鋼焊縫相控陣超聲波探傷新技術

【摘要】本文主要是簡單探討當下最新型的技術手段即超聲波相控陣技術，使用該技術對鋼焊縫進行檢測至今依舊處于初步發展的階段，所以我們需要對其進行最新發展狀況的分析。這種新型的焊接檢測技術是使用電子以及機械掃面來完成工作的，此法能極大的加快檢測的速度，不斷的提高工作效率；如若超聲波與相控陣技術較好的結合，能夠更快、更精確的檢測出有缺陷的地方。另外，在我們探傷結果的有關記錄中，此法得到的有缺陷的效果顯示圖較為明確，不僅有單一的形式，而且其他形式也可展現，可以顯示出三視圖以便觀察研究。這種技術手段在我們國內已經開始普遍投入使用，例如西氣東輸工程中的輸運管道的焊接檢測就是使用此技術。該技術未來的發展空間極大。

【關鍵詞】相控陣超聲波探傷；鋼焊縫技術；檢測

從1990年起，歐美一些國家就已經開始陸續使用超聲波相控陣技術對相關的焊接管道進行檢測，同時也利用此技術進行較為重要的機械設備內部缺陷方面的測試。總之，此技術的運用隨著社會的發展、時代的進步越來越廣泛。另外，值得一提的是此技術具有較為明顯的特征：

第一、我們可以使用計算機軟件對其進行操控；

第二、此技術較為靈活，無論是簡單的圖形還是較為復雜的圖形缺陷都可以用它進行檢測；

第三、此技術較為方便，可以多方位、多角度的進行小型電器的檢測；

第四、此技術可以利用自身所配帶的夾具對測試對象進行全方位的檢測。

本文主要是針對相控陣技術，對其進行一系列較為詳細的介紹。這種新型的技術可以說是一種不會影響檢測限制的新型技術手段，主要是利用兩種方法對焊接過程中產生的各種缺陷進行檢測，即斜探法以及衍射波試時差法。另外，此技術在探傷記錄中，可以清晰、準確的記錄不同角度的顯示，能夠更好的檢測缺陷，既方便又省時。

一、相控陣技術的基本原理

1、陣列模式

一些相關的壓力元件我們可以按照不同的模式將其合理的進行組合，根據他們組成的模型基本可以將其簡單的歸納為三種形式：線形陣列、方形陣列以及環狀陣列。

2、相控陣技術的工作原理

相控陣技術的工作原理可以簡單的簡述如下：相控陣技術一般有線形、扇形以及圓形之分。在電子線路的控制組合過程中，要使電壓元件在一定的程序控制中能夠產生脈沖，這樣的陣列就可以簡單的稱之為程序化陣列；一個元件在規定的時刻產生脈沖，這樣的線陣可稱為直線程序化。電子掃描在相控陣技術中使用較為普遍，所謂電子掃描就是不依靠任何的技術直接利用電子的能夠將光束在陣列上自由的來回移動，這種自由移動是依靠晶片完成的。另外除了電子掃描外還包括焊縫電子掃查以及相控陣焊縫串列掃查等手段。在利用相控陣技術進行測驗的時候，將扇形掃查與線形掃查相互結合進行可以得到意想不到的效果，最為直觀的就是能夠得到更好的視角進行測驗，最終記錄時更加方便、快捷。

相控陣技術中聲束角度以及光束聚焦的使用也較為普遍，另外，可以稱控制聲束角度以及動態的聚焦是相控陣技術較為顯著的特征。其中動態的深度聚焦在進行薄件的檢測時非常方便，最后，值得一提的便是相控陣技術的優點，包括：（1）可以測驗較為負責的部位；（2）進行檢測時利用相控陣技術較為快捷；（3）相控陣技術進行檢測靈活性極強；（4）相控陣技術在檢測時利用的探頭較小，進行狹槽檢測時比較省時省力；（5）利用相控陣技術可以檢測任何部位，即便是不易接近的地方同樣可以檢測得到。總之，相控陣技術的利用為焊接工作帶來了極大的便利。

二、相控陣技術在實際運用中的案例分析

1、對于不銹鋼焊接檢測分析

這類材質的檢測比較復雜。該材料是較為厚重的不銹鋼材質，其焊接縫處有狹槽以及容易被腐蝕的裂紋。在進行檢測時，首先要使用45度的探頭對其斜面處的狹槽進行檢測并記錄下來檢測結果，根據此時的記錄結果我們可以明顯的看出此處狹槽的回波較為突出，然而由于焊接縫而導致的反射波不明顯，此處的缺陷檢測結果極為良性。對于剛提到的腐蝕裂紋而言，在其檢測記錄圖中可以觀測出來，但是整體效果不明顯。其次，我們應該使用相控陣技術利用探頭檢測較深處的狹槽以及腐蝕裂紋，我們仍舊可以通過記錄的檢測結果進一步得出缺陷的深度值，這期間的一切操作肯定存在誤差，但誤差值不超過3毫米。

2、對于因康鎳合金牛焊縫檢測分析

因康鎳合金牛焊縫技術是對其進行雙面焊接的，在焊接的過程中，我們可以清晰的通過觀察看到焊接試板的腐蝕裂紋。在焊接試板的側面我們可以看到其缺陷所在：狹槽部分以及疲勞裂紋部分都存在缺陷，主要是由于電火花的加工制作造成的，進行檢測研究可以得出結論：其缺陷的深度大致包含六種。

三、關于管道環焊縫的檢測分析

1、管道環焊縫的特征

管道環焊接縫，我們可以根據美國對其進行檢測的標準來進行測驗。首先要將需要檢測的部位進行劃分，焊縫處一般都是按照二至三毫米的厚度進行劃分的，不同的部分按照不同的探頭將其進行整合，然后統一按照測驗專用的轉換器對其電壓進行轉換，檢驗探傷的時候謹記要使用不同的三種測驗方法相互結合進行檢測。

2、管道焊接技術的相關實踐

對于相控陣技術而言，大家都了解它可以使檢測結果更加精準，這主要是因為利用相控陣技術進行檢測時可以根據檢測部位不同而設定不同的角度，及時的追查需要進行檢測不部位，這樣可以既快捷又方便，最重要的是檢測結果較為準確無誤。

我們根據管道環焊接實踐分析得出，相控陣技術運用在管道環焊接中不僅檢測能力比一般的檢測方法較高，而且檢測的速度以及檢測時的靈活性都比其他的檢測方法高出一籌。最近幾年，歐洲、美洲的管道公司已經開始普遍的使用相控陣技術對管道焊縫進行檢測，其檢測速率以及檢測結果都較為樂觀，相控陣技術在未來的使用過程中定會得到大家的青睞。

四、結語

總而言之，在管道焊接中相控陣技術可謂是最好的探傷辦法，它較其他的方法而言更為精準，而且使用范圍也較為廣泛，無論是不銹鋼焊縫還是管道的檢查都離不開相控陣技術，當然，它同樣可以出現在一般的壓力容器的檢測之中。相控陣技術的使用為一系列焊接檢測工作帶來了極大的便利。

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【作者簡介】

閆軍帥（1990—），男，山東省濱州市人，單位：中國石化集團勝利石油管理局海上石油工程技術檢驗中心，主要研究方向：工程、X射線機、相控陣超聲波、聲發射、TOFD、無損檢測NDT的研究。