[发明专利]一种铁素体钢容器薄板对接焊缝相控阵超声检测方法

说明书

本发明提出一种铁素体钢容器薄板对接焊缝相控阵超声检测方法，采用单线阵自聚焦式相控阵超声探头，频率为5～7.5MHz，探头晶片数为16～32，主动孔径8～10mm。本发明采用相控阵超声检测方法，将铁素体钢容器薄板对接焊缝超声检测的适用厚度下限由10mm提高为6mm。采用“人工模拟缺陷和产品真实缺陷相结合”、“相控阵超声检测和射线检测对比试验”的综合验证方法，提高了相控阵超声检测技术的缺陷检出率。本发明使用了双探头在焊缝单面双侧对称布置并同时检测，提高了缺陷检测和显示评定的可靠性。本发明基于试验结果确定了6～10mm铁素体钢容器薄板对接焊缝的相控阵超声检测方法的主要技术参数，同时制定了相应的验收标准，可实现与射线检测相当的检测效果。

技术领域

本发明涉及焊缝检测技术领域，尤其涉及一种铁素体钢容器薄板对接焊缝相控阵超声检测方法。

背景技术

超声检测通常对面积型缺陷检出率较高，射线检测通常对体积型缺陷检出率较高，在核电站建造和服役期间，两种方法均为实现焊焊缝内部质量检测的主要检测方法。由于核电站厂房的布置及构特点、辐射防护要求、射线源强度的限制以及射线检测作业时间窗口受限等因素影响，致使射线检测工作量的长期积压，射线检测成为制约施工进度和大修工期的主要影响因素。特别是近年来随着核电站管理精细化的要求，核电站建造及大修工期需进一步优化，以提高经济性，采用多家单位或多个班组同时进行射线作业成为一种新常态。但是现场射线检测相互制约，辐射安全风险大，射线检测管理严格，射线作业协调接口众多，现场安全防护耗时耗力，检测时间窗口利用率和检测效率，与超声检测相比均相对较低。常规超声检测技术和衍射时差法超声检测技术(Time of Flight Diffraction，TOFD)可满足厚度≥10mm焊缝的检测要求，但是针对铁素体钢容器薄板对接焊缝的超声检测尚无工程可行的解决方案，因此迫切需要开发一种适合于铁素体钢容器薄板(6～10mm)对接焊缝内部缺陷检测的检测技术。

相控阵超声检测技术是一种根据设定的延迟法则激发相控阵阵列探头各独立的压电晶片(阵元)合成声束，并实现声束的扫描、偏转和聚焦等功能，再按一定的延迟法则接收超声信号并以图像的方式显示被检对象内部状态的超声检测技术。利用扫描特性，可以在不移动探头的情况下实现对检测区域的扫查；利用偏转特性，不仅可以在不移动探头的情况下实现对检测区域的扫查，还可以采用多角度声束实现对检测区域的大范围扫查覆盖，从而提高检测效率以及缺陷的检出率；利用聚焦特性，可以提高声场强度、反射波幅和信噪比，从而提高缺陷检出率以及缺陷深度、长度的测量精度。相控阵超声检测系统是高性能的数字化仪器，能够实现检测过程中缺陷显示的记录，通过对缺陷显示的处理，系统能够生成不同方向投影的高质量显示图像，如A扫描成像、C扫描成像和S扫描成像等。相控阵超声检测技术相对常规超声检测和衍射时差法超声检测技术而言，其检测结果可多视图成像便于对缺陷的识别与判定，可灵活控制声束在检测对象各方向各区域扫描以实现对复杂结构工件的检测，可控制声束聚焦在检测区域大范围内获得较高检测灵敏度和分辨力，可实时记录检测数据具有良好的溯源性等优势，是当今超声检测技术中最先进的新技术之一。

相控阵超声检测技术由于其技术特点和优越性，在常规火电、石油化工等行业无损检测领域得到了广泛的应用，并取得了很好的应用效果，但是针对铁素体钢容器6～10mm薄板对接焊缝的相控阵超声检测方法研究较少，尚未实现工程应用，还需要进一步研究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明的目的在于提供一种铁素体钢容器薄板对接焊缝相控阵超声检测方法，为铁素体钢容器薄板对接焊缝内部缺陷检测，提供了一种全新的、可靠的检测方法。