基于全聚焦相控陣和電磁超聲的液氨儲罐母材帶狀組織檢測分析

錢盛杰，何通東，李斌彬，王 杜

(寧波市特種設備檢驗研究院，浙江 寧波 315048)

壓力容器母材常見的失效形態有腐蝕、分層、開裂、鼓包和夾渣物等。這些失效形態有的發生在設備的表面，如：腐蝕、表面裂紋等；有的發生在設備的內部，如：分層、鼓包、內部開裂等。母材表面缺陷往往可以通過宏觀檢驗以及表面無損檢測的方式檢出。母材埋藏缺陷的檢出則需要借助于專業的儀器設備。檢測埋藏缺陷的技術有超聲檢測、射線檢測、相控陣檢測和TOFD檢測等。本文采用了兩種目前比較新型的技術來開展對疑難缺陷的精確診斷，即：電磁超聲技術和全聚焦相控陣技術。電磁超聲(Electromagnetic Acoustic Transducer，EMAT)是一種非接觸的無損檢測技術。該技術利用電磁耦合方法激勵和接收超聲波【1-3】，與傳統的超聲檢測技術相比，具有精度高、不需要耦合劑、非接觸、適于高溫檢測以及容易激發各種超聲波形等優點【4】。在工業領域，電磁超聲已應用于測厚、無損檢測、材料晶格結構檢測、材料應力檢測等【5-8】。全聚焦成像算法(Total Focusing Method, TFM)相控陣是超聲檢測領域里的一項新技術，因其成像分辨率高、檢測覆蓋面廣、對細小缺陷的檢測靈敏度高等優點，在航空航天、高鐵、石油管道、核電站等工業領域已有初步應用【9-12】。

帶狀組織是鋼材內部缺陷之一，出現在熱軋低碳結構鋼顯微組織中，沿軋制方向平行排列，成層狀分布，為形同條帶的鐵素體晶粒與珠光體晶粒。帶狀組織的存在會使金屬的力學性能呈各向異性，沿帶狀組織的方向明顯優于其垂直方向。……