小直徑密集管排對接接頭超聲相控陣檢測應用

0 前 言

電廠檢修中， 對新安裝受熱面小直徑管對接接頭通常采用射線和常規超聲波進行無損檢測， 而在役小直徑管通常利用磁粉、 滲透等表面無損檢測方法進行抽檢， 以實現機組檢修期間的金屬技術監督工作。 射線檢測時， 由于受熱面管排密集排列布置， 多數小直徑管檢測困難， 導致部分焊縫中裂紋、 未熔合等面積型缺陷檢出率低， 給射線探傷帶來很大的難度

；采用常規超聲波檢測時， 由于小徑管曲率大，聲波耦合困難， 其反射面聲能損失較大， 壁厚薄， 探頭的前沿長度對檢驗的影響大， 因而對小直徑管對接接頭中的危害性缺陷較難判定，且管子排列密集等現場工況也影響了常規超聲波在小徑管檢測中的應用

。

近年來隨著超聲相控陣技術在各行各業的廣泛應用， 這項技術得到了人們越來越多的關注。超聲相控陣技術是通過精確的控制多個晶片的激發脈沖延時， 每個晶片產生相互干涉的聲波， 最終產生超聲數據的過程

。 超聲相控陣可以實現波束變角度掃查、 固定角度的電子掃查、 波束聚焦、 橫向掃查等多種掃查方式

。

因此， 本工作以電廠受熱面的小直徑密集管排對接接頭為檢測對象， 開展超聲相控陣檢測技術應用及分析， 并通過射線檢測結果進行對比分析， 為超聲相控陣技術在小徑管檢測及電力金屬技術監督工作中的應用提供參考。

1 小直徑密集管排對接接頭超聲相控陣技術檢測分析

1.1 超聲相控陣檢測原理及其優勢

超聲相控陣檢測技術是一種多聲束掃描成像技術， 它所采用的超聲檢測探頭是由多個晶片組成的換能器陣列， 陣列單元在發射電路激勵下以可控的相位激發出超聲， 產生的球面波在傳播過程中波前相互疊加， 形成不同的聲束

。圖1 及圖2 分別為超聲相控陣多晶片探頭檢測工作原理及超聲相控陣檢測成像方式。

“要改變自己的命運就要有不服輸的精神，敢闖敢拼才會贏”。2010年，團場出臺了一系列優惠政策，鼓勵職工發展自營養殖，他辭職下海當年養雞12000只，成活率達到90%以上，種植的100畝棉花單產走在全團前列，當年實現純收入49萬元。他在團部購買了樓房，買了臺754播種機，為了兒子上學方便，買了小汽車。當年機車僅拉棉花和打桿兩項，實現純收入7.7萬元，種植棉花和養殖雞純收入達35萬元。

選取某廠省煤器密集管排對接接頭， 數量34 根， 編號分別為Smq1～Smq34， 工件規格為Φ32 mm×4 mm， 材 質 為20G， 焊 接 方 法 為GTAW， V 形坡口， 焊接完成后， 對其表面打磨光澤后開展超聲相控陣檢測。

1.2 小直徑密集管排對接接頭超聲相控陣檢測難點分析

2.2 按照男女分組的患者臨床資料比較 女性患者發病年齡大于男性(P<0.05)；男性患者有飲酒史比例高于女性(P<0.05)； 男性Ⅱ級及Ⅲ級患者多于女性患者；女性BNP值大于男性(P<0.05)。男性與女性患者在LVD、LAS、LVEF、LVFS、PASP數據方面差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

本文所述土箱產繭應選擇遠離道路的場所，產卵繭期應保持安靜，避免土壤震動，否則正在產卵繭的水蛭會受驚而逃走，造成空繭。首先挖一個深度25cm的矩形淺坑，將網箱鋪蓋在坑上，用越冬分化土（松軟）填滿。接著向網箱中加水，使土濕度保持在30%左右。投放密度為200-300只每平米，投放完成后用透氣紗布將網箱扎起防止水蛭逃離，并蓋上水草或樹枝等進行遮光。在坑四周挖一條排水溝，防止暴雨天氣雨水將網箱浸透，在下雨天氣要及時疏通溢水口。投放后第二日打開網箱檢查水蛭是否都已入土產繭，洞口內有白色泡沫即為水蛭產繭。整個產繭過程持續約12-14天，土壤溫度為20℃左右，每條水蛭平均能產繭3-4個左右。

（2） 曲率半徑影響

（3） 現場工況影響

小直徑管曲率半徑小， 探頭檢測接觸面小，曲面耦合聲能損失大； 超聲橫波在小直徑管內表面反射， 發散嚴重， 探傷靈敏度低， 對缺陷判定帶來很多困難。

所選超聲相控陣儀器型號為ISONIC2009，探頭編號為7.5CCEV35-16-A15， 探頭頻率為7.5 MHz， 晶片數量為16， 晶片間距為0.5 mm，所選楔塊規格為36°斜楔塊， 掃描方式選擇扇掃描， 角度范圍選取39°～75°， 聚焦深度選擇為6 mm， 選取Φ1 mm×15 mm 通孔校準檢測靈敏度， 工件檢測面選取單面雙側， 探頭前沿距焊縫中心距離5 mm， 耦合劑選用甘油， 相控陣檢驗參考標準ASME SECTION V。

小直徑管管壁薄、 焊縫寬， 當壁厚小于8 mm時， 一次波探傷檢測小徑管焊縫根部角度較大，聲束嚴重散射， 使得回波游動范圍大， 且一次波聲程短， 容易在近場區內檢測， 給缺陷的定量和定位帶來很大的困難， 影響檢測的可靠性。

（1） 壁厚的影響

2 檢測工藝確定

與常規的檢測技術相比， 超聲相控陣檢測技術是通過控制各個獨立陣元的延時， 可生成不同指向性的超聲波波束， 產生不同形式的聲束效果， 可以模擬各種斜聚焦探頭的工作， 并且可以電子掃描和動態聚焦， 無需或少移動探頭， 檢測速度快， 探頭放在一個位置就可以生成被檢測物體的完整圖像， 實現了自動掃查， 可檢測復雜形狀的物體， 且超聲相控陣探頭小巧、 靈活， 適用于現場工況需求

。 這種技術無輻射、 無污染，能夠適應多工種立體交叉作業現場， 且解決了因采用射線檢測而造成其他人員全部需要安全避讓等問題。

受熱面管排由于在安裝過程中， 管道排列密集， 外徑、 壁厚、 材質等規格參數跨度范圍較大， 且經常存在不等厚、 角接等特殊焊接方式，給檢測帶來困難。

3 檢測結果分析

3.1 超聲相控陣檢測結果分析

利用超聲相控陣技術對所選工件進行了檢測分析， 共檢出超標缺陷工件6 件， 超聲相控陣檢測缺陷結果見表1， 工件超聲相控陣檢測超標缺陷如圖3 所示。 利用編碼器、 側視圖（B 掃） 和俯視圖 （C 掃） 確定了缺陷位置， 并選用常規超聲波檢測進行了缺陷判定， 但對比超聲相控陣檢測結果， 常規超聲波檢測靈敏度較低， 只判定出五處缺陷最高反射波均處于Ⅲ區位置， 屬于超標缺陷， 分別為工件Smq8、Smq15、 Smq18、 Smq19 和Smq20； 而工件Smq17的缺陷反射波未達到超標評判區。 由此可見，常規超聲波檢測靈敏度低于超聲相控陣檢測靈敏度。

葉總仔細觀察錢幣，錢幣手感古樸，銘文清晰。看起來挺像是真貨，即便是贗品，估計也有百年以上的歷史。于是也就沒有多說，只告訴孟導等老賈來了自有定奪。

3.2 射線檢測對比分析

由于采用常規超聲波無法檢測出Smq17 工件超標缺陷， 與超聲相控陣檢測結果存在一定差距， 故采取射線檢測技術對Smq17 工件進行了補充檢測， 檢測結果如圖4 所示。 檢測結果顯示，Smq17 工件在5～6 點鐘位置存在1 項條形超標缺陷， 與超聲相控陣檢測結果一致。 射線補充檢測結果對超聲相控陣較高的檢測靈敏度進行了驗證，也表明了超聲相控陣檢測技術能夠實現電廠受熱面小直徑密集管排對接接頭無損檢測工作， 為電力金屬技術監督工作提供了更有力的輔助手段。

國際數學教育大會（International Congress on Mathe- matical Education，簡稱ICME）是ICMI直接主辦的國際會議，是全球規模最大、水平最高的數學教育的學術大會．

4 結 論

（1） 超聲相控陣探頭小巧、 靈活， 適用于現場工況需求， 且無輻射、 無污染， 能夠適應多工種立體交叉現場作業， 彌補了常規超聲波檢測靈敏度較低的不足， 又解決了因射線檢測而造成人員安全避讓的問題。

（2） 超聲相控陣技術檢測靈敏度較高， 能夠實現電廠受熱面小直徑密集管排對接接頭無損檢測工作， 為電力金屬技術監督工作提供了更有力的輔助手段。

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