CN110487907A - 一种聚乙烯热熔接头的超声波时差衍射检测方法 - Google Patents

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张丽
陈宝龙
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Abstract

本发明提供一种聚乙烯热熔焊缝的超声波时差衍射(TOFD)检测方法。通过研发定制零度水楔块进行水耦合，利用超声波时差衍射(TOFD)技术，通过算法进行聚焦法则设定，两个相对焊缝中心线对称分布的宽带窄脉冲探头采用的一发一收的模式对PE热熔焊缝进行检测。接受探头通过接收缺陷尖端的衍射信号及其时差来确定焊缝内部缺陷的位置和高度大小。本发明专利能实现对热熔焊缝缺陷准确定量，检测成功率高且检测数据可以记录存储，不但提升聚乙烯热熔对接接头的安全性，而且检测结果具有溯源性。

Description

一种聚乙烯热熔接头的超声波时差衍射检测方法
技术领域
本发明涉及聚乙烯热熔焊缝超声波检测领域，具体涉及聚乙烯热熔接头的超声波衍射时差检测方法。
背景技术
目前，在国内外核电厂的承压水输送系统，尤其是与海水直接接触的埋地管道输送系统中，如循环水系统、重要厂用水系统、淡水系统、消防系统、除盐水系统等，往往采用碳钢、铸铁、混凝土管作为系统主要管材，一般采用内衬水泥、内衬防腐层、外刷防腐漆或外加阴极电流等作为管道附加保护手段，但是，随着核电厂服役时间的增长(特别运行周期超过20年后)、水源条件的恶化以及系统各种复杂运行工况的累积作用，出现了埋地管道的内衬防腐层脱落，阴极电流失效等问题，导致管道得不到有效的保护而发生严重的腐蚀、结垢等。严重威胁的核电站的运行安全。
高密度聚乙烯(HDPE)管材由于耐腐蚀、耐辐照、抗震性能好、使用寿命长等诸多优点，逐渐成为替换碳钢管和衬塑钢管的优良对象。聚乙烯管道普遍采用热熔对接和电熔连接，由于热熔对接工序的施工现场条件整洁度差，监管力度不够，焊缝的质量难以保证，管路系统安全存在隐患。如何确保聚乙烯管道系统热熔焊缝的安全性对于核电站而言显得十分重要。
为了解决这些技术问题，一些无损检测的方法就从金属材料领域被沿用到聚乙烯领域。如红外热成像无损检测、X射线无损检测和超声无损检测等。目前根据美国ASME的应用研究，超声检测的衍射时差法(TOFD)和相控阵法(PA)最适合聚乙烯材料的检验。但目前市场常规超声波检测仍存在以下问题：1.检测结果的数据无法电子存储，导致检测结果无法溯源，后续的追溯查阅非常困难；2.常规超声检测过程中的人为干扰因素大，对技术人员专业性要求高，需要丰富的经验；3.常规超声检测结果不具备直观显示功能，无法快速直观反应焊接部位截面状态，检测结束后难以及时对缺陷定性分析。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种聚乙烯电熔接头的超声波检测方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤一：根据聚乙烯热熔接头工件外径选择对应数量的长连杆或者短连杆，组装滚轮链式扫查器。
步骤二：根据聚乙烯热熔接头工件的检测工艺选定TOFD探头，并在特殊研制的零度水浸楔块上安装TOFD探头。
步骤三：锁紧检查器，从楔块接口导入耦合剂，保证工件和探头之间良好的声学耦合。
步骤四：发射探头产生非聚焦纵波波束以一定角度入射到被检测的工件中，其中部分波束沿着近表面传播被接收探头接收，部分波束经底面反射后被接收探头接收。
步骤五：接收探头通过接收缺陷尖端的衍射信号及其时差来确定缺陷的位置和缺陷尺寸大小。
步骤六：接收探头对整合后的信号进行接收并根据三角方程进行软件算法成像。
步骤七：每个焊缝的超声波检测结果被电子记录存储，可以导出并利用软件分析缺陷具体位置和大小。
本发明具有以下优点：1.可以电子存储检测结果，最大容量200个；2.配备定制楔块，大大减少人为扰因素，提高检测见过准确率；3.焊缝的截面以图像形式显示，可以及时有效地对检测结果进行定性判定，提高设备工作效率。
附图说明
图1为本发明的方法示意图。
图2为本发明的聚乙烯热熔接头超声检测结果图像显示。
具体实施方式
实施例
步骤一：对于待测的聚乙烯热熔接头焊缝两侧6-8mm宽的区域进行360°清理，确保无杂质干扰。
步骤二：根据待检测的聚乙烯热熔接头外径选择对应数量的长连杆或者短连杆，组装链式滚轮扫查器。
步骤三：根据聚乙烯热熔接头工件的检测工艺选定频率2.50-3.50MHz相TOFD探头，并在特殊研制的零度水浸楔块上安装探头。
步骤四：锁紧检查器，从楔块接口导入耦合剂，如果条件具备，优先选用羟甲基纤维素水溶液作为耦合剂，保证工件和探头之间良好的声学耦合。
步骤五：发射探头产生的非聚焦纵波波束以一定角度入射到待检测的工件中，其中部分波束沿着近表面传播被接收探头接收，部分波束经底面反射后被接收探头接收。
步骤六：接收探头通过接收缺陷尖端的衍射信号及其时差来确定缺陷的位置和缺陷尺寸大小。
步骤七：接收探头对整合后的信号进行接收并根据三角方程进行软件算法成像。
步骤八：每个焊缝的超声波检测结果被电子记录存储，可以导出并利用软件分析缺陷具体位置和大小。
步骤九：接收单元接收的信号经过编码器转换成聚乙烯热熔接头焊接区的图像。如说明书附图2所示。
8.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种聚乙烯热熔焊缝的超声波时差衍射(TOFD)检测方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：
步骤一：根据聚乙烯热熔接头工件外径选择对应数量的长连杆或者短连杆，组装滚轮链式扫查器。
步骤二：根据聚乙烯热熔接头工件的检测工艺选定TOFD探头，并在特殊研制的零度水浸楔块上安装TOFD探头。
步骤三：锁紧检查器，从楔块接口导入耦合剂，保证工件和探头之间良好的声学耦合。
步骤四：发射探头产生非聚焦纵波波束以一定角度入射到被检测的工件中，其中部分波束沿着近表面传播被接收探头接收，部分波束经底面反射后被接收探头接收。
步骤五：接收探头通过接收缺陷尖端的衍射信号及其时差来确定缺陷的位置和缺陷尺寸大小。
步骤六：接收探头对整合后的信号进行接收并根据三角方程进行软件算法成像。
步骤七：每个焊缝的超声波检测结果被电子记录存储，可以导出并利用软件分析缺陷具体位置和大小。
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