T、K、Y管节点焊缝超声波检验新方法新技术简介

1、T、K、丫管节点焊缝超声波检验新方法新技术简介随着科学技术不断发展和信息技术的广泛应用，一些先 进的超声波设备和方法在广大科技人员和无损检测专业人 员的共同努力下，不断涌现，从而减少了人为因素造成的误 差，提高了检测的可靠性，同时解决了现场记录问题。本章 主要对海洋石油工程股份有限公司检验公司近几年来所开 发和引进的超声波检测新方法、新技术情况进行简单介绍。9.1 T、K、丫管节点焊缝超声波检验“焊缝缺陷定位分 析系统”介绍海洋结构物中T、K、丫管节点焊缝普遍采用手工超声波 探务方法，焊缝缺陷的定位的基本手段是“作图解析法”。传统是通过手工作图，实践证明、依靠人工获取的焊缝截面 图因受现场环境

2、条件的限制，不论是精度、作图速度和图面 质量都受到人为因素的影响，所产生的误差会直接影响焊缝 剖面的质量，最终导致缺陷定位的准确性下降，且人工制作 焊缝截面图严重的偏差甚致会导致误判和漏检，这种情况在 曲率大，几何形状复杂的探伤位置上更为突出，可见科学的 快速准确绘制被检焊缝上任意点的缺陷定位图是提高检测 质量和工作效率的关健。海洋石油工程股份有限公司检验公司自1997年开始先 后与天津大学和东南大学两所高校共同研制开发的“焊缝缺 陷定位系统软件” ，2003年元月通过了专家鉴定并应用于生 产检测当中，该系统是建立了管状及平板焊缝模型及焊缝任 意点剖面图的数学模型，并设计相应的算法及编制相应的

3、程 序软件，通过计算机输入现场取得的相应数据后，来绘制焊 缝任意点的焊缝截面图，从而完成缺陷的定位任务。最近与 东南大学一起研制开发的 CUD205C型和CUD2080型数字超声 波探伤仪，将软件置入仪器当中，可以在现场通过仪器显示 屏直接显示焊缝截面情况进行检测定位分析，并存储画面， 检验结束后，仪器与打印机联机即可打印出检测结果，发出 报告。“焊缝缺陷定位分析系统”软件的功能包括了平板对接 焊缝、典型平板T型对接焊缝和管状 T、K、丫节点焊缝在任 意点上的截面图形绘制及缺陷定位，下面以管状T、K、丫节点焊缝为例，简要介绍“焊缝缺陷定位系统”软件操作要点（仪器用CUD2050数字式超声波探伤

4、仪） 在管状T、K、丫节点焊缝探伤中发现某处有缺陷反对 信号，要对缺陷进行定位并绘制焊缝截面图。 按仪器显示屏对话框提示内容，输入相关实测数据，如图所示，主管和支管交角 e，主管壁厚t主、支管壁厚、t 支、主管直径d主、支管直径d支，探伤用探头入射点，折射 角B，探头入射点与焊缝边缘距离，探头中心与基准点距离 等参数。 确认后显示图形，分析并存储，然后打印出结果，供发报告用c图9 1在CUD205C数超仪上打印出的管节点焊缝截面图9.2 全自动相控阵超声波检测技术全自动相控阵超声波探伤技术（AUT）是20世纪90年代发展起来的一项新技术，并开始在欧美日等一些国家用于压 力容器和压力管道的熔化焊

5、缝的质量检测。近几年来，欧美 的一些管道公司采用相控阵超声波法检测了海上、海岸及其 它管道焊缝累计数百公里，我国也已引进了该项技术，并用 于西气东输管道焊缝的现场检测。海油工程公司检验公司 2001年从加拿大 R/D tech公司引进该项技术，并在东方H油田开发项目海底管线铺设中得到了成功应用。超声波相控阵所使用探头的设计基于惠更斯原理，换能 器由多个相互独立的压电晶片组成阵列，每个晶片称为一个 单元，按一定的规则和时序用电子系统控制激发各个单元， 使阵列中各单元发射的超声波叠加形成一个新的波阵面，同 样在反射波的接收过程中按一定的规则和时序控制接收单 元的接收，并进行信号合成，再将合成结果以

6、适当形式显示。 由此可知相控阵换能器最显著的特点是可以灵活、便捷而有 效地控制声束形状和声压分布，其声束角度，焦柱位置，焦 点尺寸及位置在一定范围内连续，动态可调。与传统超声波 检测技术相比，相控阵技术用单轴扇形扫查替代栅格形扫查 可提高检测速度；不移动探头可扫查大工件和形状复杂工件 的各个区域，成为解决可达性差和空间限制问题的有效手 段；通常不需要复杂的扫查装置不需要更换探头就可以实现 整个体积或所关心区域的多角度多方向扫查；优化控制焦柱 长度，焦点尺寸和声束方向，在分辨力、信噪比，缺陷检出 率等方面具有一定的优势。B/D Tech公司相控阵检测系统是由数据采单元，脉冲发 射单元，电极驱动单

7、元，相控阵探头，工业计算机，显示器 等六部分组成。系统的检测原理是在断裂力学ECA （工程临界分析法）的基础上，采用区域划分法将焊缝分成垂直方向 上的若干区；再预先设置检测参数，然后由电子系统控制相 控阵探头发射声束及动态聚焦，对焊缝进行分区覆盖扫查。 检测结果以双门带状图的形式显示，再辅以TOF（衍射时差法）和B扫功能完成对焊缝的线性扫查，实时显示结果评定。全自动相控阵超声波探伤技术现场使用优点。1、对缺陷的定量精度高， 能测出焊缝厚度方向上每个分 区层面内（13mm的缺陷尺寸。同时通过沿环缝线性扫查， 缺陷长度方向和在焊缝宽度方向的尺寸都能测量，精度很高。2、对缺陷检出能力提高，特别是面状危险性缺陷。3、实时采取信息、屏幕显示探伤结果数据， 可随时评判， 且文件自动存盘和编号，随时打印调出探伤结果。4、 检测速度快，最高可达100mm/s,