PipeWIZARD相控阵全自动超声波检测缺陷评定

第34卷第3期2010年6月无损探伤N D T Vol.34No.3

J une.2010

Pip e WI ZA R D 相控阵全自动

超声波检测缺陷评定

庆红若　徐　进

(徐州东方工程检测有限责任公司,江苏徐州　221008)

摘　要:针对相控阵全自动超声波检测中缺陷定性较困难的特点,以其扫查界面具备的功能为基础,采用

A 扫描、

B 扫描和TOFD 三种技术相结合的方法,结合实际图例,重点介绍了层间未熔合、气孔等缺陷在扫查图中显示的特点、评定方法和技巧。可有效解决AU T 检测中缺陷定性模糊的问题,正确评价焊接质量。

关键词:PipeWIZARD ;相控阵全自动超声波检测;缺陷评定中图分类号:T G115.28　文献标识码:A 文章编号:167124423(2010)03212203 PipeWIZARD 相控阵全自动超声波检测技术于2001年引进国内,成功应用于我国西气东输一线自动焊焊缝检测中,该检测方法使用区域划分法和实时显示的管道环焊缝超声波检测技术。PipeWIZA RD 是为大口径环焊缝,主要是石油天然气管道设计的相控阵全自动超声检测系统.

PipeWIZARD 相控阵超声波检测数据评定使

用了三种显示方法和两个判读界面。三种显示方法

分别是A 扫描显示、B 扫描显示和TOFD 显示。A 扫描以双门带的方式显示,B 扫描以体积通道的方式显示。在PipeWIZARD 相控阵超声波检测中,缺陷评定以双门带状图中的A 扫描包络线显示的波幅高度为评定依据,以B 扫描和TOFD 数字图像显

示为辅助手段进行数据判读。

1　PipeWIZARD 相控阵超声波检测

1.1　判读界面

PipeWIZARD 相控阵超声波检测判读界面分为

主判读界面和辅助判读界面(又称二维视图)两种。PipeWIZA RD 主判读界面中包含标尺、模拟缺陷A 扫描波幅包络显示、双门带状图(A 扫描)、体积通道(B 扫描)、TOFD 通道、耦合通道等,见图1。

PipeWIZARD 相控阵超声波检测辅助判读界面又

称二维视图,界面中包含标尺、体积通道(B 扫描)、双门带状图(A 扫描)、TOFD 通道、耦合通道等,如图2

。

从左到右箭头指示为:标尺、模拟缺陷A 扫描包络显示、双门带状图、体积通道、TOFD 通道、耦合通道

图1　PipeWIZARD

主判读界面

从左到右箭头指示为:标尺、体积通道、双门带状图、TOFD 通道、耦合通道

图2　相控阵超声波检测辅助判读界面

1.2　自动焊焊接中容易产生的缺陷自动焊焊接中经常产生的缺陷有:坡口未熔合、层间未熔合、裂纹、气孔、夹杂等,其中最容易出现的缺陷是坡口未熔合。1.3　数据分析

在PipeWIZARD 相控阵超声波检测数据分析中,坡口未熔合等面积型缺陷比较容易被识别。坡口未熔合在数据判读主界面中通常能准确地显示出缺陷类型、缺陷位置、缺陷距离焊缝表面的深度,采用TO FD 技术的测高法,还能近似测出缺陷的自身高度;但数据分析中对气孔等体积型缺陷检出率较低,对气孔和层间未熔合缺陷在数据显示上的区别认识较少。以下笔者重点介绍气孔缺陷的判读方法及气孔缺陷和层间未熔合缺陷在数据显示中的区别。

2　层间未熔合缺陷的分析方法

层间未熔合缺陷在双门带状图中得不到很好的

A 扫描包络显示,但在体积通道中却能有很好显示。如图3中,同一个层间未熔合缺陷在双门带状图的

A 扫描中显示效果不是很好,而在二维视图的体积

通道中却能得到确切的显示;图4在数据判读主界面中,从双门带状图的A 扫描包络中观察层间未熔合的显示不太全面,而在该图中的体积通道中,却能准确地观察到层间未熔合缺陷的长度和所影响的范围。因此,层间未熔合缺陷应以体积通道中的显示判读为主,结合TOFD 通道显示来验证缺陷存在的真实性,双门带状图中的显示只能作为参考。

3　气孔显示特点

通常气孔在双门带状图的A 扫描中显示得不到辨认或显示不明显,但在二维视图的体积通道中能得到良好的显示;个别情况下,气孔在双门带状图的A 扫描中也能得到较好的显示。3.1　密集气孔显示特点

密集气孔在双门带状图的A 扫描中得不到良好显示,在TOFD 通道和二维视图的体积通道中能得到较理想的显示,如图5

。

层间未熔合缺陷显示

图3　层间未熔合缺陷在TOFD 、

双门带状图和体积通道中的显示

层间未熔合缺陷显示

图4　层间未熔合缺陷在双门带状图、TOFD

和体积通道中的显示

密集气孔显示

图5　同一个密集气孔缺陷在双门带状图、TOFD 和体积通道中的显示

3

1第3期庆红若等:PipeWIZARD 相控阵全自动超声波检测缺陷评定

3.2　链状气孔显示特点

链状气孔在双门带状图中通常显示波幅包络很低,判读时容易被忽略,但是,链状气孔在TOFD 通道和二维视图的体积通道中显示却很明显,并且在体积通道中能区分出单个气孔的轮廓,如图6。图7是一组多个气孔排列在一起的链状气孔,图中的链状气孔在双门带状图中产生了较好的A

扫描波幅

包络。3.3　单个气孔显示特点

单个气孔在双门带状图中很少能得到好的波幅包络曲线,

在TOFD 通道中和二维视图的体积通道中,单个气孔却能得到很好的显示,尤其是在体积通道中

,可以明显将单个气孔区分开来,如图8所示。

链状气孔显示

图6　同一组链状气孔在带状图、TOFD 和体积通道中的显示

链状气孔显示

图7同一组链状气孔在带状图、TOFD 和体积通道中的显示

单个气孔显示

图8　单个气孔在双门带状图、TOFD 和体积通道中的显示

4　结论

TOFD 技术对于判断缺陷存在的真实性起到了

决定性作用;但TO FD 技术对缺陷显示都存在放大

效应,对于大缺陷来说,TO FD 技术对缺陷的放大作用可以忽略不计,但对于小缺陷来说,TOFD 技术对缺陷的放大作用就不容忽视。例如链状气孔,该种缺陷在A 扫描中有时能显示为单个波峰包络,大部分时候在A 扫描中显示不明显,在TO FD 通道中的链状气孔显示却连成了一线,如果不结合二维视图中的B 扫描通道进行判断,很容易将链状气孔判断

为层间未熔合,当结合二维视图中的B 扫描进行判断时,很容易将其定性为链状气孔。这两个结论的差别如此之大,是由于TOFD 对单个小缺陷的放大作用导致相距很近的小缺陷在TO FD 通道中显示连成一线,如果不结合B 扫描进行数据判读,只采用A 扫描或TOFD 进行数据判读就会产生较大差别。相控阵超声波检测数据判读辅助界面的"二维视图"在进行数据判读过程中对缺陷定性起着不可忽视的作用,使用二维视图进行数据判读,提高了对体积型缺陷的分辨能力,尤其是提高了对单个气孔的检出能力。

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