯示 屏直接顯示焊縫截面情況進行檢測定位分析，并存儲畫面， 檢驗結(jié)束后，儀器與打印機聯(lián)機即可打印出檢測結(jié)果，發(fā)出 報告?！昂缚p缺陷定位分析系統(tǒng)”軟件的功能包括了平板對接 焊縫、典型平板T型對接焊縫和管狀 T、K、丫節(jié)點焊縫在任 意點上的截面圖形繪制及缺陷定位，下面以管狀T、K、丫節(jié)點焊縫為例，簡要介紹“焊縫缺陷定位系統(tǒng)”軟件操作要點（儀器用CUD2050數(shù)字式超聲波探傷

4、儀） 在管狀T、K、丫節(jié)點焊縫探傷中發(fā)現(xiàn)某處有缺陷反對 信號，要對缺陷進行定位并繪制焊縫截面圖。 按儀器顯示屏對話框提示內(nèi)容，輸入相關實測數(shù)據(jù)，如圖所示，主管和支管交角 e，主管壁厚t主、支管壁厚、t 支、主管直徑d主、支管直徑d支，探傷用探頭入射點，折射 角B，探頭入射點與焊縫邊緣距離，探頭中心與基準點距離 等參數(shù)。 確認后顯示圖形，分析并存儲，然后打印出結(jié)果，供發(fā)報告用c圖9 1在CUD205C數(shù)超儀上打印出的管節(jié)點焊縫截面圖9.2 全自動相控陣超聲波檢測技術全自動相控陣超聲波探傷技術（AUT）是20世紀90年代發(fā)展起來的一項新技術，并開始在歐美日等一些國家用于壓 力容器和壓力管道的熔化焊

5、縫的質(zhì)量檢測。近幾年來，歐美 的一些管道公司采用相控陣超聲波法檢測了海上、海岸及其 它管道焊縫累計數(shù)百公里，我國也已引進了該項技術，并用 于西氣東輸管道焊縫的現(xiàn)場檢測。海油工程公司檢驗公司 2001年從加拿大 R/D tech公司引進該項技術，并在東方H油田開發(fā)項目海底管線鋪設中得到了成功應用。超聲波相控陣所使用探頭的設計基于惠更斯原理，換能 器由多個相互獨立的壓電晶片組成陣列，每個晶片稱為一個 單元，按一定的規(guī)則和時序用電子系統(tǒng)控制激發(fā)各個單元， 使陣列中各單元發(fā)射的超聲波疊加形成一個新的波陣面，同 樣在反射波的接收過程中按一定的規(guī)則和時序控制接收單 元的接收，并進行信號合成，再將合成結(jié)果以

6、適當形式顯示。 由此可知相控陣換能器最顯著的特點是可以靈活、便捷而有 效地控制聲束形狀和聲壓分布，其聲束角度，焦柱位置，焦 點尺寸及位置在一定范圍內(nèi)連續(xù)，動態(tài)可調(diào)。與傳統(tǒng)超聲波 檢測技術相比，相控陣技術用單軸扇形掃查替代柵格形掃查 可提高檢測速度；不移動探頭可掃查大工件和形狀復雜工件 的各個區(qū)域，成為解決可達性差和空間限制問題的有效手 段；通常不需要復雜的掃查裝置不需要更換探頭就可以實現(xiàn) 整個體積或所關心區(qū)域的多角度多方向掃查；優(yōu)化控制焦柱 長度，焦點尺寸和聲束方向，在分辨力、信噪比，缺陷檢出 率等方面具有一定的優(yōu)勢。B/D Tech公司相控陣檢測系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采單元，脈沖發(fā) 射單元，電極驅(qū)動單

7、元，相控陣探頭，工業(yè)計算機，顯示器 等六部分組成。系統(tǒng)的檢測原理是在斷裂力學ECA （工程臨界分析法）的基礎上，采用區(qū)域劃分法將焊縫分成垂直方向 上的若干區(qū)；再預先設置檢測參數(shù)，然后由電子系統(tǒng)控制相 控陣探頭發(fā)射聲束及動態(tài)聚焦，對焊縫進行分區(qū)覆蓋掃查。 檢測結(jié)果以雙門帶狀圖的形式顯示，再輔以TOF（衍射時差法）和B掃功能完成對焊縫的線性掃查，實時顯示結(jié)果評定。全自動相控陣超聲波探傷技術現(xiàn)場使用優(yōu)點。1、對缺陷的定量精度高， 能測出焊縫厚度方向上每個分 區(qū)層面內(nèi)（13mm的缺陷尺寸。同時通過沿環(huán)縫線性掃查， 缺陷長度方向和在焊縫寬度方向的尺寸都能測量，精度很高。2、對缺陷檢出能力提高，特別是面狀危險性缺陷。3、實時采取信息、屏幕顯示探傷結(jié)果數(shù)據(jù)， 可隨時評判， 且文件自動存盤和編號，隨時打印調(diào)出探傷結(jié)果。4、 檢測速度快，最高可達100mm/s,