CN105353035B - 一种利用相控阵对tky管节点的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用相控阵对TKY管节点的检测方法，包括步骤：步骤1对待检测的TKY管节点的检测区域进行清理；步骤2在TKY管节点检测区域的扫查面上对扫查起点、扫查方向做标记；且在扫查面上画参考线；步骤3在扫查面上涂抹耦合剂；步骤4选择相控阵探头、距离波幅曲线灵敏度和扫查方式，对TKY管节点进行检测；检测时耦合监控为开启状态；步骤5对扫查的数据进行显示；步骤6对所采集的数据进行评估并确定其有效性。本发明检测焊缝接头并按尺寸绘制相控阵探头轮廓和超声波束的声束线来实现焊接接头声束覆盖范围可视化效果，有助于TKY管节点焊缝超声检测盲区的评估，从而克服相控阵超声检测参数设置的盲目。

Description

一种利用相控阵对TKY管节点的检测方法

技术领域

本发明涉及一种海洋工程检测领域，尤其涉及一种利用相控阵TKY管节点的检测方法。

背景技术

TKY管节点是空间钢网结构中最重要和最常见的结构形式，在从事有关船舶、海洋工程、桥梁、钢结构等行业的生产过程中，常常需要利用无损检测方法对其表面及内部进行检测；也就是说它利用材料内部结构的异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化，评价结构的异常和缺陷存在及其危害程度。

目前，对于管节点焊缝主要采用横波斜探头进行检测，由于其声束折射角度单一，一次和二次声波尚不能较好的覆盖焊接接头区域，导致产生较大的检测盲区，不同管节点焊缝位置其盲区大小也不能有效的进行评估。另外，常规的超声波检测作为检测结构内部缺陷在海洋工程领域已被广泛应用，对结构内部缺陷通过脉冲反射提供的A显示来判断缺陷的严重性，由于焊缝在其结构在空间上的不规则，探测面即主支管外壁是空间几何曲面，焊缝截面，两面角和坡口角是连续变化的，不同位置的根部间隙也不同，主支管焊缝间隙多为椭圆，声程变化幅度达，这些特点给超声检测带来了很多技术难题，其中对缺陷定位最为复杂，并且超声波检测存在反射波识别困难、缺陷定位方法复杂、探头折射角度选择繁琐、缺陷当量误差大的问题，造成定位效率低下。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种TKY管节点的检测方法，它具有检测效果好、工作效率高的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用相控阵对TKY管节点的检测方法，包括如下步骤：

步骤1对待检测的TKY管节点的检测区域进行清理；

步骤2在TKY管节点检测区域的扫查面上对扫查起点、扫查方向做标记；且在扫查面上画参考线；

步骤3选择相控阵探头，确认距离波幅曲线灵敏度和扫查方式，对TKY管节点进行检测；检测时耦合监控为开启状态；

步骤4对扫查的数据进行显示；

步骤5对所采集的数据进行评估并确定其有效性。

进一步的，所述TKY管节点的主管外侧用电子扫描进行检测；TKY管节点的支管板的侧面和翼板的外侧用扇形扫描进行检测；

进一步的，其中用扇形扫描在TKY管节点的支管板一侧用直射法和一次反射法进行检测，用扇形扫描从翼板外侧采用直射法进行检测。

进一步的，距离波幅曲线灵敏度的确认方式如下：

检测TKY管节点的横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB；工件表面的耦合损失和材质衰减应与试块相同，否则应进行声能传输损失差的测定，并根据实测结果对检测灵敏度进行补偿，补偿量应进入距离波幅曲线；在一跨距声程内最大传输损失差小于或等于2dB时可不进行补偿。

进一步的，所述的参考线用于规定锯齿形扫查时探头移动的区域，或用于线性扫查时沿步进方向行走的直线；参考线在检测区一侧距焊缝中心线的距离根据检测设置而定。

进一步的，参考线距焊缝中心线距离的误差为±5mm。

进一步的，扫查方式的选择原则是：首先选用线性扫查，线性扫查不可用时采用锯齿形扫查。

进一步的，齿形扫查探头移动速度不应超过150mm/s；采用线性扫查时应保证扫查速度小于或等于最大扫查速度，同时应保证耦合效果和数据采集的要求。

进一步的，扫查数据以图像形式显示，可用S扫描，B扫描，C扫描，E扫描及P扫描等形式，也可增加TOFD显示。在扫查数据的图像中应有编码器扫查位置显示。

进一步的，分析数据之前应对所采集的数据进行评估已确定其有效性，应至少满足检测时耦合监控必须开启；数据丢失量不得超过整个扫查长度的5％，且不允许相邻数据连续丢失。若数据无效，应纠正后重新进行扫查。

本发明的有益效果：

本发明检测焊缝接头并按尺寸绘制相控阵探头轮廓和超声波束的声束线来实现焊接接头声束覆盖范围可视化效果，有助于TKY管节点焊缝超声检测盲区的评估，从而克服相控阵超声检测参数设置的盲目性。具有较高的扫描定位精度，对TKY管节点焊缝进行相控阵声束扫描检测，解决了超声波检测存在反射波识别困难、缺陷定位方法复杂、探头折射角度选择繁琐、缺陷当量误差大的问题，造成定位效率低下的问题，有效降低管节点检测的漏检或误判概率，有助于TKY管节点焊缝相控阵超声检测的工艺设计和缺陷评定，具有步骤简化、精度高、检测效果好的积极效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1，一种TKY管节点的检测方法，具体实施之前的准备工作如下：

1.确定检测的使用范围和在选择扫查面和扫描类型时应考虑到各类缺陷的可能性，并使声束尽可能垂直于该类焊接接头结构的主要缺陷。

2.相控阵探头的选择，检测频率一般为1MHZ---10MHZ，相控阵的晶片数要根据工件厚度选择，一次激发的晶片数不得低于16个晶片。采用电子扫描进行纵波检测时，一次激发晶片数不得低于4个晶片。

3.距离波幅曲线灵敏度的确定，扇形扫描时距离波幅曲线灵敏度应以腹板厚度确定，电子扫描检测时，距离波幅曲线灵敏度应以翼板厚度确定。

4.扫查灵敏度一般在基准灵敏度基础上再提高6dB。

具体实施步骤如下：

步骤1 针对现场检测；

步骤2 探头移动区内应清除焊接飞溅，铁屑，油垢及其它杂质，一般应进行打磨。检测面应平整，便于探头的移动，机加工表面粗糙度Ra值不大于6.3um,喷丸表面不大于12.5um。去除余高的焊缝，应将余高打磨至与邻近母材平齐。保留余高的焊缝，如果焊缝表面有咬边，较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免影响检测结果的评定。

步骤3 检测前应在工件扫查面上予以标记，标记内容至少包括扫查起始点和扫查方向。保证所有标记对扫查无影响。

步骤4 参考线用于规定锯齿形扫查时探头移动的区域，或用于线性扫查时沿步进方向行走的直线。在检测之前应在扫查面上画参考线，参考线在检测区一侧距焊缝中心线的距离根据检测设置而定。参考线距焊缝中心线距离的误差为±5mm。

步骤5 选择耦合剂，耦合剂应选用具有良好的透声性，易清洗，无毒无害，有适宜流动性的材料；对材料，人体及环境无损害，同时应便于检测后清洗。

步骤6 距离波幅曲线灵敏度的选择：检测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。工件表面的耦合损失和材质衰减应与试块相同，否则应进行声能传输损失差的测定，并根据实测结果对检测灵敏度进行补偿，补偿量应进入距离波幅曲线。在一跨距声程内最大传输损失差小于或等于2dB时可不进行补偿。

步骤7 根据具体的检测对象和现场条件选择扫查方式。首先选用线性扫查，线性扫查不可用时采用锯齿形扫查；从主管外侧用电子扫描进行检测，用扇形扫描在支管板一侧用直 射法和一次反射法进行检测，用扇形扫描从翼板外侧采用直射法进行检测。

步骤8 锯齿形扫查探头移动速度不应超过150mm/s。采用线性扫查时应保证扫查速度小于或等于最大扫查速度，同时应保证耦合效果和数据采集的要求。

步骤9 扫查图像的显示：扫查数据以图像形式显示，可用S扫描，B扫描，C扫描，E扫描及P扫描等形式，也可增加TOFD显示。在扫查数据的图像中应有编码器扫查位置显示。

步骤10 检测数据的有效性评价：分析数据之前应对所采集的数据进行评估已确定其有效性，应至少满足检测时耦合监控必须开启；数据丢失量不得超过整个扫查长度的5％，且不允许相邻数据连续丢失。若数据无效，应纠正后重新进行扫查；对缺陷进行等级评定时，均以腹板厚度为准。

上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种利用相控阵对TKY管节点的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1对待检测的TKY管节点的检测区域进行清理；

步骤2在TKY管节点检测区域的扫查面上对扫查起点、扫查方向做标记；且在扫查面上画参考线；所述的参考线用于规定锯齿形扫查时探头移动的区域，或用于线性扫查时沿步进方向行走的直线；参考线在检测区一侧距焊缝中心线的距离根据检测设置而定；

步骤3选择相控阵探头、距离波幅曲线灵敏度和扫查方式，对TKY管节点进行检测；所述TKY管节点的主管外侧用电子扫描进行检测；所述TKY管节点的支管板的侧面用扇形扫描采用直射法和一次反射法进行检测；所述TKY管节点的翼板的外侧用扇形扫描采用直射法进行检测；检测时耦合监控为开启状态；扫查方式的选择原则是：首先选用线性扫查，线性扫查不可用时采用锯齿形扫查；

步骤4对扫查的数据以图像形式进行显示，在扫查数据的图像中应有编码器扫查位置显示；

步骤5对所采集的数据进行评估并确定其有效性；判断原则是：应至少满足检测时耦合监控必须开启；数据丢失量不得超过整个扫查长度的5％，且不允许相邻数据连续丢失，若数据无效，应纠正后重新进行扫查。

2.根据权利要求1所述的利用相控阵对TKY管节点的检测方法，其特征在于：所述步骤3中距离波幅曲线灵敏度的确认方式如下：

检测TKY管节点的横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB；工件表面的耦合损失和材质衰减应与试块相同，否则应进行声能传输损失差的测定，并根据实测结果对检测灵敏度进行补偿，补偿量进入距离波幅曲线；在一跨距声程内最大传输损失差小于或等于2dB时，不进行补偿。

3.根据权利要求2所述的利用相控阵对TKY管节点的检测方法，其特征在于：采用齿形扫查探头移动速度小于等于150mm/s；采用线性扫查时，则保证扫查速度小于或等于最大扫查速度，同时应保证耦合效果和数据采集的要求。