摘要:因孔(kǒng)闆流量計 殼體(tǐ)焊縫結構特殊(shū),其流量計管道(dao)短接外形和厚(hòu)度🔴尺寸變化等(deng)因素影.響了無(wú)損檢測方法的(de)應用,爲了☁️解決(jué)🈲殼體焊縫缺陷(xiàn)檢出和厚度的(de)測量問題,以及(ji)滿‼️足檢測✏️的要(yào)求，開展了時差(chà)衍射法超聲檢(jian)測、全聚焦相控(kòng)陣超聲檢測和(he)常規超聲❌檢測(ce)技術的檢測試(shi)驗,優化了超聲(sheng)👄檢測方法,确保(bao)了檢測的🐆可靠(kào)性和準确性。通(tōng)過檢測數據分(fen)析，對不同超聲(sheng)檢測方法的結(jie)構🔞顯示和📞.相關(guan)焊縫缺陷顯示(shi)特征進行了總(zong)結,爲開展類似(si)的檢測活動🏃提(tí)供參考。孔闆流(liu)量計殼體焊縫(feng)超聲檢測🌈缺陷(xian)
　　在電站鍋爐的(de)給水裝置和供(gong)汽裝置上裝有(you)較多的流⛱️量計(jì),流量計上選用(yong)了焊接孔闆,其(qi)常見結構⛱️如圖(tu)1所示🌂,殼體焊縫(feng)的品質無法保(bao)證,焊接接頭大(da)多存在焊縫超(chao)标缺陷，同時存(cun)📞在焊縫厚度不(bu)足、結🐪構性應力(li)集中、焊縫内部(bu)開裂等問題。

　　在排查安(ān)全隐患時，由于(yu)流量計殼體短(duǎn)節材料爲碳鋼(gāng)🤞,隻能采用超聲(sheng)檢測技術對殼(ké)體焊縫進行全(quan)面檢測。如今工(gong)🔆業超🈚聲檢測技(jì)術發展迅速，可(ke)用方法有常規(guī)脈沖✨反射法超(chao)聲檢測(UT)、超聲衍(yan)射時差法檢測(ce)(TOFD)和相控陣超聲(sheng)檢測(PAUT)結合流量(liàng)計的外形規格(ge)尺寸、焊縫區域(yu)的厚度、底👈部和(he)内部結🍓構、人員(yuan)技術水平、檢測(cè)工🔆藝和儀器設(shè)備狀況等,綜合(hé)考慮檢測✨數據(ju)可記錄、信号掃(sao)描顯♈示、缺陷分(fen)辨率、可靠性、精(jīng)準和高效等,筆(bi)者采用以上幾(jǐ)種超聲檢測方(fāng)法對其進行檢(jian)測試驗,得出TOFD超(chāo)聲檢⭐測具有較(jiào)大技術優🐆勢的(de)結論。采用TOFD檢測(cè)時,現場在用流(liu)量計殼體焊縫(féng)㊙️的餘高不需要(yao)打磨平，可一次(ci)性完成焊縫接(jie)頭區域厚💯度的(de)精準測量和焊(hàn)縫根☀️部危害性(xìng)缺陷的檢出。UT和(hé)PAUT檢測時，均要對(dui)焊縫餘高進行(háng)磨🐪平⛹🏻‍♀️處理後才(cai)能移動探頭，使(shi)探頭覆蓋焊縫(feng)接頭區域進行(háng)檢測📱,采用斜探(tàn)頭檢測焊縫缺(quē)陷,采用直探頭(tou)測量厚度。另外(wài)🏃，全聚焦相控陣(zhen)超聲技術(TFM)與傳(chuan)統相控陣超聲(shēng)檢測技術有較(jiao)大區别,具有技(jì)術優勢,此方法(fǎ)在檢測時同樣(yàng)要去除焊縫餘(yu)高,但缺陷顯🏃示(shì)效果最佳,能形(xíng)成高分辨率、完(wan)整的缺陷和結(jie)構的回波圖形(xing)📧，能同時完成焊(hàn)接接頭的厚度(dù)測量和缺陷檢(jian)測。
1檢測方法
1.1超(chao)聲衍射時差法(fǎ)
　　TOFD法采用一發一(yī)收探頭工作模(mo)式，主要利用缺(que)陷端點♻️的衍🤩射(shè)波信号檢測和(he)測定缺陷的位(wèi)置及尺寸,該方(fāng)法廣泛用🔴于焊(hàn)縫檢♊測中,在電(dian)站鍋爐及管道(dào)範圍内🏒使用的(de)👨‍❤️‍👨焊接孔闆流量(liang)計的焊縫厚度(dù)不超過50mm,可使用(yòng)一組探頭進行(hang)檢測🌈，聚焦深度(du)選擇與焊縫厚(hòu)度一緻,若未知(zhī)焊縫厚度時，可(ke)選用接管的厚(hòu)度,其檢測示意(yi)如圖2所示，

1.2相控(kòng)陣超聲檢測
　　相(xiàng)控陣超聲檢測(ce)是利用多壓電(dian)陣元和延遲控(kong)制來👄激勵和接(jiē)收超聲波信号(hào)的，發射端的延(yan)遲法則控制聲(shēng)場的偏轉和聚(ju)焦畢l,該檢測方(fāng)法廣泛應用于(yú)焊縫的檢測🍓,常(cháng)見的掃查方式(shi)是将扇形角度(du)範圍覆蓋焊🙇‍♀️接(jie)接頭的檢測區(qū)域,其檢測示意(yì)見圖3.

1.3全聚焦相(xiàng)控陣超聲檢測(cè)
　　TFM方法以全矩陣(zhen)數據爲基礎,多(duō)陣元相控陣探(tan)頭依次🤟激⛷️勵🛀每(mei)一個晶片,激發(fā)球形波入射至(zhì)材料中,每一次(cì)發射後,材料中(zhong)不連續的反射(she)回波将同時被(bèi)💯所有晶片接收(shou),将檢測🐆信号通(tōng)過後處理聚焦(jiāo)于檢測區域中(zhōng)的每一個點上(shàng),利用檢測區域(yu)中每一個點的(de)幅值信息重構(gou)出二維圖像,可(kě)獲得高分辨率(lǜ)成像.效果,實現(xiàn)缺陷的準确定(dìng)💔位及定量分析(xī)。流量計的焊縫(féng)💋TFM檢測示🤟意如圖(tú)4所示,其能💜一次(cì)完成焊縫區域(yù)的厚度測量和(hé)🈲缺陷檢測341

2缺陷(xian)的模拟仿真
　　流(liú)量計殼體焊縫(feng)的缺陷主要位(wèi)于焊縫根部,缺(que)陷形式一般爲(wei)未焊透、側壁未(wèi)熔合、裂紋、夾渣(zha)和氣孔等畢✂️，采(cai)用CIVA仿真軟件對(dui)流量計殼體焊(hàn)縫根部中的常(cháng)見缺🥰陷進行全(quan)聚焦相控陣超(chāo)聲檢測,結果如(ru)圖5~9所示

　　經過上(shang)述缺陷仿真結(jié)果的對比可知(zhi),斜探頭相.控✏️陣(zhen)超聲檢測效果(guǒ)好于直探頭的(de),尤其是在面狀(zhuàng)缺陷的顯示方(fang)面🤟。
3檢測數據分(fen)析
3.1TOFD檢測結構顯(xiǎn)示
　　TOFD檢測流量計(jì)殼體焊縫具有(you)優勢,能有效地(dì)發現焊🌈縫中的(de)裂紋等缺陷,此(cǐ)法的正常B掃描(miáo)顯示具有特點(dian),能明顯顯示焊(han)縫的底波，能準(zhǔn)确測量焊縫的(de)厚度,在焊縫厚(hou)度較小(如低于(yú)标準規定的12mm)時(shi),焊縫底波也明(míng)顯♉存在,但不能(néng)用于缺陷的檢(jian)測,TOFD檢測B掃描🔞顯(xian)示如圖10所示



3.2TOFD檢(jiǎn)測缺陷顯示
　　焊(hàn)縫根部裂縫的(de)TOFD顯示如圖11所示(shì),可見隻有裂紋(wen)的上端點😘顯💋示(shi)，沒有下端點顯(xiǎn)示，焊接接頭部(bu)位底波💯受到影(yǐng)響

　　焊縫根部未(wei)焊透的TOFD顯示如(ru)圖12所示，上端點(diǎn)出現較直或圓(yuán)弧狀斷續信号(hao)顯示,焊接接頭(tou)部位底波受到(dao)影響。

3.3相控陣檢(jian)測結構顯示
　　相(xiang)控陣超聲檢測(cè)掃查方式是前(qian)後移動結合左(zuo)右移動❌，以底部(bu)凹槽端角回波(bō)結構波顯示開(kāi)始爲準，移動探(tan)頭直到其顯示(shì)消失爲止,探頭(tóu)移動到不同位(wei)置時的顯示如(ru)圖13所示，重點觀(guān)察A掃顯示和S扇(shàn)形顯示的變化(huà)

3.4相控陣檢測缺(que)陷顯示
　　相控陣(zhen)檢測焊縫内部(bù)及根部上的裂(liè)紋顯示如圖14所(suo)示,S形扇掃從40°~70°角(jiao)度範圍均有不(bú)同程度的顯示(shì)。
　　相控陣超聲檢(jiǎn)測殼體焊縫根(gēn)部未焊透的顯(xian)示如圖15所示,S形(xing)扇掃45°角度左右(yòu)時端角反射較(jiao)強,C掃描長度顯(xiǎn)示連續或👉斷續(xù)，當深✏️度顯示值(zhí)低于要求的焊(han)縫厚度時就是(shì)未焊透。相控陣(zhèn)超聲檢測判定(ding)這種🔴流量計殼(ké)體焊縫根部未(wei)焊透缺陷有一(yi)定的難度，容易(yi)與墊闆🛀🏻焊縫根(gēn)部間隙産生的(de)反射回波相混(hun)💛而引起錯判🌈,無(wú)未焊透時一般(bān)沒有信号,一旦(dàn)⚽産生信号需要(yao)進一步分析。

4結(jie)語
　　在用的焊接(jie)孔闆流量計殼(ké)體接頭的焊縫(féng)焊接部位✌️厚度(du)滿足标準要求(qiu)的情況下,首選(xuǎn)TOFD檢測方法較好(hǎo)，檢測效率高,能(neng)一次完成焊縫(féng)缺陷檢測和焊(han).縫厚度測量。通(tong)過實踐應用，認(ren)爲相控陣超聲(shēng)或常規超聲檢(jian)測方法的選用(yòng)也是可🚩靠的檢(jian)測技術,但需🐆要(yao)磨平去除焊縫(feng)餘高，才能保證(zhèng)探頭位置的移(yí)動✂️以.覆蓋整個(ge)焊縫截面，若将(jiāng)各種超聲方法(fǎ)組合起來使用(yòng),将獲得更加全(quan)面的焊縫檢測(ce)數據。通過模拟(ni)仿真檢測流量(liang)計殼體焊縫缺(quē)陷的顯示結果(guǒ)進行分析，并對(duì)結構進行分析(xi)比較，建立起相(xiang)關圖譜,能準确(què)地判斷出缺陷(xian)性質。

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