Page 45 - 无损检测2024年第三期

郭剑豪:
钛焊缝的对置串列 PCI 与脉冲回波 TFM 组合检测

图6 探头激发电压为80V 时 PWI-PCI 与 FMC-PCI 的
图4 6° 步进中等孔径探头下表面对侧槽检测结果
成像质量对比
信号。由图4可知, 单个晶片激发时穿透力较弱, 钛
焊缝对侧的缺陷信号相干度较低, 有漏检的可能。
且由于 PCI无法通过提高增益来提升信号相干度
( 实时成像阶段), 只能采用更换探头、 调整脉冲形式

或长度、 增加激发电压等方式进行优化。 PWI-PCI
与 FMC-PCI 成像质量对比如图5所示, 可知 FMC-
PCI 对表面槽成像的强度很低, 在成像时提高增益
而 PCI 强度并无任何变化, 但如果大幅降低增益却
有可能无法进行 PCI成像( PCI在“ 无回波” 的情况 图7 探头激发电压为120VPWI-PCI 与 FMC-PCI 的

下无法工作)。笔者在更换探头、 调整脉冲形式或长 成像质量对比
度、 增加激发电压后观察到 PCI成像强度的明显变 “ 端点”, 故难以定量。图3至图7中所示缺陷高度
化。这些调整改变了声束对钛材料的穿透力且不同 均很小, 为1~1.5mm , 其 PCI图像无法分离上下

探头晶片间距对 PCI强度有明显影响。不同探头 端点的衍射信号, 因此也无法测量这些缺陷的高度。
激发电压时的穿透力对比试验结果如图5~7所示, 同时PWI-TFM 在检测中对缺陷端点衍射信号更加

试验结果表明: FMC采集时, 如需对厚度为20mm 灵敏, 如图8所示, FMC-PCI对坡口未熔仅能发现
的钛焊缝获得较好的 信 号 相 干 程 度, 需 将 GCS- 一个端点无法定量, 而 PWI-PCI 可同时发现上下两

5L64探头的激发电压( 双极性方波) 提高至80V 以 个端点并准确定量。
上; 对于中等尺寸的阵列探头, 6° 步进 PWI相对于
FMC有过于明显的干扰信号, 成像质量不佳; 而2°
步进 PWI 图像质量介于两者之间。从检测速度来
看, FMC采集时数据量最大速度最慢, 2° 步进 PWI
次之, 6° 步进 PWI 最快。

图8 PWI-PCI 与 FMC-PCI 检测17mm 厚钛焊缝坡口

刻槽的结果
3.2 TFM 检测

采用 FMC 、 6° 步进 PWI分别对20mm 厚钛焊
缝进行检测, 检测结果如图9 , 10所示。
图5 探头激发电压为40V 时 PWI-PCI 与 FMC-PCI 的 从图9 , 10中可以看出, FMC采集时图像质量与

成像质量对比 6° 步进PWI 的基本一致, 但由于单个晶片激发时超声
对于一些较小的缺陷, PCI 技术有一定局限性。 波对钛材料的穿透力较弱, FMC采集时整体波幅略
虽然可获得高相干的图像, 但由于无法分离小缺陷 低( 无 TCG ); 而6° 步进 PWI 图像质量保持基本一致,

1
1
2024年 第46卷 第3期
无损检测