CN107144638A - 基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法 - Google Patents

基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法，包括以下步骤，S1：对目标钢管进行检测，利用相控阵检测设备获得目标钢管内壁的缺陷图谱；S2：将该缺陷图谱与预设的标准图谱库进行匹配，确定目标钢管的缺陷参数，所述标准图谱库包含不同缺陷参数与对应缺陷图谱之间的对应关系。本发明具有检测速度快、检测精确、可准确判断锅炉用管内壁的缺陷参数的优点。

Description

基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法
技术领域
本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法。
背景技术
近年来随着超临界、超超临界电站锅炉建设，锅炉用钢管种类不断增加，在基建和运行过程中由于保护措施不力或者水质等原因，容易造成管内壁的腐蚀和冲刷；特别是在基建过程中，由于设备建设周期较长，同时许多不良商家采用不合格管材，造成锅炉在基建过程中由于材料本身的原因或者保护不当致使内壁产生腐蚀等缺陷，给锅炉安装和运行造成一定的困难。而且目前，针对此类管内壁的缺陷一般采用超声波检测方法，检测周期较长而且缺陷的性质不容易判别，受到检测手段的限制容易造成漏检。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种检测速度快，检测精确，可准确判断锅炉用管内壁的缺陷参数的基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法，包括以下步骤：
S1：对目标钢管进行检测，利用相控阵检测设备获得目标钢管内壁的缺陷图谱；
S2：将该缺陷图谱与预设的标准图谱库进行匹配，确定目标钢管的缺陷参数，所述标准图谱库包含不同缺陷参数与对应缺陷图谱之间的对应关系。
作为上述技术方案的进一步改进：
步骤S2中所述的缺陷参数包括形状、长度和深度中的至少一种。
步骤S2中标准图谱库的生成步骤包括：
S31：选取与目标钢管同材料同规格的钢管作为样管；
S32：分别在样管内壁加工成不同缺陷参数的缺陷作为对比试样；
S33：分别采用相控阵探头和楔块对对比试样进行检测，获得每一个缺陷的波形和图像作为该缺陷的缺陷图谱；
S34：将所有缺陷参数对应的缺陷图谱构成标准图谱库。
步骤S33中，所述波形和图像为最大反射波的波形和图像。
在步骤S33中采用相控阵探头和楔块对对比试样进行检测之前，还包括对相控阵探头进行调校的步骤，所述调校的步骤包括：
(1)设置扫查方式：根据缺陷的形状确定对应的扫查方式，如果缺陷是条状平行于管轴径方向，则采用线扫和扇形扫查相结合的方式；如果缺陷是椭圆状、团状或条状且垂直于管轴径方向，则采用扇形扫查方式，且不同的扫查方式采用不同的聚焦法则并存储于相控阵检测设备中；
(2)设置声速、延迟和灵敏度：根据与样管对应的标准试块的声速、延迟和灵敏度，调整相控阵探头的声速、延迟和灵敏度。
所述调校的步骤还包括设置相控阵探头的扫查角度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法，首先预制各种锅炉用钢管的不同缺陷的标准图谱，然后现场对目标钢管进行检测，将检测到的缺陷图谱与标准图谱库进行匹配，进而判断出缺陷参数，该方法解决了传统超声波检测内壁腐蚀等缺陷的局限性和效率低下的问题，可对缺陷的性质快速辨别，能准确判断锅炉用管内壁存在的缺陷，避免了由于此类缺陷造成锅炉爆管或者基建周期较长；同时该方法实施过程简单、方便，检测的精度高，可以广泛应用于锅炉用钢管(奥氏体不锈钢除外)内壁腐蚀、冲刷、点蚀等缺陷的检测。
附图说明
图1是本发明的基本流程图。
图2是本发明中样管的人工缺陷形状示意图。
图中各标号表示：
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实施例的基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法，包括以下步骤：
S1：对目标钢管进行检测，利用相控阵检测设备获得目标钢管内壁的缺陷图谱；
S2：将该缺陷图谱与预设的标准图谱库进行匹配，确定目标钢管的缺陷参数，标准图谱库包含不同缺陷参数与对应缺陷图谱之间的对应关系。
步骤S2中的缺陷参数包括形状、长度和深度中的至少一种。
本实施例中，步骤S2中标准图谱库的生成步骤包括：
S31：选取与目标钢管同材料同规格的钢管作为样管；
S32：分别在样管内壁加工成不同缺陷参数的缺陷作为对比试样；
S33：分别采用相控阵探头和楔块对对比试样进行检测，获得每一个缺陷的波形和图像作为该缺陷的缺陷图谱；
S34：将所有缺陷参数对应的缺陷图谱构成标准图谱库。
本实施例中，步骤S33中，每一个缺陷的波形和图像为最大反射波的波形和图像。
本实施例中，在步骤S33中采用相控阵探头和楔块对对比试样进行检测之前，还包括对相控阵探头进行调校的步骤，调校的步骤包括：
(1)设置扫查方式：根据缺陷的形状确定对应的扫查方式，如果缺陷是条状平行于管轴径方向，则采用线扫和扇形扫查相结合的方式；如果缺陷是椭圆状、团状或条状且垂直于管轴径方向，则采用扇形扫查方式，且不同的扫查方式采用不同的聚焦法则并存储于相控阵检测设备中；
(2)设置声速、延迟和灵敏度：根据与样管对应的标准试块的声速、延迟和灵敏度，调整相控阵探头的声速、延迟和灵敏度。
本实施例中，调校的步骤还包括设置相控阵探头的扫查角度。在实际调校过程中，根据标准试块调校仪器的的声速、延迟和灵敏度，调整相控阵探头的声速、延迟和灵敏度，在样管上进行对比试验，如发现灵敏度或者扫查角度等不符合要求，则需对调校结果在标准试块上进行调整，确保检测准确。
本实施例的以T91的钢管为目标钢管，该目标钢管规格为Φ51×9，检测其弯头外弧面内壁横向裂纹。首先T91钢管的不同缺陷参数的标准图谱库生成步骤为：
1)选取材质为T91，规格为Φ51×9的钢管作为试样管，把钢管从中间抛开；
2)在试样管内壁加工成条状、椭圆状、团状三种人工缺陷作为对比试样，如图1所示，包括横向条状、竖向条状、竖向椭圆、横向椭圆和团状。
3)根据样管的规格选取相同半径的相控阵楔块和探头进行调校，选取扇形扫查方式，并在相控阵检测设备中选取相应的聚焦法则并调校；调整聚焦法则后则应根据T91钢管对应的标准试管的参数，调整探头的声速、延迟和灵敏度，设定扫查的角度为15°～45°；
4)调校完成后，在对比试样中进行模拟检测，找到三种缺陷最大反射波的波形和图像形貌，将所有缺陷参数对应的缺陷图谱构成标准图谱库；
5)制作完标准图谱库后，现场对目标钢管进行检测，获得目标钢管内壁的缺陷图谱，将该缺陷图谱与上述的标准图谱库进行对比，确定目标钢管内壁缺陷形状。
同理，目标钢管内壁缺陷长度和深度采用上述步骤进行检测。
本实施例的缺陷参数为形状时，可以反映与缺陷的性质，当缺陷为粗的条状时，可以判断为制造加工缺陷；当缺陷为细条状时，可以判断为裂纹缺陷；当缺陷为团状(圆形、椭圆等)时，可以判断为腐蚀性缺陷。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法，其特征在于包括以下步骤：
S1：对目标钢管进行检测，利用相控阵检测设备获得目标钢管内壁的缺陷图谱；
S2：将该缺陷图谱与预设的标准图谱库进行匹配，确定目标钢管的缺陷参数，所述标准图谱库包含不同缺陷参数与对应缺陷图谱之间的对应关系。
2.根据权利要求1所述的基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法，其特征在于：步骤S2中所述的缺陷参数包括形状、长度和深度中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法，其特征在于，步骤S2中标准图谱库的生成步骤包括：
S31：选取与目标钢管同材料同规格的钢管作为样管；
S32：分别在样管内壁加工成不同缺陷参数的缺陷作为对比试样；
S33：分别采用相控阵探头和楔块对对比试样进行检测，获得每一个缺陷的波形和图像作为该缺陷的缺陷图谱；
S34：将所有缺陷参数对应的缺陷图谱构成标准图谱库。
4.根据权利要求3所述的基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法，其特征在于：步骤S33中，所述波形和图像为最大反射波的波形和图像。
5.根据权利要求3所述的基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法，其特征在于在步骤S33中采用相控阵探头和楔块对对比试样进行检测之前，还包括对相控阵探头进行调校的步骤，所述调校的步骤包括：
(1)设置扫查方式：根据缺陷的形状确定对应的扫查方式，如果缺陷是条状平行于管轴径方向，则采用线扫和扇形扫查相结合的方式；如果缺陷是椭圆状、团状或条状且垂直于管轴径方向，则采用扇形扫查方式，且不同的扫查方式采用不同的聚焦法则并存储于相控阵检测设备中；
(2)设置声速、延迟和灵敏度：根据与样管对应的标准试块的声速、延迟和灵敏度，调整相控阵探头的声速、延迟和灵敏度。
6.根据权利要求5所述的基于相控阵技术的锅炉用钢管内壁缺陷检测方法，其特征在于：所述调校的步骤还包括设置相控阵探头的扫查角度。
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