全自动超声波介绍

三、全自动相控阵超声波在西气东输应用中的经济分析
在17标段的检测中，施工单位平均每天焊接9道焊口，全自动超声波的速度优势不复 存在，但业主要求检测机组每天上工地进行检测作业，超声波机组只能从事超声波 检测作业。 在17标段共检测1233道焊口，返修61道，超声波每道焊口检测费用为316元，返修焊 口为281元，17标段超声波共收益1233×316+61 281=40.7万元。 设备每月折旧费用=31676 ×4.6=14.57万元 试块加工费：=7 ×12000=8.4万元 人工工资=7*2000*4.6=6.44万元 人员公摊费用=27000*7*4.6/12=7.24万元
合格 不合格 不合格 不合格 不合格 不合格 合格 不合格 不合格 不合格 不合格 不合格 不合格 不合格
2287~2457未熔合57 2681~2830未熔 合57
2749~2856未熔合65深度5.2 2748~2826未熔合78深5.2 2829~2950未熔合121深10 3107~3137未熔合30深12
2、作业程序
一个完整的检测流水为：焊接前参考线的划定、接检测指令后进行焊缝 表面处理和检查、轨道安装、仪器调试、探头安装、焊缝扫查、扫查图 打印、结果评定、扫查图拷贝、发报告。 3、环境需求 对陆上全自动超声波检测而言，由于受设备体积的限制，只能以车载形 式进行检测作业，因此一般只适用于车辆易于进出的平原地段，相控阵 采用水作为耦合剂，在零下40℃—40 ℃的环境下均可以进行检测作业， 但在冰点以下工作时必须采用乙醇等不易冻结的耦合剂。
油料及配件费用为2.6万元
总收益为=40.7-14.57-8.4-6.44-7.24-2.6=1.45万元 通过一年的超声波工作得出，如果全自动焊接的水平达不高，超声波将成为一种极 不经济的检测方法，只有在全自动焊接水平较高时，全自动超声波检测才能成为一 种经济的检测方法。
四、全自动相控阵的发展趋势
4、检测程序
标记参考线 试块校准 焊缝表面处理 轨道安装
焊缝扫查
适时评判 现场打印 出具检测报告
试块校准图
外方技术人员技术支持
外方技术人员技术支持
检测现场
轨道安装
焊缝扫查
外方专家Tim 现场审核
检测人员车内操作
外方专家Garry审核检测结果
焊口评定
全自Baidu Nhomakorabea超声波检测的评定从三个通道进行，一是带状图， 二是体积通道，三是TOFD。下面是检测焊道图的实例：
虽然全自动相控阵超声波检测技术在国内的应用中还存在一 定的问题，但纵观国际超声波的发展方向，随着全自动焊接 的发展，全自动超声波检测将成为中国检测技术发展的方向， 随着西气东输全自动相控阵超声波的应用，国内今后的大口 径管道焊接将不可避免的采用全自动焊接和全自动超声波检 测方法。
5、返修率低：相控阵检测是由工程临界分析（ECA）为基础，定量准确， 通常允许更大的缺陷。
与传统手工超声波相比，相控阵有以下优点： 1、缺陷定量准确：手工超声波难以确定缺陷自身高度，相控阵则可以。 2、检测速度快：手工超声波的检测速度远低于相控阵检测速度。 3、对操作者个人能力依赖小：手工超声波受操作者个人技术水平和工作 方法影响大，而相控阵则对操作者个人能力依赖小。 4、检测结果直观：手动超声波是以波形显示缺陷信息，相控阵则将缺陷 信息转换成图形信息显示在计算机上，图形直观且可以长期保存。
相控阵超声波的局限性： 1、受温度影响大： 相控阵超声波受温度影响大，温度变化，声速会发生变化，如果环境温 度变化或试块与受检焊口间的温度超过10℃，则需要重新进行试块校准， 否则检测的结果就会不正确。 2、壁厚影响大： 如果受检焊口的壁厚发生变化，则需要更换试块重新进行仪器调节。 3、检测所需试块多 相控阵超声波检测还受受检试件的材质、坡口形式、生产厂家等等因素 的影响，检测壁厚和管径变化的焊口时需要制作各种管径下不同壁厚、 不同焊接工艺、不同材质的试块，试块需求量大。我们在西气东输14、 17标段检测2433道焊口，共制作了11块试块。 4、只适用于平原地段的焊口检测。 5、适用于沟上焊口检测，对于沟下焊道检测由于受设备体积的限制，存在 一定的困难。 6、检测手工焊和半自动焊焊缝时，检出缺陷的符合率从定性和定量两个方 面都大大降低。 7、全自动超声波对体积型缺陷（气孔）的检出率较低。 8、设备的零配件、检修都依赖于国外制造商。
二、相控阵在西气东输工程中的应用 我公司承担了西气东输14、17标段两个自动焊接机组共2433道焊口 的检测工作，设设置了两个超声波检测机组，配置了两台相控阵超声波 仪。
1、人员配置
每个机组人员配置为：车内配置一名仪器操作者和一名驾驶员，车下配 置四个辅助操作者，另外还专门配一人在焊接前划参考线，每个机组共 配置7人。
17标段焊接单位为辽河二建，全自动焊接机 组从7月初开焊到11月20日完成最后一道焊口， 前后经历了140天，焊接口数为1233道，平均每 天焊接9道焊口，一次不合格焊口63道，合格率 95.0%，所有缺陷均为未熔合。
我公司在17标段对410道焊口进行了100%射 线和100%超声波检测，我们将射线和全自动超声 波的检测结果进行对比，列表如下表。
16
17
17-ED115-L2-1+141-Z-V-Y
17-ED115-L2-1+145-Z-V-W
2093~3096未熔合1003深12
2190~3054未熔合864深10.4
不合格
合格
不合格
不合格
通过分析，我们得出以下结论：
1、全自动超声波对面积型缺陷（如未熔合）敏感，但对体积型号缺陷检 出率低。 2、全自动超声波的返修率大于射线的返修率，主要是由于全自动焊接的 主要缺陷为未熔合，而射线检测对未熔合不敏感的原因。 3、全自动超声波的检测速度快，但对外界条件的依赖较大，受外界条件 的影响较大。
与传统的射线检测相比较，全自动相控阵超声波具有以下的优点： 1、缺陷定量准确：射线检测无深度定量的能力，而全自动相控阵能测量 出垂直方向上每个分区深度内的缺陷尺寸。 2、检测速度快：射线检测速度慢，相控阵超声波检测速度快，36″焊口 的扫查时间仅为4分钟。 3、无辐射危险：射线检测存在辐射危险，相控阵检测无辐射危险。 4、能适时反馈检测结果：射线检测同期较长，相控阵检测能适时反馈检 测结果，以提供焊接工艺控制。
序 号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
缺陷性质 焊口号 射线
17-ED110-L2-1+002-Z-V-Y 17-ED110-L2-1+005-Z-V-Y 17-ED110-L2-1+009-Z-V-Y 17-ED110-L2-1+012-Z-V-Y 17-ED110-L2-1+024-Z-V-Y 17-ED111-L2-1+081-Z-V-Y 17-ED111-L2-1+118-Z-V-Y 17-ED112-L2-1+007-Z-V-Y 17-ED115-L2-1+037-Z-V-Y 17-ED115-L2-1+060-Z-V-Y 17-ED115-L2-1+085-Z-V-Y 17-ED115-L2-1+114-Z-V-Y 17-ED115-L2-1+121-Z-V-Y 17-ED115-L2-1+127-Z-V-Y 17-ED115-L2-1+137-Z-V-Y 50密孔φ14；2250~2300未熔合50mm 2225密孔14mm 2164~2280未熔合116深13 2521~2689未熔合125深12 2106~2420未熔合135深12 2270~2804未熔合413深7.8 1760~1900未熔合140mm; 2150~2190未 熔合40mm；2300~2650未熔合350mm; 3000~3060未熔合60mm 2875~2915夹层未熔合40mm 1940~1985未熔合45mm 2350~2385未熔合35mm 2730~2830未熔合100mm 1345~1380未熔合35mm; 1425~1465未熔 合40mm
西气东输全自动超声波 检测技术介绍
东方检测公司 2003年1月21日
一、相控阵全自动超声波介绍 全自动相控阵超声检测技术是随着全自动焊接而发展起来的一种 新兴的检测技术，它是在断裂力学(ECA)的基础上，采用区域划分法， 将焊缝分成垂直方向上的若干个区，再由电子系统控制相控阵探头对 其进行分区扫查。检测结果以双门带状图的形式显示，在辅以 TOFD(衍射时差法)和Ｂ扫描功能，对焊缝进行分析、判断。全自动 相控阵超声仪在国外已被广泛应用于管道环焊缝的检测。 全自动超声波在国外已被大量应用于长输管线的环焊缝检测,且 越来越成为一种趋势。与传统手动超声检测和射线检测相比，其在检 测速度、缺陷定量准确性、减少环境污染、降低作业强度等方面有着 明显的优越。加拿大R/D Tech公司生产的Pipe WIZARD相控阵超声检 测系统是专用于长输管线环焊缝的检测设备。该系统由数据采集单元、 脉冲发生单元、电机驱动单元、相控阵探头、工业计算机、显示器等 组成。系统在Windows NT界面下运行Pipe WIZARD操作软件，完成 对焊缝的线性扫查、实时显示、结果评判。
评定结果 超声波
2705~2959未熔合144深8 1240~1560未熔合320mm 2877~2935未熔合58深13 2369~2433未熔合64深5 626~665未熔合 39深度5
射线
不合格
超声波
不合格
不合格 合格 不合格 合格 合格 不合格 合格 不合格 合格 不合格 合格 合格 不合格 合格