Page 109 - 无损检测2025年第一期
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燕集中，等：

              埋地聚乙烯管道缺陷无损检测技术研究进展

              熔合、冷焊和夹渣缺陷具有较高的检出率和识别率。                           针对目前相控阵检测技术所需要的专业性高、缺陷识
              HAGGLUND等      [23-24] 研究表明，PAUT可以检测出             别过程费时费力的问题，提出了一种基于图像处理方
              外径为220~450 mm的管道上直径为1. 5~8 mm的                    法的焊接缺陷自动识别技术，研究结果显示，该自动
              圆形缺陷。HOU等         [25]  提出了一种基于超声检测图              识别技术准确率、召回率以及运行时间均达到工业应
              像模式识别的PE电熔接头缺陷识别方法，并设计了                           用要求。李陈       [37] 认为当前聚乙烯燃气管道相控阵检
              对应的焊接缺陷自动识别软件，研究表明该方法对                            测技术缺少统一的参考标准，开展相关工作时缺少对
              单一和复杂缺陷的识别准确率可达 100%和80%。                         应标准支撑，无法准确判断管道的安全状况等级。
              郭伟灿等     [26]  研制了聚乙烯管道电熔接头专用相控阵
                                                                3  衍射时差检测
              探头，试验结果显示该探头对孔洞、熔合面缺陷和金
              属丝错位具有较高的分辨率。李曼曼等                   [27] 研究发现          衍射时差检测（Time of flight diffraction，TOFD）
              PAUT对于电熔接头中孔洞、较大未焊透和电阻丝                           是一种基于在被检试件内部结构“端角”和“端点”
              错位具有良好的检测效果，但是缺陷检出率较低，应                           部位采集的衍射能量进行缺陷检测的技术。该方法
              用具有局限性。王少军等            [28] 采用相控阵超声动态聚            可以进行缺陷的定量和定位检测，可靠性高，定量
              焦和S扫查成像技术进行热熔接头缺陷的检测，该方                           精度高，简单快捷，有较高的适用性。由于缺陷衍
              法成像快、判断准确、适用于工程检测。张晓宝                     [29]  研  射信号与角度无关，故角度变化不会影响到检测的
              究发现，选择相控阵超声阵元低频探头时，缺陷检测                           可靠性和精度，且缺陷定量定位分析过程中不需要
              的分辨率和灵敏度会相应提高，缺陷与探头的相对位                           用到信号振幅，检测数据可供多人在线判读，提高
              置对于楔块角度的影响重大，且声束聚焦深度为一半                           了检测结果的准确性           [38-39] 。李衍  [40]  认为基于入射纵
              工件厚度以上时的检测效果最好，同时也发现相控阵                           波在缺陷端部产生衍射波传播时差测量的TOFD
              探头和管道表面耦合程度会影响缺陷检出率。侯东圣                           可靠性高，但是TOFD方法难以检出倾斜度和弯曲
              等  [30] 针对核电站聚乙烯管道特点，提出大尺寸PE管道                    度大的缺陷，且精确度受缺陷水平位置误差影响较
              电熔接头的检测频率应不大于2. 5 MHz，此外，其认为                      大。何莎等      [41] 讨论了平行扫查（B扫描）和非平行扫
              当前相控阵检测理论不足之处在于认为被检材料为                            查（D扫描）两种方式下的缺陷图谱特征，结果表明
              线弹性、声速为常数，与超声波在黏弹性材料中的实                           TOFD技术可以识别工件内部向表面延伸的缺陷，
              际传播规律不一致。林师一等              [31] 研究发现，相控阵超         且缺陷检出率高，缺陷定位和定量精确，但也发现
              声检测对于未熔合、夹渣、孔洞和金属丝错位具有较                           TOFD在工件表面和底面附近有盲区，会夸大良性
              高的检出率和检测精度，但是对于冷焊缺陷需要结合                           缺陷进而导致信号分析差异等问题。史俊伟等                      [42] 认
              相关标准进行参照判定。DING等               [32] 针对增强聚乙        为TOFD优点在于垂直缺陷检出率高、可分辨出裂
              烯复合管道电熔焊接接头超声检测存在的难点和超                            纹上下尖端，适用于大厚度工件，但是对于近表面的
              声盲区问题，提出了一种基于PAUT的复合多角度线                          缺陷，缺陷衍射波会淹没于直通波或底面回波中而
              扫描图像检测方法，该方法通过设置多线扫描通道和                           形成盲区，对于横向缺陷检测能力差，无法检测表面
              快速切换检测过程，来实现快速实时成像检测。                             缺陷和近表面缺陷。JIN等            [43] 认为TOFD盲区是尖
                  秦胤康    [33] 提出了HDPE管道超声检测专用延迟                 端衍射的纵波与侧波或底面纵波耦合形成的，未来
              法则，同时结合核电站HDPE管道热熔接头特点，利                          TOFD技术难点将集中在薄板浅层缺陷的多重重叠
              用热熔接头PAUT专用扫查方式， 检测出了110 mm                       信号和不规则结构引起的盲区变化。宋小春等                      [44] 讨
              深度范围内尺寸为1 mm的孔洞缺陷和裂纹缺陷，而                          论了缺陷几何尺寸对于TOFD检测信号的影响，研
              且可以对 75 mm深度范围的裂纹缺陷进行定量分                          究表明当缺陷位于工件上下表面时，探头只能接收
              析。TAO等     [34] 基于相控阵超声扫描结合B扫描图                   部分基本超声信号，当缺陷位于轴偏离底面盲区内
              像技术，开发了焊接全过程实时图像处理程序，该程                           时，缺陷衍射信号被底面反射信号覆盖。
              序可以通过检测熔合区深度和特征线移动速度来评                                 TAGHIPOUR    [45]  基于TOFD方法，使用低频
              估焊接参数。施建峰等           [35] 采用PAUT对若干电熔接            探头对人工预制试件上纵波转变为横波区域的缺陷
              头和热熔接头进行不停气检测后发现，热熔接头缺                            进行了检测，可以检测到0. 5 mm的表面缺口（传统
              陷的出现概率为电熔接头缺陷的2. 6倍。胡剑峰等                    [36]  TOFD方法存在2~3 mm盲区）。邓平等                 [46] 设计了
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