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薄壁小管徑鋼管自動分層檢測解決方案


時間:2018-03-20 作者:朱國慶
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圖2 超聲波水浸法探傷波形圖


2.2 儀器參數(shù)的選擇

2.2.1脈沖寬度

在小口徑鋼管檢測中,應選擇合適的窄脈沖,雖然會減小發(fā)射能量,但可提高分辨率。

2.2.2檢波方式

通常的超聲波檢測中,檢波方式都選用全波,主要是可提高靈敏度和信噪比。但由于聲波的正半周和負半周很難一致,全波整流后,回波信號會變寬,檢測分辨率會降低。因此,在小口徑鋼管檢測時,可選擇半波整流。至于是選擇正半波整流,還是負半波整流,可根據(jù)現(xiàn)場試驗而定。

2.2.3匹配  探頭良好的匹配,可提高發(fā)射功率,降低干擾噪聲,進而提高檢測靈敏度和分辨率。具體實施是探頭線選用50 ?的同軸電纜,在其間加一個匹配電感。這里所用的匹配是利用變壓器實現(xiàn)的,它是由兩條或多條等長導線彼此緊靠并纏繞到高磁導率磁芯上組成。其設(shè)計理論較復雜,其參數(shù)通常根據(jù)經(jīng)驗公式和實際調(diào)試效果進行選取。決定其性能的參數(shù)主要包括:繞組特性阻抗、磁芯磁導率、繞組導線長度、繞組匝數(shù)(取決于繞組的長度和單位長度上的雙絞股數(shù))等。

3.檢測實驗

3.1 實驗條件

樣管:Φ12 mm×1.0 mm的不銹鋼管。

人工缺陷:Φ6.0 mm平底孔,埋藏深度0.5 mm。

超聲探頭:水浸線聚焦探頭,探頭頻率:8 MHz,水中焦距:25 mm,晶片尺寸:12 mm×10 mm,12 mm為軸向尺寸。

藕合介質(zhì):采用過濾循環(huán)水,要求水質(zhì)盡量接近純凈水,水溫盡量保持在20~25 ℃。

檢測設(shè)備:如圖3所示。


圖3 NC-89型旋轉(zhuǎn)頭超聲波檢測系統(tǒng)


檢測系統(tǒng)為16通道超聲波旋轉(zhuǎn)頭系統(tǒng),旋轉(zhuǎn)頭的超聲信號穩(wěn)定,抗干擾強。其中4個檢測縱傷探頭,8個檢測橫傷探頭,4個檢測分層和壁厚探頭。

3.2 實驗參數(shù)的設(shè)置

(1)水層厚度:為保證聲波理論焦點在鋼管圓心處,水層厚度應為19 mm。

(2)脈沖寬度:根據(jù)實際調(diào)整,脈沖寬度在0.18 μs是回波脈沖較窄,分辨率最高。

(3)檢波方式:正半周動態(tài)實驗檢測方式為探頭高速旋轉(zhuǎn),鋼管直線前進。

3.3 實驗結(jié)果

3.3.1靜態(tài)檢測結(jié)果  如圖4所示,由于管壁較薄,鋼/水一次界面波S1與底波B1間距太小,分層缺陷的回波很難分辨。為了保障自動化檢測的效果,我們選用三次缺陷回波為自動化檢測的探傷依據(jù),從圖中可見分層缺陷的回波清晰可辨。


圖4 靜態(tài)檢測波形圖


3.3.2動態(tài)檢測結(jié)果

如圖5所示,從檢測結(jié)果可以看到,此套裝置完全滿足小徑薄壁管的自動化分層檢測要求。


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