相控陣超聲波探傷檢測技術對特種設備的意義

特種設備無損探傷檢測的重要意義

對于特種設備所應用的無損檢測技術來說， 由于不會損壞檢測對象，可以在特種設備生產制造和使用中進行檢測，檢測結果重復性和可靠性較高，具有較為顯著的檢測效果，在目前的特種設備檢測中應用越來越廣泛。

對于現場安裝制造和使用中的承壓類特種設備檢驗，由于其本身的高溫、高壓、有毒、易燃等使用性能，具有高空、酷熱、嚴寒、受限空間等外部環境條件限制，設備檢測工作難度極大。 但是通過多種無損檢測技術的靈活應用可以對承壓類特種設備檢測難題進行有效解決， 可以實現不破壞設備使用性能的前提下進行停用或在線檢測，確保在設備運行期間不會出現設備損壞、泄漏等問題。而在特種設備的制作過程中，通過對現代化先進無損探傷檢測設備的應用，不僅可以實現對企業先進技術研發現狀的體現，而且可以確保操作人員工作環境的安全， 在確保企業健康發展的同時，實現企業效益的提升。

相控陣超聲波無損探傷檢測技術介紹

在特種設備中尤其是承壓類的特種設備中， 焊縫區域往往也是缺陷比較集中和容易出現事故的區域， 因此針對此種設備的檢測重點也就是通過無損檢測來進行焊縫檢測。 而針對特種設備中的焊縫檢測， 比較先進的檢測技術就是相控陣超聲波檢測技術， 此技術主要是通過計算機來對許多相對獨立的晶片探頭進行控制， 通過不同晶片所單獨激發的不同振幅和延時特性的超聲波束來進行焊縫檢測。 此種檢測技術所生成的波束角度和聚焦深度都是可控的，可以實現對檢測對象的高速、全方位和多角度的檢測， 而且在無需對探頭進行移動的情況下以及不需要復雜的實驗裝置、 不需要探頭更換的情況來完成無損檢測過程。

相控陣超聲波無損探傷檢測技術在特種設備的焊縫無損檢測過程中， 主要是對其波束偏轉以及波束聚焦兩大特性進行利用。 所采用的掃查方法主要有扇形掃查、線性掃查以及動態深度聚焦等方法。在應用此技術所組成的檢測系統中，其硬件主要有探傷儀、探頭以及楔塊等組成，而軟件則主要有陣元組、聚焦范圍、掃查角度、角度步長等組成。

相控陣超聲波無損檢測技術的實際應用

首先是針對探頭的選擇， 一是要對線性陣列、矩形陣列或者是環形陣列的探頭晶片陣列形式進行選擇，其中目前比較常用的就是線性陣列探頭。 二是要根據檢測對象的不同來合理選擇探頭頻率，通常針對晶粒稍細的碳鋼焊縫可以選擇的探頭頻率在 2.5~5MHz 的范圍， 而如果是薄壁焊縫， 則可以選擇7.5MHz，如果是晶粒比較粗大的不銹鋼焊縫，則可以選擇的范圍為 1~2.5MHz， 如果是縱波焊縫， 則需要選擇的頻率為2~4MHz。 避免由于頻率較低而影響其靈敏度和分辨力，以及避免由于頻率過高而增加其衰減等問題。

三是選擇探頭尺寸。針對壁厚相對較大的焊縫，可以選擇具有數量較多的晶片或者是尺寸較大的單個晶片，實現一次性掃查不同焊縫區域的情況。 而如果是小型工件，則可以選擇具有較小尺寸的探頭來應對受到限制的掃查空間或幾何形狀，或者是針對不太平整的掃查面來進行掃查。

然后就是針對工藝參數來說，需要堅持以下原則來進行工藝參數的選擇：首先就是要保證波束可以對被檢測焊縫所有體積、熱影響區及其以外 6mm 的區域進行覆蓋；其次就是在調校完成參數之后需要在認證試塊上進行成功認證；最后就是確保工藝參數滿足標準規范要求。 一是針對其中的掃描方式來說，通常使用扇形掃描方法。而如果想要發現某特定區域中的缺陷，可以在上述基礎上進行線性掃查方式的應用。 二是針對波束類型來說，比較常用的就是采用橫波波束來進行一次反射法的掃查，而如果是檢測具有較大晶粒的不銹鋼焊縫來說，則可以采用縱波角度入射來實現檢測結果的提升。三是針對波束角度來說，在選定時需要對楔塊和焊縫尺寸進行考慮。 不僅要保證角度范圍滿足楔塊廠家推薦的數值范圍，而且盡量對大范圍的波束進行選擇來確保檢測區域被覆蓋。 而且還針對其中存在較大壁厚的焊縫來對波束進行適當增加。 四是針對探頭偏移來說，在存在焊縫余高的時候需要確保探頭偏移足夠，這樣來防止出現探頭前沿在焊縫余高上而無法耦合的問題。 通常來說需要對探頭偏移進行調節來滿足被激活晶片處于探頭中間位置的要求。 此外還需要對激發晶片的數量以及聚焦范圍進行選擇和確定。

在目前特種設備在我國的工業化進程不斷加快的同時表現出應用數量在不斷增多的情況下，也表現出對特種設備進行檢測的重要性和必要性。而針對無損檢測技術在其中的重要作用，飛泰先進的相控陣超聲波檢測技術的應用情況進行了研究，在實際應用中不斷積累經驗來實現對無損檢測技術的改進和提高。