Applus RTD公司開發新型3D超聲波檢測系統

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Applus RTD公司開發新型3D超聲波檢測系統

管道超聲波檢測技術是運用超聲波對管道環焊縫等特殊部位進行內部結構檢測，識別缺陷的類型和大小。通常管道鋪設過程中要對焊縫進行檢測，檢測完后管道方可投入使用，以確保管道的承壓能力達到設計要求。

超聲波檢測主要運用脈沖回波技術（PE）或衍射波時差技術（TOFD），目前已廣泛應用在工業焊接完整性評估領域。然而，兩種方法的檢測效果均不夠完善。脈沖回波技術在定量檢測缺陷特征方面仍存在一定不足，因為從某一缺陷反射回的信號高度依賴于超聲波束與缺陷的方向。衍射波時差法可準確判斷缺陷尺寸，但在確定缺陷類型的方面能力有限；而且掃描結果以信號數據的方式獲得，無法直接表明缺陷的大小和方向，需依靠操作人員的技術和經驗來判斷。

近期，Applus RTD公司在無損檢測領域取得了重大進展，通過使用反射波場外推法（IWEX）的3D超聲技術，達到了詳細檢測管道關鍵缺陷部位并對缺陷部位直接成像的目的。該技術基于波場外推原理，通過缺陷造成的反射波異常波場，反推缺陷的實際尺寸。當超聲波掃描場范圍內出現缺陷，異常點將觸發高振幅反射波，并產生高亮信號，檢測工具通過記錄異常區域所有點的反射信號，通過外推法得出缺陷的實際尺寸和表面特征。把波場記錄外推到指向檢測區域所有點的空間處。

該研究成果稱為RTD IWEX系統，運用這一技術，可得出被檢測區域的真實圖像，而不是異常數據信號的散點圖。該技術的主要優勢在于可對缺陷部位進行綜合可視化表征，精確表征缺陷的大小、位置和方向，從而減少管道建設過程中產生的焊接缺陷。

該技術允許環焊縫檢測在-40°C到+ 60°C范圍內采用最新的，已改進的成像算法。使用先進的四代硬件，可激活256種超聲波頻道，進入到IWEX圖像中。

Applus RTD通過為現場試驗對系統進行評估性能，如圖5左所示。檢測結果以2D和3D的形式評估，并同選擇缺陷宏觀照片進行比較。用IWEX軟件得出的缺陷3D典型截圖如圖5右所示。

圖5 IWEX測試現場（左）和檢測結果（右）

RTD IWEX技術的環焊縫檢測允許溫度在-40°C到+ 60°C之間，盡管該系統的一系列試驗仍在評估中，但反饋結果已顯示出該系統有著很好的商業化趨勢。下一步研究是進行實地測試，盡可能的提高檢測效率。

目前大多數超聲波測試設備可生成管道檢測的電子記錄，但由于電子記錄結構復雜，檢測結果解釋具有一定難度，而且耗時，操作人員需掌握一定操作技能。然而，RTD IWEX技術可直觀顯示檢測區域狀況，使2D和3D數據可視化。與其他技術相比，這將減少人們理解誤差，允許數據自動分析。由于自動化評價更為精準，該技術可以降低短期維修成本，降低管道運行風險。

祝愨智 孫冰源 編譯自Applus RTD公司官網