Page 98 - 无损检测2022年第九期

张国林,等:
在役缆桩螺栓的相控阵超声全聚焦检测

图 5 缆桩螺栓相控阵全聚焦扫查工装
螺栓缺陷的长期监测提供了必要条件。
3 现场应用

3.1 仪器的校准

仪 器 型 号 为 M2M GEKKO325 , 探 头 型 号 为
图 4 TCG ( 时间增益) 校准后螺栓刻槽试块的 TFM 图谱

OLYMPUSA11-5L32 ( 32 晶片, 孔径宽度为 10mm ,

域及热影响区域大致分部在距离螺栓 100~160mm
中心距为 0.6mm , 间距为0.1mm , 线阵阵列探头),
的位置, 这部分区域是螺栓检测的关键部位。验收等
晶片型号为 XAAB-0207T020932 。仪器校准步骤

级参照焊缝检测标准 GB / T11345-2013 《 焊缝无损

如下。

检测 超 声 检 测 技 术、 检 测 等 级 和 评 定》建 立, 将
( 1 )器材配置设置。包括工件尺寸、 探头配置、
( 为 参 考 体 波 幅 代

扫查器。构建螺栓三维结构, 输入螺栓材料、 声速、
2mm 刻槽 定 义 为 参 考 等 级 H 0
号)。根据螺栓的使用状态进行分区验收, 区域分为
密度信息; 探头配置选 择 实 际 使 用 的 探 头 信 息, 脉
一般区域和关键区域。对于一般区域, 反射回波高于
冲信号使用脉冲回波收发模式, 打开自动滤波, 中

的缺陷, 应判定为不合格, 高于 H 0-4dB , 应予以
H 0
心频率选择 5 MHz , 采样频率选择 100 MHz , 激励
记录; 关 键 部 位 ( 螺 栓 与 桩 基 的 连 接 处 上 下 各
电压为 40 V , 脉 冲 宽 度 为 100ns ; 楔 块 为 平 行 楔

的显示不允许返修, 应直
30mm 的区域) 高于 H 0
块, 参考点为楔块中心, 楔块高度为 0.5 mm , 长为
接换新; 对于返修部位, 应按原检测工艺进行复检;
40mm , 宽为 40 mm ; 扫 查 器 为 单 轴 扫 查 器, 编 码
对于应记录的部位, 由检测员进行记录, 反馈至缆桩
器轴为 C1 , 连 接 端 口 为 1 , 编 码 器 精 度 为 40 采 样
设备管理部存档, 由管理部组织定期进行复检。验
点 / mm , 方向为反向。
收标准如表 1 所示。
( 2 )超 声 设 置 包 括 TFM 设 置、 定 量 校 准。
表 1 螺栓检测验收标准
TFM 设 置 波 型 模 式 为 纵 波 LL ; 成 像 参 考 点 为 顶
区域名称 扫查灵敏度设置 验收等级 记录等级
端, 区域宽为 50mm , 深为 5mm , 高为 200mm ; 探

一般区域 H 0 +6dB H 0 H 0 -4dB
头水平偏移 0mm , 夹角为 90° ; 视图布局选择 TFM
关键区域 H 0 +6dB H 0 -4dB H 0 -8dB

与 TFM 成像。将探头放置到螺牙根部刻槽试块上
2.3 工装的研发 进行 TCG ( 时 间 增 益) 校 准, 由 于 螺 栓 长 度 达 230
笔者利用 3D 打印技术制作出专用的探头保护 mm , 扫查范围大, 分两个区域进行 TCG 校准。第

工装( 专利号: ZL202122090370.7 ) 及螺栓扫查工 一区域刻槽深为 10 , 30 , 50 , 70 mm , 第二区域刻槽

装( 见图 5 )。 深为130 , 200mm 。 TCG 校准后两个区域的刻槽图

探头保护工装的使用, 克服了检测时探头在无 像如前图 4 所示。校准结束要验证检验区域内的灵
保护下易磨损的缺点, 极大地延长了探头使用寿命。 敏度是否一致, 验证合格后进行保存, 即完成 TFM
螺栓扫查工装则解决了手动扫查时人为因 素影响 设置。
大、 缺陷测量不准确、 采集数据不全面、 扫查效率低 ( 3 )检测设置包括参考点和扫查轨迹。参考点

等问题, 实现了高效快捷扫查、 全方位采集数据, 为 为顶端中心点。
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2022 年 第 44 卷 第 9 期

无损检测