摘要:因孔(kong)闆流量計(ji) 殼體焊縫(féng)結構特殊(shū),其流量計(ji)管道短接(jie)外形和厚(hòu)度尺🏃‍♂️寸🏃‍♂️變(bian)化等因素(su)影.響了無(wú)損檢測方(fāng)法的應用(yong),爲了解決(jue)殼體焊縫(feng)☂️缺陷檢出(chu)和厚度的(de)測量問題(ti),以及滿足(zú)檢測的要(yao)求🥵，開展了(le)時差衍💚射(shè)法超聲檢(jian)測、全聚焦(jiāo)相控陣超(chao)聲檢測和(hé)常規超聲(shēng)檢測技術(shù)的檢測試(shì)驗,優化了(le)超聲檢測(cè)方法,确保(bǎo)了檢測的(de)可靠性和(he)準确㊙️性。通(tōng)過檢測數(shù)據分析，對(dui)不同超聲(sheng)檢測方法(fǎ)🍓的結構🔴顯(xiǎn)示和.相關(guan)焊縫缺陷(xian)顯示特征(zheng)進行了總(zǒng)結,爲開展(zhǎn)類似的檢(jian)測活動提(ti)供參考。孔(kǒng)闆流量計(jì)殼體焊縫(féng)超聲檢測(cè)缺陷
　　在電(dian)站鍋爐的(de)給水裝置(zhi)和供汽裝(zhuāng)置上裝有(yǒu)較多👄的流(liú)量計,流量(liang)計上選用(yong)了焊接孔(kong)闆,其常見(jian)結構如圖(tu)1所示,殼體(ti)🔆焊縫🚶的品(pin)質無法保(bao)證,焊接接(jiē)頭大多存(cun)在焊縫超(chāo)🌍标缺陷，同(tóng)時存在焊(hàn)縫厚度不(bú)足、結構性(xing)應力集中(zhōng)、焊縫内部(bù)開裂👅等問(wen)題。

　　在排(pái)查安全隐(yin)患時，由于(yú)流量計殼(ké)體短節材(cái)料爲🥵碳鋼(gāng),隻能采用(yong)超聲檢測(ce)技術對殼(ké)體焊縫進(jin)行全📐面檢(jiǎn)測。如今工(gong)⁉️業超聲檢(jian)💔測技術發(fā)展迅速，可(ke)用方法有(yǒu)常🍓規脈沖(chòng)反射法超(chao)聲檢測(UT)、超(chao)聲衍射時(shí)差法檢測(cè)(TOFD)和相控陣(zhèn)超聲🐇檢測(ce)(PAUT)結合♋流量(liang)計的外形(xíng)規格🏃尺寸(cun)、焊縫區域(yù)的厚度、底(dǐ)部和内部(bù)結構、人員(yuan)技術水平(ping)、檢測工❤️藝(yì)和儀器設(she)備狀況等(deng),綜合考慮(lǜ)檢測數據(jù)可記錄、信(xìn)号🏃🏻‍♂️掃描顯(xian)示、缺陷分(fen)⚽辨率、可靠(kao)性、精準和(hé)高效等,筆(bǐ)者采📐用以(yǐ)上幾種超(chao)聲檢測方(fang)法對其進(jin)行檢測試(shi)驗,得出TOFD超(chao)聲檢測具(ju)有較大技(ji)術優勢的(de)結論。采用(yong)TOFD檢測時,現(xian)場在用流(liú)量計殼體(tǐ)焊縫的餘(yú)高不需要(yao)打磨平，可(kě)一次性完(wán)成焊縫接(jiē)頭區域厚(hòu)度的精準(zhǔn)測量和焊(han)縫根部危(wei)害性缺陷(xian)的檢出。UT和(hé)PAUT檢測時，均(jun)要對焊縫(feng)餘高進行(háng)磨☔平處理(lǐ)後才能移(yi)動探頭，使(shǐ)探頭覆蓋(gai)焊縫接頭(tou)區域進行(hang)檢🧑🏽‍🤝‍🧑🏻測,采用(yong)斜探頭檢(jian)測焊縫缺(que)陷,采用直(zhi)探🏃🏻‍♂️頭測量(liang)厚度。另外(wai)，全聚焦相(xiàng)控陣超聲(shēng)技術(TFM)與傳(chuán)統相💞控陣(zhen)超聲檢測(ce)技術有💰較(jiao)大區别,具(jù)有技🌍術優(you)勢,此方法(fǎ)在檢💰測時(shí)同樣要去(qù)除焊縫餘(yú)高,但缺陷(xian)❌顯示效果(guo)最佳,能形(xíng)成高分辨(bian)率、完整的(de)缺陷和結(jie)構的回波(bo)圖形，能同(tong)時完成焊(hàn)接接頭的(de)厚度測量(liang)和缺陷檢(jian)測。
1檢測方(fāng)法
1.1超聲衍(yan)射時差法(fa)
　　TOFD法采用一(yi)發一收探(tan)頭工作模(mó)式，主要利(li)用缺陷端(duan)點的✉️衍射(shè)波信号檢(jian)測和測定(ding)缺陷的位(wei)置及尺寸(cùn),該方法廣(guang)泛用于焊(hàn)縫檢測中(zhōng),在電站鍋(guo)爐及管道(dao)範圍内使(shǐ)用的焊接(jie)孔闆流量(liàng)✨計的焊縫(feng)厚度不超(chao)過50mm,可使用(yòng)一組探頭(tóu)進行檢測(cè)，聚焦深度(du)選擇與焊(han)縫厚度一(yi)緻,若未知(zhi)焊縫厚度(du)時，可選用(yong)接管的厚(hou)度,其檢測(cè)示意🐉如圖(tu)2所示，

1.2相控(kòng)陣超聲檢(jiǎn)測
　　相控陣(zhen)超聲檢測(ce)是利用多(duō)壓電陣元(yuan)和延遲控(kong)制來激勵(lì)和接收超(chāo)聲波信号(hao)的，發射端(duan)的延遲法(fǎ)則控制聲(shēng)場的偏轉(zhuǎn)和聚焦畢(bi)l,該檢測方(fāng)法廣泛應(yīng)用于焊縫(feng)的檢測,常(chang)見的掃查(chá)方式是将(jiang)扇形角度(dù)範圍覆蓋(gai)焊接接頭(tou)的😘檢測區(qu)域,其檢測(ce)示🈲意見圖(tú)3.

1.3全聚焦相(xiang)控陣超聲(shēng)檢測
　　TFM方法(fǎ)以全矩陣(zhen)數據爲基(ji)礎,多陣元(yuan)相控陣探(tàn)頭依次🎯激(jī)📐勵每🚩一個(gè)晶片,激發(fa)球形波入(rù)射至材料(liao)中,每一次(cì)發射後,材(cái)💁料中不連(lián)🈲續的反射(she)回波将同(tong)時被所有(yǒu)晶片接收(shōu),将檢測信(xin)号通過後(hòu)處㊙️理聚焦(jiāo)于檢測區(qu)域中的每(mei)一個點上(shàng),利用檢測(ce)區域中每(měi)一個點的(de)幅值信息(xi)重構出二(èr)🤩維圖像,可(ke)獲得高分(fèn)辨率成像(xiàng).效果,實現(xian)缺陷的準(zhun)确定位及(ji)定量分析(xi)。流量計的(de)焊縫TFM檢測(cè)示意如圖(tu)💜4所示,其能(néng)一次完成(chéng)焊縫區域(yù)的厚度測(ce)量和缺陷(xian)檢測341

2缺陷(xian)的模拟仿(páng)真
　　流量計(jì)殼體焊縫(féng)的缺陷主(zhu)要位于焊(hàn)縫根部,缺(quē)陷形🌈式🈲一(yi)般爲未焊(han)透、側壁未(wèi)熔合、裂紋(wen)、夾渣和氣(qì)孔等畢，采(cai)用CIVA仿真🌐軟(ruǎn)件對流量(liang)計殼體焊(hàn)縫根部中(zhōng)的常見缺(que)陷進行全(quán)聚焦相控(kòng)陣超聲檢(jian)測,結果如(rú)圖5~9所示

　　經(jīng)過上述缺(quē)陷仿真結(jié)果的對比(bǐ)可知,斜探(tàn)頭相.控陣(zhen)超聲🥵檢測(cè)效果好于(yu)直探頭的(de),尤其是在(zai)面狀缺陷(xiàn)的顯示方(fang)面。
3檢測數(shu)據分析
3.1TOFD檢(jiǎn)測結構顯(xian)示
　　TOFD檢測流(liú)量計殼體(tǐ)焊縫具有(you)優勢,能有(yǒu)效地發現(xiàn)焊縫中的(de)裂紋👄等缺(que)陷,此法的(de)正常B掃描(miáo)顯示具有(you)特點,能🈲明(míng)顯顯示🥵焊(hàn)縫的底波(bō)，能準确測(ce)量焊縫的(de)厚😄度,在焊(hàn)縫厚度🛀較(jiào)小(如低于(yú)标準規定(ding)的12mm)時,焊縫(feng)底波也明(ming)顯😄存在,但(dàn)不🌈能用于(yú)缺陷的檢(jiǎn)測,TOFD檢測B掃(sǎo)描顯示如(ru)圖10所🛀示



3.2TOFD檢(jiǎn)測缺陷顯(xiǎn)示
　　焊縫根(gēn)部裂縫的(de)TOFD顯示如圖(tú)11所示,可見(jiàn)隻有裂紋(wén)的上端點(diǎn)💜顯示🛀，沒有(yǒu)下端點顯(xiǎn)示，焊接接(jiē)頭部位底(di)波受到影(yǐng)響

　　焊縫根(gen)部未焊透(tòu)的TOFD顯示如(rú)圖12所示，上(shàng)端點出現(xiàn)較直或圓(yuán)弧狀斷續(xù)信号顯示(shì),焊接接頭(tóu)部位底波(bō)受💋到影響(xiǎng)。

3.3相控陣檢(jiǎn)測結構顯(xian)示
　　相控陣(zhèn)超聲檢測(ce)掃查方式(shì)是前後移(yi)動結合左(zuǒ)右移動，以(yǐ)底🛀🏻部凹槽(cáo)端角回波(bō)結構波顯(xiǎn)示開始爲(wèi)準🚩，移動探(tàn)頭直到❓其(qi)顯示消失(shī)爲止,探頭(tou)移動到不(bu)同位置時(shí)的顯示如(ru)圖13所✂️示，重(zhòng)點觀察A掃(sǎo)顯示和S扇(shan)形顯示的(de)變化

3.4相控(kòng)陣檢測缺(quē)陷顯示
　　相(xiang)控陣檢測(cè)焊縫内部(bu)及根部上(shàng)的裂紋顯(xiǎn)示如圖14所(suo)示,S形扇掃(sǎo)💔從40°~70°角度範(fàn)圍均有不(bú)同程度的(de)顯示。
　　相控(kong)陣超聲檢(jiǎn)測殼體焊(han)縫根部未(wei)焊透的顯(xian)示如圖15所(suo)示☁️,S形扇掃(sao)45°角度左右(yòu)時端角反(fǎn)射較強,C掃(sǎo)描長度顯(xiǎn)🏃示連續或(huo)斷續，當深(shen)度顯示值(zhi)低于要求(qiú)的焊縫厚(hòu)度🔴時就是(shì)未焊透。相(xiàng)控陣超聲(sheng)檢測判定(ding)這種流量(liàng)計殼體焊(hàn)縫根部未(wèi)焊透缺陷(xiàn)有一定的(de)難度，容易(yì)與墊闆焊(hàn)縫根部間(jiān)隙産生的(de)反射回波(bō)相混而引(yin)起錯判,無(wú)未焊透時(shí)一般沒有(you)信号,一旦(dan)産生信号(hào)需要進一(yi)步分析。

4結(jie)語
　　在用的(de)焊接孔闆(pǎn)流量計殼(ké)體接頭的(de)焊縫焊接(jiē)部位厚度(dù)滿🐉足标準(zhun)要求的情(qing)況下,首選(xuan)TOFD檢測方法(fǎ)較好，檢測(ce)效率高,能(neng)一🌐次完💘成(cheng)焊縫缺陷(xiàn)檢測和焊(han).縫厚度測(cè)量。通過實(shí)踐應用，認(ren)爲相控陣(zhen)超聲或常(chang)規超聲檢(jian)測方法的(de)選用也是(shi)可靠的檢(jian)測技術,但(dan)需要磨平(ping)去除💃焊縫(féng)餘高，才能(neng)保證探頭(tou)位置的移(yi)動🤟以.覆蓋(gài)整個✌️焊縫(féng)截面，若将(jiāng)各種超聲(sheng)方法組合(he)起來使用(yong),将獲得更(geng)加全面的(de)焊縫檢測(ce)數據。通過(guo)模拟💚仿真(zhēn)檢測流量(liang)計‼️殼體焊(hàn)縫缺陷的(de)顯🤩示結果(guǒ)進👈行分析(xī)，并對結構(gou)進行📞分析(xī)比較，建立(lì)起相關圖(tú)譜,能準确(que)地判斷出(chū)🈲缺陷性✂️質(zhì)。

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