Page 63 - 无损检测2022年第一期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202201007

换热器管板筒体角焊缝的相控阵超声检测

王红源, 胡利晨, 施星光, 陈松生, 钱盛杰
( 宁波市特种设备检验研究院, 宁波 315048 )

摘 要:利用常规相控阵和全聚焦相控阵成像技术对换热器管板筒体角焊缝人工试块中的气
孔、 夹渣、 未熔合、 未焊透、 裂纹等缺陷进行了检测。首先介绍了管板筒体角焊缝检测的基本情况以
及相控阵技术的基本原理, 其次设计制作了含上述缺陷的人工试块, 最后对人工试块进行检测, 比
较了常规相控阵技术和全聚焦技术对上述 5 种缺陷的检测能力。结果表明, 相比常规相控阵超声
技术, 全聚焦技术具有更高的缺陷检出率和检测分辨率, 对缺陷的定位和定量检测误差更小, 可应
用于工程实践。

关键词:全聚焦相控阵; 管板筒体角焊缝; 未熔合; 未焊透; 裂纹

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 01-0029-06

Phasedarra yultrasonictestin g ofheatexchan g ertube-shellfilletweld

WANGHon gy uan , HULichen , SHIXin gg uan gCHENSon g shen g Q IANShen gj ie
,
,

( Nin g boS p ecialE q ui p mentIns p ectionandResearchInstitute , Nin g bo315048 , China )

Abstract : Thet yp icaldefectsofairhole , sla g , incom p letefusion , incom p lete p enetrationandcrackintube-shell

filletweldwerestudiedinthis p a p er.Firstl y , thebasicinformationofthefilletweld j ointandthebasic p rinci p lesof

p hasedarra y techni q uewereintroduced.Secondl y , artificialtestblockscontainin gtheabovedefectsweredesi g ned

andmanufactured.Inaddition , theartificialtestblocksweretested , andthedetectionabilit y ofconventional p hased

arra y techni q ueandfullfocustechni q uefortheabovefivedefectswascom p ared.Thetestin g resultsshowthatthe

full yfocustechni q uehasa hi g herdefectdetectionrateand detectionresolution.Thedefectp ositionin g and

q uantitativeerrorissmallercom p aretotheconventionalp hasedarra ytechni q ue , indicatin gthatthefull yfocus

techni q uecanbea pp liedinen g ineerin g .

Ke ywords : full y focusp hasedarra y ; tube-shellfilletweld ; incom p letefusion ; incom p letep enetration ; crack

在工程实际中, 某些固定管板换热器的管板与 2011 《 压力容器第 1 部分: 通用要求》可知, 管板与

壳程筒体的焊接接头为设备的最终组焊接头, 该结 圆筒对接接头属于 B 类焊接接头, 需要进行表面及
构焊接难度大, 焊接中易产生夹渣、 气孔、 未熔合、 未 内部缺陷的无损检测。该接头作为最后一道焊接接
焊透、 裂纹等危害设备安全的缺陷, 且焊后残余应力 头, 无法进行内部贴片, 故一般不采用射线检测, 常
较大, 直接影响焊接接头的机械性能 [ 1 ] 。因此, 有必 用的无损检测方法为渗透检测和超声检测, 其中渗
要对换热器管板与壳程筒体角焊缝的焊接质量进行 透检测只能检测出焊缝的表面缺陷, 超声检测可以
检测。文章研究的管板与壳体的接头形式为对接, 焊 对焊缝中的埋藏缺陷进行检测。该类焊缝结构特

缝形式为对接与角接组合。根据标准 GB150.1- 殊, 使用常规超声检测得到的信号含有复杂的结构
回波, 容易造成对缺陷的误判, 因此利用具有多种成
收稿日期: 2021-09-02 像功能的相控阵超声检测( PAUT ) 方法来对该类结
基金项目: 浙江省质监系统质量技术基础建设项目( 20180119 );
构进行检测。
宁波市质量技术监督局科研项目( 2019013 )
作者简介: 王红源( 1990- ), 男, 本科, 工程师, 主要从事无损检 1 管板筒体角焊缝的相控阵超声检测
测新技术研究与应用工作
相控阵超声检测技术是一种根据预先设定的延
通信作者: 陈松生( 1979- ), t j zxcss@163.com
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2022 年 第 44 卷 第 1 期
无损检测