Page 63 - 无损检测2021年第二期

齐高君, 等:

奥氏体不锈钢小径管焊接接头的相控阵超声检测

CIVA 仿真软件构建仿真模型( 见图 6 ), 将相关参 次波检测焊接接头的中上部; 当被检奥氏体不锈钢

数输入至仿真软件中, 进行仿真模拟, 确定最佳的声 小径管壁厚为 12~20 mm 时, 采用双晶纵波斜入
束入射角度, 即扇扫中心角度。 射, 一发一收模式进行检测。
3.7 检测灵敏度设置

( 1 )当 被 检 奥 氏 体 不 锈 钢 小 径 管 壁 厚 为 4~

8mm 时, 选用直孔对比试 块 制 作 距 离 - 波 幅 曲 线。
移动探头用二次波测量直通孔反射体的上端部, 将
上端部最高反射波波幅调整至满屏的 80% , 仪器记
录下第一点。移动探头用三次波测量直通孔反射体
的下端部, 找到下端部的最高反射波, 仪器记录下第
二点。两点连线形成距离 - 波幅曲线的基准线。

( 2 )当 被 检 奥 氏 体 不 锈 钢 小 径 管 壁 厚 为 8~
图 6 CIVA 构建的焊缝仿真模型
20mm 时, 选用横孔对比试块制作距离 - 波幅曲线。
3.4 探头选择 移动探头测量深度为 4mm 的 ϕ 2mm 横通孔, 找

当被检奥氏体不锈钢小径管壁厚为 4~8mm 到该反 射 体 的 最 高 回 波 并 将 波 幅 调 整 至 满 屏 的
时, 采用5S16-0.5×10-D10型或4S16-0.5×10-D10型 80% , 仪器记录下第一点。依次测量不同深度的横
自聚焦 探 头; 当 被 检 奥 氏 体 不 锈 钢 小 径 管 壁 厚 为 通孔, 找到各自的最高回波, 仪器记录下相应的波高

8~12mm 时, 采用4S16-0.5×10-D10型或2.5S16-0. 位置。依次连接各点形成距离 - 波幅曲线基准线。
5×10-D10型自聚焦探头; 当被检奥氏体不锈钢小径 ( 3 )该检测工艺的距离 - 波幅曲线仅由评定线和

管壁厚为12~20mm 时,采用 5DL16-12×5-A25 型 定量线组成, 不同管壁厚度的距离 - 波幅曲线灵敏度
或4DL16-12×5-A25 型双线阵小径管探头。相控阵 如表1所示。考虑到工件表面耦合损失、 材料衰减以
探头技术条件符合 JB / T11731-2013 标准要求, 并 及内外曲率的影响, 检测时应对检测灵敏度进行传输

选择与相控阵探头外壳型号相匹配的楔块进行组合, 损失综合补偿, 综合补偿量应计入距离 - 波幅曲线。
楔块曲率与被检小径管曲率相吻合, 楔块边缘与被检
表 1 不同管壁厚度距离 - 波幅曲线灵敏度 mm

工件接触面的间隙不大于0.5mm 。
管壁厚度 T 评定线 定量线
3.5 仪器系统校准
4≤T≤8 ϕ 2 直孔 -6dB ϕ 2 直孔
连接探头与仪器, 检查仪器设备外观、 线缆接头、
8≤T≤12 ϕ 2 横通孔 -10dB ϕ 2 横通孔 -4dB
仪器按键、 屏幕等是否正常, 确保工况良好。将探头
T≥12 ϕ 2 横通孔 -14dB ϕ 2 横通孔 -8dB
置于 R50半圆试块上平面的中心位置, 前后移动探
头找到最高回波, 校准仪器声速使最高回波声程显示 3.8 检测工艺验证

值为50mm 。然后将探头置于 R50半圆试块的上平 取剖切后的缺陷模拟试块, 将拟采用的检测工
面中心位置, 前后移动探头依次找到各角度声束的最 艺应用到模拟试块上, 工艺验证试验结果应能清楚
高回波, 逐一进行角度增益修正, 使各角度声束反射 地显示和测量模拟试块中的缺陷或反射体, 否则需
体回波幅值近似相同, 制作角度增益修正曲线。 重新校准仪器, 调整工艺参数。工艺验证同时确定
3.6 聚焦法则设置 扫查灵敏度, 以能清晰地显示和测量出模拟试块中的
根据焊接接头的结构参数, 在仪器中建立焊接 缺陷或反射体时的增益作为现场扫查灵敏度。
接头模型, 根据 CIVA 仿真结果设置相应的检测参 3.9 扫查装置组装调试
数及聚焦法则。当被检奥氏体不锈钢小径管壁厚为 扫查装 置 选 用 小 型 可 拆 卸 链 式 扫 查 装 置 ( 见

4~8 mm 时, 采用横波多次反射法( 即二次波与三 图 7 ), 便于实 现 现 场 密 集 管 排 焊 接 接 头 相 控 阵 检
次波分开设置的聚焦法则进行检测), 二次波检测焊 测。根据被检小径管外径尺寸选择相应数量的组
接接头中上部, 三次波检测焊接接头的中下部; 当被 件, 依次连接编码器和扫查装置组件, 编码器信号线

检奥氏体不锈钢小径管壁厚为 8~12 mm 时, 采用 接头与相控阵检测仪连接。平稳转动扫查装置使编
横波一次反射法, 即一次波和二次波同时设置的聚 码器移动一定的距离, 校准编码器使相控阵检测仪
焦法则进行检测, 一次波检测焊接接头的中下部, 二 显示的位移与实际位移相同, 允许存在小于 1% 的
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2021 年 第 43 卷 第 2 期

无损检测