Page 47 - 无损检测2024年第三期
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郭剑豪:
钛焊缝的对置串列 PCI 与脉冲回波 TFM 组合检测
PWI-TFM 相对于两组 PCI在焊缝底面及表面轮 不同激发电压的对比试验中发现, 可以采用调高
廓的成像上更准确、 清晰。但由于 TFM 相比 PCI 激发电压的方式进一步优化图像质量, 同理调整
对面状的反射体有较高的波幅( 强度) 和更完整的 激发脉冲、 更换更大孔径探头也会有同样效果。
成像效果, 也会带来更大的上下表面盲区。同时, 与波幅技术不同的是, 适当增加电压后噪声信号
对置串列 TFM 在缺陷部位的波幅并不如脉冲回 会增加, 而可降低无缺陷区域的信号相干程度, 对
波的 TFM 组高, 如果进一步提高增益, 反而会使 于 PCI 则可以减少成像时的干扰获得更干净的图
底噪变大且盲区过大; 2° 步进 PWI-PCI图像质量 谱。考虑到6° 步进 PWI-PCI 图像质量会较2° 步进
在三者中并不突出, 但其检出率及缺陷信号的相 PWI-PCI 图像质量进一步下降, 未再对其进行试
干度非常好, 可以从侧视图中看出, 钛焊接试板内 验。从检测速度来看, FMC-PCI速度最慢, 2° 步进
的6个人工缺陷均有很好的检出效果。在另一个 PWI-PCI 次之, 6° 步进 PWI-TFM 最快。
图13 FMC-PCI , 6° 步进 PWI-TFM , 2° 步进 PWI-PCI 对未焊透缺陷的成像结果对比
3.4 综合选择 能力, 图谱判读时也可参考相控阵超声的经验( 特
确定最终检测工艺时, 主要考虑以下几个方面的 征、 波幅等均高度相似)。
因素: ① 工艺是否符合产品设计标准所引用的检测标 对于对置串列组, 为该 组 选 择 了 PCI 方 式。
准; ② 检测成像质量与评图难易程度; ③ 不同组之间 PCI 相对于 TFM 底波和上表面波成像更细, 盲区
的关联性及互相印证的可能性; ④ 检测速度是否与驱 范围更小。由于对置串列布局下 TFM 无法发挥其
动方式相适应。各项技术的差异对比如表1所示。 对面状缺陷成像的优势, 相反在 PCI方式下更容易
表1 各技术组合的差异对比 观察缺陷端点的信号, 因此 PCI在定量上也显示出
[ 3 ]
技术类型 检测速度 成像质量 标准 优势( 类似于 TOFD )。同时, PCI组相较 TFM
FMC-TFM 慢 优秀 有 组也具备与波幅无关的优势, 对耦合不良的敏感度
快 优秀 有
PWI-TFM 降低且成像更干净。需要注意的是, 与 TFM 相比,
FMC-PCI 慢 优秀 缺少相关标准
PWI-PCI 较快 较好 缺少相关标准 P CI 可能需要比较小的 PWI 激发步进或用 FMC方
快 优秀 有
对置串列 PWI-TFM 式采集数据时, 会相应地降低检测速度, 实际薄板工
对置串列 FMC-PCI 慢 优秀 缺少相关标准
对置串列 PWI-PCI 较快 较好 缺少相关标准 艺中检测速度仍可满足现场检测的需求, 但厚板的
在脉冲回波组的选择上, 选择左右两侧各1个 检测速度较慢。综合以上几点, PWI-PCI在对置串
脉冲回波 TFM 组( ROI应覆盖一次和二次波含余 列布局下整体优势明显, 因此对置串列组选择 PCI 。
高) 进行检测。一方面, 脉冲回波在标准中有大量的 使用 2 个脉冲回波 TFM 组加 1 个对置串列
条款而更加容易得到符合标准的工艺 [ 4 ] ; 另一方面, PCI 组的检测结果也可互相进行印证及补充。比
TFM 组可与大步进 PWI组合, 相比于 PCI需要与 如, TFM 组对未熔合缺陷成像比较完整, 可以看出
小步进 PWI 或 FMC 组合的方式, 效率更高且更适 其面状特征; 而 PCI组则以端点衍射信号和上端点
合现场检测。此外, 脉冲回波 TFM 组的成像与相 的反射信号为主, 类似于 TOFD 的定量方式且更直
控阵超声成像更相似且对面状缺陷具有更好的成像 观、 简单, 此时对置串列 PCI 的定量要比 TFM 组更
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2024年 第46卷 第3期
无损检测
