具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例,提供了一种T型接管焊缝的缺陷检测方法的方法实施例,需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的T型接管焊缝的缺陷检测方法的流程图,如图1所示,该方法包括如下步骤:
步骤S102,检测待检测T型接管工件的厚度。
步骤S104,根据厚度确定检测待检测T型接管工件中缺陷的检测参数,其中,检测参数至少包括相控阵探头参数和检测角度。
步骤S106,利用检测参数在待检测T型接管工件的支管侧对待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行检测。
本实施例通过相控阵超声检测T型接管焊缝的缺陷,由于相控阵超声波的波阵面在工件中进行传播,裂纹、材料的不连续性、底波及材料的其他几何回波都会产生反射,从而被探头接收。一个探头通过改变不同的角度、聚焦距离、及焦点尺寸就可以实现声束的动态偏转,这样就可以对被检材料进行不同面的检测成像。声束偏转的过程非常快,多角度或者不同聚焦深度的一次扫描在非常小的一瞬间就可以完成。返回的回波被所有晶片或者成组的晶片所接受,并且按时间顺序进行接收用于补偿不同的楔块延迟差,最后将所有晶片接收到的信息进行汇总。相控阵传感器可以根据每个晶片接收到的信号的到达时间及幅度在空间上对返回的波阵面进行分类,这样可以有效的融合在这个区域内产生的所有的声束的检测效果。当通过仪器的软件进行处理时,每个返回的延迟法则代表着一个独立的声束的反射、沿着线性路径的一个独立的点,或者一个聚焦深度的反射。回波信息可以任何多种形式显示。即,在利用检测参数在待检测T型接管工件的支管侧对待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行检测之后,方法还包括:收集检测到缺陷接收到的回波信号;以多种视图的方式显示回波信号,其中,多种视图至少包括以下任意一个视图:时间-幅值视图、主视图、俯视图、侧视图和扇形图像。
在相控阵检测中,通过不同相位的声波之间的干涉影响来控制和形成超声波。根据波束合成的情况,可以进行线扫描、扇扫描和体扫描。由于线扫描的波束合成是平行的,所以成像侧向分辨率均匀一致;扇扫描的波束合成方向呈发射状,所以侧向分辨率在不同距离有所变化。在声输入口受到限制的场合(就是在某些情况下,超声阵列换能器能够接触工件表面的空间不够大),为了能够得到较大的探测范围,就应用扇扫描。体扫描是在二维相控阵列换能器的基础上,进行空间波束合成形成空间扫描线,实现三维成像。
在相控阵检测中,通过不同相位的声波之间的干涉影响来控制和形成超声波。每个晶片以不同的延迟各自激发或者多组晶片以不同的延迟激发将会合成一束以特定角度传播的波阵面。这类似于常规楔块产生的机械延迟,但是相控阵可以改变延时的模式。通过相长干涉,合成后的波束幅度比任何一个独立波源产生的波幅都要强。同样的,改变阵列里每个晶片的延迟变化产生一个角度或者将所有声束聚焦在同一个位置。此外,改变初始波阵面的方向,声束就可以在近场区的任何位置进行聚焦。
通常,一个相控阵系统是利用声波的相位转换物理原理,在晶片阵列中,通过每个晶片产生的独立的波阵面与其它晶片的波阵面相叠加来改变一系列超声脉冲的输出时间,从而可以来有效的控制和形成声波。这些都是通过改变探头中每个晶片的脉冲产生时间来完成的。通常4-32晶片被作为一组进行激发,这样可以增加阵列孔径的大小从而提高检测的灵敏度,从而减少了声束的扩散,实现聚焦。软件中有延迟法则计算器用来确定每组晶片的触发延迟,通过改变延迟时间产生所需要的声束,当然也要结合探头和楔块的特性及被检测材料的几何和声学性能。在T型接管角焊缝检测中,可以选用扇扫描和线扫描,这两种扫描方式可以使检测范围加大,还可提高检测灵敏度和检测效率。
相控阵超声检测采用的机械扫查是以机械方式实现对工件的扫查,即通过移动探头实现波束的移动,使之扫过工件中的被检测区域,包括平行线扫查、斜向扫查、锯齿形扫查等。在T型接管角焊缝的相控阵检测中,根据焊缝的几何结构、尺寸以及所处环境,选择适当的检测方式,才能获得最佳的检测结果,对于初始扫查推荐采用机械扫查+电子扫描的结合方式。对可疑部位,可结合锯齿、前后、左右、旋转、环绕等各种扫查方式进行检测。
为了达到提高缺陷的检出率的目的,所以在支管侧进行检测。主要原因包括:
①支管的壁厚较薄,一次波声程短,声能衰减小;
②在支管上开坡口,在支管侧可以利用一次波检测焊缝根部缺陷;
③高效率,易于操作。
合适的频率和晶片数是提高检测效率的重要条件。多晶片,低频率的相控阵探头对于缺陷的检出敏感。6晶片5MHz的探头楔块要小,探头前沿要小,可以比较好的贴近焊缝,易于提高焊缝根部缺陷的检出率。而且声能损失要小。对于检测参数和待检测工件的厚度之间的对应值如表1所示:
表1
工件厚度(mm) |
一次激发晶片数 |
探头频率(MHz) |
6到15 |
16 |
7.5~10 |
>15到70 |
16 |
4~7.5 |
>70到120 |
32 |
2~5 |
可选地,根据厚度确定检测待检测T型接管工件中缺陷的检测参数包括:在厚度在第一范围时,采用第一晶片数和第一探头频率对待检测T型接管工件进行超声相控阵检测;在厚度在第二范围时,采用第二晶片数和第二探头频率对待检测T型接管工件进行超声相控阵检测;其中,第一范围的最大值小于或者等于第二范围的最小值,第一晶片数小于或者等于第二晶片数,第一探头频率大于或者等于第二探头频率。
本实施例采用相控阵超声在待检测T型接管工件的支管侧对待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行检测,支管的壁厚较薄,可以减少声能衰减,从而解决了现有技术检出率比较低的技术问题,达到了提高检出率的技术效果。
可选地,利用检测参数在待检测T型接管工件的支管侧对待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行检测包括:利用检测参数在待检测T型接管工件的支管侧对待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行至少两次检测,其中,至少两次检测包括对支管的中上部进行的一次检测,以及对支管的中下部进行的另外一次检测,中下部包括支管的根部。
为减少几何结构的影响,尽量选择1次波或2次波进行检测。一般情况下只需探头两个位置上的扇扫描即可以达到全部覆盖焊缝检测区域。利用二次波检测中上部区域,利用一次波检测中下部(包括根部)区域。对于根部缺陷的检测主要是利用一次波检测,所以要求探头入射点尽量靠近焊缝,对探头的要求是前沿要小。这样才能有效检出焊缝根部缺陷。利用两次扇扫对焊缝区域覆盖,两次扇扫角度的范围设置原则是使得扇扫范围尽量小、扇扫角度范围尽量在40°到70°之间,最小角度尽量变大,最大角度尽量变小。
T型接管角焊缝的形状多边性,当主管侧管直径较小时,焊缝的宽度相对较宽,而且若此时的焊缝表面呈凸面。检测根部缺陷时,应该使得超声波声束入射到根部
检测表面部位以及中部部位缺陷是利用二次波检测,而检测根部主要是利用一次波检测,所以对于表面和中部缺陷的灵敏度值需要看二次波在表面和中部的声能分布,不需要看一次波在表面和中部的声能分布,原因是虽然缺陷同时受到一次波和二次波的声能覆盖,但是在图像上显示是分开显示的。
而检测根部区域时,则不能只看到一次波的声能覆盖,因为根部区域比较短,例如根部未焊透,二次波在根部的端角反射是很强烈的,所以对于根部缺陷的检出,需要分析一二次波在根部的声能叠加情况。
一二次波叠加的声场中的声能幅值均比二次波声场中的声能幅值高,因为一二次声场中包括在某点的位置上的声能幅值是二次波和一次波的声能幅值之和。在35°到67°之间二次波与一次相差的部分是一次波的声能以及波型转换产生变形纵波的声能之和。所以此时若在这些区域有缺陷存在,在相控阵B扫图中将会看到两个缺陷影像,分别是一次波和二次波的。当角度再加大,67°到75°之间时声能幅值变化不大,是因为此时在在声场中这些点已经不会被一次波直射到,均只有二次波的声能。
一二次波叠加的声场幅值远比二次波的声场幅值高很多的原因在于两点:首先一次波的表面本身声能很大,其次加上其他角度的二次波声能,所以在声能幅值上比二次波的表面声能幅值大很多。但是,实际上检测中一二次波叠加的的声能幅值大并不能成为提高检测灵敏度的重要条件,反而成为不能进行检测的条件。在制作完DAC距离波幅曲线以后,探头附近声束声能极大,以致于无法判断缺陷。所以实际上检测表面缺陷主要是看二次波的表面声能分布。二次波的表面声能在43°左右达到最大值,然后呈下降趋势,一直递减,因为角度越大,声程越大,声能损失越大。
在底面一次波多点聚焦时的声能分布在各个角度上均比普通扇扫的声能高,所以在检测时大大提高检测灵敏度。特别是针对此类型焊缝经常出现的根部未焊透缺陷,采用在底面多点聚焦的情况下,检测灵敏度大大提高。
可选地,利用检测参数在待检测T型接管工件的支管侧对待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行至少两次检测包括:利用二次波检测支管的中上部的缺陷;在待
可选地,利用检测参数在待检测T型接管工件的支管侧对待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行至少两次检测包括:利用检测参数在待检测T型接管工件的支管侧对待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行至少两次相控阵扇扫描,其中,相控阵扇扫描的角度在45°至75°之间。检测T型接管工件的支管上开坡口,在坡口处利用一次波检测支管的根部缺陷。
当扇扫角度里面存在45°到60°之间的角度,能够垂直入射到缺陷处时,缺陷回波信号强烈,此种情况下,易于缺陷检出。
根部未焊透的缺陷返回能量是最大的,原因有二,首先是一次波直射到端角,其他三种缺陷都是经过二次底面反射的二次波,声程长以及内壁的曲率使得声场发散,能量大大减损。其二是,一次波在根部未焊透的传播中遇到类似90°直角,引起端角反射,而此时入射到端角处的横波角度又在35°到55°之间,端角反射率达到100%,检测灵敏度高。
而支管侧未熔合则是采用二次波反射,一般情况下都能有声束与缺陷方向平行,所以所得缺陷幅值也很高。
而中部缺陷条渣情况如支管侧未熔合缺陷,总有缺陷被二次波声束覆盖,但是由于此类缺陷内部不光滑,部分能量发散,所以幅值一般情况下相对于支管侧未熔合缺陷低一点。
而主管侧未熔合的方向与二次波声束夹角偏小,表面又相对平整,大部分能量发散,所以检测灵敏度最低。
如图2所示,对于四个检测区域(根部区域、支管侧熔合区域、主管侧熔合区域和条渣)的扇扫覆盖,首先要把握原则,即使得超声波束尽可能垂直或接近垂直的角度入射到可能存在的缺陷界面上,以获取最大的缺陷回波信息。例如对于检测根部未焊透,探头利用一次波进行检测,探头尽可能靠近焊缝,尽量使用小角度去检测,因为小角度的检测效果更好。四个检测区域的覆盖图如图3所示。
关于四个检测区域的检测参数如表2所示:
表2四个检测区域推荐检测参数设置
|
根部区域 |
支管侧熔合区域 |
主管侧熔合区域 |
条渣 |
探头前端距离焊缝中心线 |
20mm |
50mm |
26mm |
42mm |
扇扫角度范围 |
35°~75° |
35°~75° |
34°~60° |
35°~75° |
检测声束 |
一次波 |
二次波 |
二次波 |
二次波 |
相控阵超声检测焊缝除了采用扇扫描模式,也可以采用线扫描模式。但是对于线扫描一般的要求探头晶片数要多,至少32晶片,晶片尺寸要大,覆盖面则广。而T型接管角焊缝的复杂构件对于探头的要求是小晶片,短前沿的探头
本实施例中,T型接管的焊缝形状为马鞍状,坡口开在支管侧,整个焊缝检测截面是不断变化的;此焊缝结构经常出现的缺陷包括未焊透、条渣、气孔、支管侧未熔合、主管侧未熔合以及裂纹;可以划分为四个分布区域,未焊透分布在根部,条渣、气孔分布在焊缝中部、支管侧未熔合分布在支管侧、主管侧未熔合分布在主管侧;从检出率上看,支管侧未熔合和根部未焊透较高,其次为中部条渣,最低的为主管侧未熔合,原因是主管侧未熔合的缺陷走向与超声波声束的夹角偏小;在检测时采用5MHz16晶片的探头加55°横波楔块,一次激发16晶片,根据声能分布特点确定出检测时需要利用一次波检测根部未焊透、二次波检测支管未熔合等其他缺陷;本实施例对于不同位置,不同方向、不同种类的缺陷采用相应最佳的扇扫角度范围以及探头距离焊缝中心线位置,确保声场完全覆盖检测区域;确定了以支管侧为检测面,采用手动移动相控阵超声探头,并且对根部未焊透增加多点聚焦根部扫描方式,以提高根部缺陷的检出率;相控阵超声检测过程中,将T型管座角焊缝区域分为四个检测区域,即根部区域、中部区域、支管侧熔合区域以及主管侧熔合区域,分别对四个区域做最佳声场覆盖,且在根部采用多点聚焦方式检测提高缺陷检出率。
本发明实施例还提供了一种T型接管焊缝的缺陷检测装置。如图4所示,该T型接管焊缝的缺陷检测装置包括:
第一检测单元22用于检测待检测T型接管工件的厚度;
确定单元24用于根据所述厚度确定检测所述待检测T型接管工件中缺陷的检测参数,其中,所述检测参数至少包括相控阵探头参数和检测角度;
第二检测单元26用于利用所述检测参数在所述待检测T型接管工件的支管侧对所述待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行检测。
本实施例通过相控阵超声检测T型接管焊缝的缺陷,由于相控阵超声波的波阵面在工件中进行传播,裂纹、材料的不连续性、底波及材料的其他几何回波都会产生反射,从而被探头接收。一个探头通过改变不同的角度、聚焦距离、及焦点尺寸就可以实现声束的动态偏转,这样就可以对被检材料进行不同面的检测成像。声束偏转的过程非常快,多角度或者不同聚焦深度的一次扫描在非常小的一瞬间就可以完成。返回的回波被所有晶片或者成组的晶片所接受,并且按时间顺序进行接收用于补偿不同的楔块延迟差,最后将所有晶片接收到的信息进行汇总。相控阵传感器可以根据每个晶片接收到的信号的到达时间及幅度在空间上对返回的波阵面进行分类,这样可以有效的融合在这个区域内产生的所有的声束的检测效果。当通过仪器的软件进行处理时,每个返回的延迟法则代表着一个独立的声束的反射、沿着线性路径的一个独立的点,或者一个聚焦深度的反射。回波信息可以任何多种形式显示。即,所述装置还包括:收集单元,用于在利用所述检测参数在所述待检测T型接管工件的支管侧对所述待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行检测之后,收集检测到缺陷接收到的回波信号;显示单元,用于以多种视图的方式显示所述回波信号,其中,所述多种视图至少包括以下任意一个视图:时间-幅值视图、主视图、俯视图、侧视图和扇形图像。
在相控阵检测中,通过不同相位的声波之间的干涉影响来控制和形成超声波。根据波束合成的情况,可以进行线扫描、扇扫描和体扫描。由于线扫描的波束合成是平行的,所以成像侧向分辨率均匀一致;扇扫描的波束合成方向呈发射状,所以侧向分辨率在不同距离有所变化。在声输入口受到限制的场合(就是在某些情况下,超声阵列换能器能够接触工件表面的空间不够大),为了能够得到较大的探测范围,就应用扇扫描。体扫描是在二维相控阵列换能器的基础上,进行空间波束合成形成空间扫描线,实现三维成像。
在相控阵检测中,通过不同相位的声波之间的干涉影响来控制和形成超声波。每个晶片以不同的延迟各自激发或者多组晶片以不同的延迟激发将会合成一束以特定角度传播的波阵面。这类似于常规楔块产生的机械延迟,但是相控阵可以改变延时的模式。通过相长干涉,合成后的波束幅度比任何一个独立波源产生的波幅都要强。同样的,改变阵列里每个晶片的延迟变化产生一个角度或者将所有声束聚焦在同一个位置。此外,改变初始波阵面的方向,声束就可以在近场区的任何位置进行聚焦。
通常,一个相控阵系统是利用声波的相位转换物理原理,在晶片阵列中,通过每个晶片产生的独立的波阵面与其它晶片的波阵面相叠加来改变一系列超声脉冲的输出时间,从而可以来有效的控制和形成声波。这些都是通过改变探头中每个晶片的脉冲产生时间来完成的。通常4-32晶片被作为一组进行激发,这样可以增加阵列孔径的大小从而提高检测的灵敏度,从而减少了声束的扩散,实现聚焦。软件中有延迟法则计算器用来确定每组晶片的触发延迟,通过改变延迟时间产生所需要的声束,当然也要结合探头和楔块的特性及被检测材料的几何和声学性能。在T型接管角焊缝检测中,可以选用扇扫描和线扫描,这两种扫描方式可以使检测范围加大,还可提高检测灵敏度和检测效率。
相控阵超声检测采用的机械扫查是以机械方式实现对工件的扫查,即通过移动探头实现波束的移动,使之扫过工件中的被检测区域,包括平行线扫查、斜向扫查、锯齿形扫查等。在T型接管角焊缝的相控阵检测中,根据焊缝的几何结构、尺寸以及所处环境,选择适当的检测方式,才能获得最佳的检测结果,对于初始扫查推荐采用机械扫查+电子扫描的结合方式。对可疑部位,可结合锯齿、前后、左右、旋转、环绕等各种扫查方式进行检测。
为了达到提高缺陷的检出率的目的,所以在支管侧进行检测。主要原因包括:
①支管的壁厚较薄,一次波声程短,声能衰减小;
②在支管上开坡口,在支管侧可以利用一次波检测焊缝根部缺陷;
③高效率,易于操作。
合适的频率和晶片数是提高检测效率的重要条件。多晶片,低频率的相控阵探头对于缺陷的检出敏感。6晶片5MHz的探头楔块要小,探头前沿要小,可以比较好的贴近焊缝,易于提高焊缝根部缺陷的检出率。而且声能损失要小。对于检测参数和待检测工件的厚度之间的对应值如表1所示:
可选地,所述确定单元包括:第三检测模块,用于在所述厚度在第一范围时,采用第一晶片数和第一探头频率对所述待检测T型接管工件进行超声相控阵检测;第四检测模块,用于在所述厚度在第二范围时,采用第二晶片数和第二探头频率对所述待检测T型接管工件进行超声相控阵检测;其中,所述第一范围的最大值小于或者等于所述第二范围的最小值,所述第一晶片数小于或者等于所述第二晶片数,所述第一探头频率大于或者等于所述第二探头频率。
本实施例采用相控阵超声在待检测T型接管工件的支管侧对待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行检测,支管的壁厚较薄,可以减少声能衰减,从而解决了现有技术检出率比较低的技术问题,达到了提高检出率的技术效果。
可选地,所述第二检测单元用于利用所述检测参数在所述待检测T型接管工件的支管侧对所述待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行至少两次检测,其中,所述至少两次检测包括对所述支管的中上部进行的一次检测,以及对所述支管的中下部进行的另外一次检测,所述中下部包括所述支管的根部。
为减少几何结构的影响,尽量选择1次波或2次波进行检测。一般情况下只需探头两个位置上的扇扫描即可以达到全部覆盖焊缝检测区域。利用二次波检测中上部区域,利用一次波检测中下部(包括根部)区域。对于根部缺陷的检测主要是利用一次波检测,所以要求探头入射点尽量靠近焊缝,对探头的要求是前沿要小。这样才能有效检出焊缝根部缺陷。利用两次扇扫对焊缝区域覆盖,两次扇扫角度的范围设置原则是使得扇扫范围尽量小、扇扫角度范围尽量在40°到70°之间,最小角度尽量变大,最大角度尽量变小。
T型接管角焊缝的形状多边性,当主管侧管直径较小时,焊缝的宽度相对较宽,而且若此时的焊缝表面呈凸面。检测根部缺陷时,应该使得超声波声束入射到根部
检测表面部位以及中部部位缺陷是利用二次波检测,而检测根部主要是利用一次波检测,所以对于表面和中部缺陷的灵敏度值需要看二次波在表面和中部的声能分布,不需要看一次波在表面和中部的声能分布,原因是虽然缺陷同时受到一次波和二次波的声能覆盖,但是在图像上显示是分开显示的。
而检测根部区域时,则不能只看到一次波的声能覆盖,因为根部区域比较短,例如根部未焊透,二次波在根部的端角反射是很强烈的,所以对于根部缺陷的检出,需要分析一二次波在根部的声能叠加情况。
一二次波叠加的声场中的声能幅值均比二次波声场中的声能幅值高,因为一二次声场中包括在某点的位置上的声能幅值是二次波和一次波的声能幅值之和。在35°到67°之间二次波与一次相差的部分是一次波的声能以及波型转换产生变形纵波的声能之和。所以此时若在这些区域有缺陷存在,在相控阵B扫图中将会看到两个缺陷影像,分别是一次波和二次波的。当角度再加大,67°到75°之间时声能幅值变化不大,是因为此时在在声场中这些点已经不会被一次波直射到,均只有二次波的声能。
一二次波叠加的声场幅值远比二次波的声场幅值高很多的原因在于两点:首先一次波的表面本身声能很大,其次加上其他角度的二次波声能,所以在声能幅值上比二次波的表面声能幅值大很多。但是,实际上检测中一二次波叠加的的声能幅值大并不能成为提高检测灵敏度的重要条件,反而成为不能进行检测的条件。在制作完DAC距离波幅曲线以后,探头附近声束声能极大,以致于无法判断缺陷。所以实际上检测表面缺陷主要是看二次波的表面声能分布。二次波的表面声能在43°左右达到最大值,然后呈下降趋势,一直递减,因为角度越大,声程越大,声能损失越大。
在底面一次波多点聚焦时的声能分布在各个角度上均比普通扇扫的声能高,所以在检测时大大提高检测灵敏度。特别是针对此类型焊缝经常出现的根部未焊透缺陷,采用在底面多点聚焦的情况下,检测灵敏度大大提高。
可选地,所述第二检测单元包括:第一检测模块,用于利用二次波检测所述支管的中上部的缺陷;第二检测模块,用于在所述待检测T型接管工件的支管上开坡口,在所述坡口处利用一次波检测所述支管的根部缺陷。
可选地,所述第二检测单元用于利用所述检测参数在所述待检测T型接管工件的支管侧对所述待检测T型接管工件的接管焊缝的缺陷进行至少两次相控阵扇扫描,其中,所述相控阵扇扫描的角度在45°至75°之间。
当扇扫角度里面存在45°到60°之间的角度,能够垂直入射到缺陷处时,缺陷回波信号强烈,此种情况下,易于缺陷检出。
根部未焊透的缺陷返回能量是最大的,原因有二,首先是一次波直射到端角,其他三种缺陷都是经过二次底面反射的二次波,声程长以及内壁的曲率使得声场发散,能量大大减损。其二是,一次波在根部未焊透的传播中遇到类似90°直角,引起端角反射,而此时入射到端角处的横波角度又在35°到55°之间,端角反射率达到100%,检测灵敏度高。
而支管侧未熔合则是采用二次波反射,一般情况下都能有声束与缺陷方向平行,所以所得缺陷幅值也很高。
而中部缺陷条渣情况如支管侧未熔合缺陷,总有缺陷被二次波声束覆盖,但是由于此类缺陷内部不光滑,部分能量发散,所以幅值一般情况下相对于支管侧未熔合缺陷低一点。
而主管侧未熔合的方向与二次波声束夹角偏小,表面又相对平整,大部分能量发散,所以检测灵敏度最低。
对于四个检测区域(根部区域、支管侧熔合区域、主管侧熔合区域和条渣)的扇扫覆盖,首先要把握原则,即使得超声波束尽可能垂直或接近垂直的角度入射到可能存在的缺陷界面上,以获取最大的缺陷回波信息。例如对于检测根部未焊透,探头利用一次波进行检测,探头尽可能靠近焊缝,尽量使用小角度去检测,因为小角度的检测效果更好。
关于四个检测区域的检测参数如表2所示:
相控阵超声检测焊缝除了采用扇扫描模式,也可以采用线扫描模式。但是对于线扫描一般的要求探头晶片数要多,至少32晶片,晶片尺寸要大,覆盖面则广。而T型接管角焊缝的复杂构件对于探头的要求是小晶片,短前沿的探头
本实施例中,T型接管的焊缝形状为马鞍状,坡口开在支管侧,整个焊缝检测截面是不断变化的;此焊缝结构经常出现的缺陷包括未焊透、条渣、气孔、支管侧未熔合、主管侧未熔合以及裂纹;可以划分为四个分布区域,未焊透分布在根部,条渣、气孔分布在焊缝中部、支管侧未熔合分布在支管侧、主管侧未熔合分布在主管侧;从检出率上看,支管侧未熔合和根部未焊透较高,其次为中部条渣,最低的为主管侧未熔合,原因是主管侧未熔合的缺陷走向与超声波声束的夹角偏小;在检测时采用5MHz16晶片的探头加55°横波楔块,一次激发16晶片,根据声能分布特点确定出检测时需要利用一次波检测根部未焊透、二次波检测支管未熔合等其他缺陷;本实施例对于不同位置,不同方向、不同种类的缺陷采用相应最佳的扇扫角度范围以及探头距离焊缝中心线位置,确保声场完全覆盖检测区域;确定了以支管侧为检测面,采用手动移动相控阵超声探头,并且对根部未焊透增加多点聚焦根部扫描方式,以提高根部缺陷的检出率;相控阵超声检测过程中,将T型管座角焊缝区域分为四个检测区域,即根部区域、中部区域、支管侧熔合区域以及主管侧熔合区域,分别对四个区域做最佳声场覆盖,且在根部采用多点聚焦方式检测提高缺陷检出率。
本发明实施例还提供一种存储介质,所述存储介质包括存储的程序,其中,所述程序执行上述的T型接管焊缝的缺陷检测方法。
本发明实施例还提供一种处理器,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行上述的T型接管焊缝的缺陷检测方法。
在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。