[发明专利]超声波检测方法和超声波分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非破坏性测试方法。更具体而言，本发明涉及超声波检测和分析方法。

背景技术

较大且复杂的物体(诸如，实心蒸汽轮机转子)的检查可能很困难。此类检查对于识别特征(诸如粗糙度、空隙、瑕疵、疲劳材料、裂缝和/或材料变化)很重要。在大型物体中，非破坏技术基于物体的尺寸、基于物体的复杂性和/或基于物体的材料而受限。不能识别此类特征可导致延长的修理周期、有限的操作有效性和/或系统故障。

一些商业检查系统可用于提供大型物体的检查。已知的超声波技术使用单探头途径，限制了在单次通过中可检查的材料体积。例如，一种已知的技术(脉冲回波)限于在单次通过中覆盖较小体积的圆柱形实心转子材料。

为了以非破坏方式实现此类检查，超声波系统可以以较高费用整体结合到物体中，可需要复杂和/或重复的分析，可需要先进的运动控制和/或复杂的探头定位控制和它们的组合，从而导致高成本。

在本领域中，不存在以上缺陷中的一个或更多个的超声波检测方法和超声波分析方法将是合乎需要的。

发明内容

在一个实施例中，一种超声波检测方法包括提供具有发射相控阵装置和接收相控阵装置的超声波检测系统。相控阵波或射束穿过涡轮转子从发射相控阵装置发射至接收相控阵装置，从而获得关于涡轮转子的超声波检测信息。

在另一个实施例中，超声波检测方法包括：提供具有发射相控阵装置和接收相控阵装置的超声波检测系统；将发射相控阵装置和接收相控阵装置定位在涡轮转子的外周上；将相控阵波或射束从发射相控阵装置发射至涡轮转子中，相控阵波或射束不反射出反射特征；调整发射相控阵装置和接收相控阵装置在涡轮转子的外周上的定位；和将相控阵波或射束从发射相控阵装置发射至涡轮转子中，相控阵波或射束反射出发射特征。反射的相控阵波或射束由接收相控阵装置接收到。

在另一个实施例中，一种超声波分析方法包括：检测回转体内的反射特征；提供具有发射相控阵装置和接收相控阵装置的超声波分析系统；围绕反射特征以预定构造定位多个发射相控阵装置和接收相控阵装置；将相控阵波或射束从多个发射相控阵装置发射到回转体中；将相控阵波或射束反射出回转体内的反射特征；和在多个接收相控阵装置处接收相控阵波或射束，从而获得关于反射特征的超声波信息。

一种超声波检测方法，包括：提供具有发射相控阵装置和接收相控阵装置的超声波检测系统；和穿过回转体从发射相控阵装置到接收相控阵装置发射和接收相控阵波，从而获得关于回转体的超声波检测信息。

优选地，回转体选自由通过整体锻造制成的物件构成的集合，诸如涡轮转子、实心蒸汽转子的轴、涡轮转子轮下方的部分、和叶片附件。

优选地，发射相控阵装置和接收相控阵装置形成相控阵装置的布置。

优选地，该方法还包括相控阵装置的多个布置。

优选地，相控阵装置的各个布置从不同位置获得超声波检测信息。

优选地，发射相控阵装置相对于接收相控阵装置定位，以生成穿过回转体的预定体积的场。

优选地，发射和接收相控阵装置的定位是自动的。

优选地，该方法还包括分析之前检测到的反射特征。

优选地，该方法还包括检测回转体内的反射特征的存在。

优选地，反射特征包括从由空隙、瑕疵、疲劳材料、裂缝和腐蚀构成的集合中选择的缺陷。

优选地，反射特征扭曲相控阵波。

优选地，相控阵波通过从由尺寸、相对于入射声波的定向、形态和声程传播构成的清单中选择的反射特征的参数来扭曲。

优选地，各个参数以可识别的方式扭曲相控阵波。

优选地，发射相控阵装置以预定发射角度发出相控阵波。

优选地，该方法还包括调整发射角度。

优选地，相控阵波被倾斜。

优选地，发射相控阵装置具有预定操作频率。

优选地，发射和接收相控阵装置还包括多个换能器。

一种超声波检测方法，包括：提供具有发射相控阵装置和接收相控阵装置的超声波检测系统；将发射相控阵装置和接收相控阵装置定位在涡轮转子的外周上；将相控阵波从发射相控阵装置发射到涡轮转子中，相控阵波不反射出反射特征；调整发射相控阵装置和接收相控阵装置在涡轮转子的外周上的定位；和将相控阵波从发射相控阵装置发射至涡轮转子中，相控阵波反射出反射特征；其中，该反射的相控阵波由接收相控阵装置接收。