[发明专利]一种用于杆塔焊缝的超声波相控阵检测方法

说明书

本发明属于焊缝检测技术领域，具体涉及一种用于杆塔焊缝的超声波相控阵检测方法，具体包括如下几个步骤：焊缝及探伤表面外观检查；检验前，检测人员了解待检测的杆塔的材质、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫，根据上述参数设置焊缝结构图；制定灵敏度曲线；检查和复验；如复验后超声波相控阵检测系统的灵敏度下降超过2dB，应重新调整超声波相控阵检测系统的灵敏度；利用超声波相控阵检测探头对焊缝或者杆塔作扇形扫查以获得杆塔焊缝的三维视图，以确定出缺陷位置；数据分析，采用ISONIC2010多功能超声相控阵成像检测系统，根据验收灵敏度曲线修正扫查结果，完成缺陷三维数据的标定，生成报告；缺陷评定。

技术领域

本发明属于焊缝检测技术领域，具体涉及一种用于杆塔焊缝的超声波相控阵检测方法。

背景技术

薄壁离心混凝土钢管塔一般由3-5个筒节通过法兰连接组成，没节钢管塔由钢板通过纵、环焊缝焊接成型。对于批量生产的薄壁离心混凝土钢管塔，焊缝均采用气体保护自动焊接，焊缝宽度比较高，不可避免的出现各类型宏微观缺陷。按照GB/T11345-2006《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结构分级》标准要求，采用常规超声波检测一般选取较大角度探头（63°-72°），受检测人员、探头、检验位置等因素影响，测定的缺陷数据较难掌握缺陷的位置、尺寸及类型，估算允许的缺陷尺寸。

目前，检测金属工件的焊缝或母材(即金属材料本身)多采用超声波相控阵探伤方法。超声波相控阵探伤是利用超声波透入金属，并由一介质进入另一介质时，在界面上能发生反射的特点来发现缺陷的一种方法，当探头发出的超声波束在金属内部遇到缺陷时，就会产生反射波，并在荧光屏上形成各类扫查图像，根据这些扫查图像的位置、高度和动态形态可以判断出缺陷的位置和当量并进一步推测缺陷性质。(缺陷当量是指不同类型和大小的缺陷的返回声压均可用与其同声程的某种标准几何反射体上的返回声压来相当，如果两者的返回声压是相同的，则两者为相同当量。一般缺陷的实际大小比确定的当量要大。)不过这个判断结论一般需要检验人员进行多次检测操作，并结合经验得出，耗时长且依赖操作人员主观判断，可靠性差。

公告号为 CN104142368B的发明专利文献公开了一种超声波相控阵检测的方法和装置，包括用于利用超声波相控阵波束对焊缝或母材作扇形扫查以获得相控阵扇扫图的获得相控阵扇扫图模块、用于标记扫查回波数据点和扫查回波数据线的获得扫查回波数据线模块、用于将分别位于相邻两条角度线上的相邻两根扫查回波数据线的上端点和下端点按预设法则进行比较并将比较结果符合预设法则的扫查回波数据线归为一区域缺陷的获得区域缺陷模块、用于显示相对应的提示信息的显示模块。该超声波相控阵检测的方法和装置，可自动查找缺陷并直观的查阅缺陷间相对位置，减少对操作人员主观判断的依赖，降低误判率，但是其不能对缺陷位置形成三维视图，不能对缺陷直观地观察从而得到缺陷大小、深度、高度、性质等各项参数及焊缝缺陷3D视图。

公告号为CN108956776A的专利文献公开了一种U肋全熔角焊缝缺陷的超声波相控阵检测方法及系统，该方法包括以下步骤：在U肋的面板侧设置一个扫查器，所述扫查器上夹持有两个相控阵探头，在面板侧以横波倾斜入射的方式对焊缝进行扇扫描，所述扫查器由步进电机驱动，其上设有定位编码器，随所述步进电机的转动，所述定位编码器同步自动产生一个对应当前位置的位置编码，随所述扫查器沿焊缝长度方向移动，两个所述相控阵探头分别获得当前位置的焊缝检测数据，连同对应的位置编码共同保存，作为焊缝缺陷分析的数据源。该检测使用声速对焊缝检测区域的覆盖，容易受外部环境影响，从而影响检测结果的准确度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种用于杆塔焊缝的超声波相控阵检测方法，该方法利用超声相控阵检测技术对薄壁离心混凝土钢管塔焊接缺陷进行了3D成像，定性、定量检测及分析。

本发明的技术方案是：

一种用于杆塔焊缝的超声波相控阵检测方法，适用于母材厚度不小于8mm铁素体类钢全焊透融化对接焊缝，且外径不小于250mm的杆塔焊缝，其特征在于，包括如下步骤：