CN114184672A - 一种提高u肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，所述方法包括以下步骤：步骤一、超声相控阵检测设备的校准；步骤二、U肋角焊缝对比试块的测试；步骤三、U肋角焊缝的检测准备，即肋板厚度和肋板倾角的测量；步骤四、U肋角焊缝的超声相控阵检测。本发明一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其用于正交异性钢箱梁制造及服役后U肋角焊缝的检测。

Description

一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法
技术领域
本发明涉及一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，属于桥梁钢结构无损检测技术领域。
背景技术
正交异性钢箱梁由于质量轻、承载力强、建设周期短等优点，广泛应用于大跨径公路或公铁两用桥梁。但由于各种因素的影响，正交异性钢箱梁在服役一段时间后会出现不同程度的疲劳裂纹问题，其中U肋角焊缝的制造质量是正交异性钢箱梁及桥梁运行安全性和可靠性的关键因素之一。随着对正交异性钢箱梁研究的深入和焊接技术的发展，U肋角焊缝的设计要求由无熔深检测要求到单面非熔透角焊缝熔深不低于肋板厚度75％/80％的要求。随着智能机器人及内焊技术的发展，提出了U肋双面未熔透角焊缝和双面全熔透角焊缝的要求。设计要求和制造技术的进步对检测方法也提出了更高的要求，需要发展或提出能适用于不同设计要求的正交异性钢箱梁U肋角焊缝制造质量的超声相控阵检测方法。
超声相控阵技术由程序控制多个阵元形成形状可控的超声场，可实现复杂形状的无损检测、A扫描、S扫描等多种形式，超声相控阵检测技术在正交异性钢箱梁U肋角焊缝的应用，可有效提高缺陷检出率和检测效率。但在正交异性钢箱梁的实际检测流程中，要系统分析影响测量准确的因素，有必要提出一种提高U肋角焊缝测量准确度的超声相控阵检测方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其用于正交异性钢箱梁制造及服役后U肋角焊缝的检测。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一、超声相控阵检测设备的校准；
步骤二、U肋角焊缝对比试块的测试；
步骤三、U肋角焊缝的检测准备，即肋板厚度和肋板倾角的测量；
步骤四、U肋角焊缝的超声相控阵检测。
优选的，步骤二中实物对比试块的设计及测试：实物对比试块应采用与待检正交异性钢箱梁U肋角焊缝相同材质、相同厚度的母板和肋板，采用相同的焊接工艺制作实物对比试块，且利用低倍宏观法测量实物对比试块的角焊缝熔深应大于设计要求，再采用机械切割方法使得角焊缝熔深等于设计值。
优选的，步骤三中测量肋板厚度不少于3次并取平均值，测量肋板倾角不少于3次并取平均值。
优选的，测量肋板厚度采用数字测厚仪或游标卡尺，测量肋板倾角采用角度测量仪或取形规。
优选的，步骤三中测量数值读取，由于不同超声相控阵检测系统的图形呈现机理存在一定的差异，因此关于角焊缝熔深测量数值的读取略有差异，即进行实物对比试块的检测时测量点处于红黄或黄蓝交界处，角焊缝测量时即按红黄或黄蓝交界处读取数值。
优选的，肋板厚度局部测量：当发现熔深不足或内部缺陷时，为了保证测量值准确度，需要再次测量熔深不足处或内部缺陷处的肋板厚度不少于3次并取平均值。
优选的，肋板倾角局部测量：当发现熔深不足或内部缺陷时，为了保证测量值准确度，需要再次测量熔深不足处或内部缺陷处的肋板倾角不少于3次并取平均值。
优选的，步骤四将肋板厚度均值和肋板倾角均值输入超声相控阵测量系统再进行相应的U肋角焊缝的超声相控阵检测。
优选的，所述方法适用于单面U肋非熔透角焊缝熔深的测量、单面U肋非熔透角焊缝、双面U肋未熔透角焊缝和双面U肋全熔透角焊缝的内部缺陷位置及大小的测量。
优选的，步骤二中的对比试块是单面U肋非熔透角焊缝对比试块、双面U肋未熔透角焊缝对比试块或双面U肋全熔透角焊缝对比试块。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其用于正交异性钢箱梁制造及服役后U肋角焊缝的检测。
附图说明
图1为单面U肋非熔透角焊缝对比试块的结构示意图。
图2为双面U肋未熔透角焊缝对比试块的结构示意图。
图3为双面U肋全熔透角焊缝对比试块的结构示意图。
图4为超声相控阵探头声束覆盖的示意图。
其中：
母板1
肋板2
熔合处3
肋板根部4
未熔合的前端点5
未熔合的后端点6
横通孔7
超声相控阵探头8
超声相控阵声束9。
具体实施方式
本实施例中的一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其包括以下步骤：
步骤一、超声相控阵检测设备的校准；
步骤二、U肋角焊缝对比试块的测试；
实物对比试块的设计及测试：实物对比试块应采用与待检正交异性钢箱梁U肋角焊缝相同材质、相同厚度的母板和肋板，采用相同的焊接工艺制作实物对比试块，且利用低倍宏观法测量实物对比试块的角焊缝熔深应大于设计要求，再采用机械切割方法使得角焊缝熔深等于设计值；
步骤三、U肋角焊缝的检测准备，即肋板厚度和肋板倾角的测量；
测量肋板厚度不少于3次并取平均值，推荐采用数字测厚仪或游标卡尺；测量肋板倾角不少于3次并取平均值，推荐采用角度测量仪或取形规；
测量数值读取，由于不同超声相控阵检测系统的图形呈现机理存在一定的差异，因此关于角焊缝熔深测量数值的读取略有差异，即进行实物对比试块的检测时测量点处于红黄或黄蓝交界处，角焊缝测量时即按红黄或黄蓝交界处读取数值；
注意事项：
肋板厚度局部测量：当发现熔深不足或内部缺陷时，为了保证测量值准确度，需要再次测量熔深不足处或内部缺陷处的肋板厚度不少于3次并取平均值；
肋板倾角局部测量：当发现熔深不足或内部缺陷时，为了保证测量值准确度，需要再次测量熔深不足处或内部缺陷处的肋板倾角不少于3次并取平均值。
步骤四、U肋角焊缝的超声相控阵检测。
将肋板厚度均值和肋板倾角均值输入超声相控阵测量系统再进行相应的U肋角焊缝的超声相控阵检测(参见图4)。
所述方法适用于单面U肋非熔透角焊缝熔深的测量、单面U肋非熔透角焊缝、双面U肋未熔透角焊缝和双面U肋全熔透角焊缝的内部缺陷位置及大小的测量；
步骤二中的对比试块可以是单面U肋非熔透角焊缝对比试块(参见图1)、双面U肋未熔透角焊缝对比试块(参见图2)或双面U肋全熔透角焊缝对比试块(参见图3)。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
步骤一、超声相控阵检测设备的校准；
步骤二、U肋角焊缝对比试块的测试；
步骤三、U肋角焊缝的检测准备，即肋板厚度和肋板倾角的测量；
步骤四、U肋角焊缝的超声相控阵检测。
2.根据权利要求1所述的一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其特征在于：步骤二中实物对比试块的设计及测试：实物对比试块应采用与待检正交异性钢箱梁U肋角焊缝相同材质、相同厚度的母板和肋板，采用相同的焊接工艺制作实物对比试块，且利用低倍宏观法测量实物对比试块的角焊缝熔深应大于设计要求，再采用机械切割方法使得角焊缝熔深等于设计值。
3.根据权利要求2所述的一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其特征在于：步骤三中测量肋板厚度不少于3次并取平均值，测量肋板倾角不少于3次并取平均值。
4.根据权利要求3所述的一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其特征在于：测量肋板厚度采用数字测厚仪或游标卡尺，测量肋板倾角采用角度测量仪或取形规。
5.根据权利要求2所述的一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其特征在于：步骤三中测量数值读取，由于不同超声相控阵检测系统的图形呈现机理存在一定的差异，因此关于角焊缝熔深测量数值的读取略有差异，即进行实物对比试块的检测时测量点处于红黄或黄蓝交界处，角焊缝测量时即按红黄或黄蓝交界处读取数值。
6.根据权利要求3所述的一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其特征在于：肋板厚度局部测量：当发现熔深不足或内部缺陷时，为了保证测量值准确度，需要再次测量熔深不足处或内部缺陷处的肋板厚度不少于3次并取平均值。
7.根据权利要求3所述的一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其特征在于：肋板倾角局部测量：当发现熔深不足或内部缺陷时，为了保证测量值准确度，需要再次测量熔深不足处或内部缺陷处的肋板倾角不少于3次并取平均值。
8.根据权利要求3所述的一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其特征在于：步骤四将肋板厚度均值和肋板倾角均值输入超声相控阵测量系统再进行相应的U肋角焊缝的超声相控阵检测。
9.根据权利要求1所述的一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其特征在于：所述方法适用于单面U肋非熔透角焊缝熔深的测量、单面U肋非熔透角焊缝、双面U肋未熔透角焊缝和双面U肋全熔透角焊缝的内部缺陷位置及大小的测量。
10.根据权利要求1所述的一种提高U肋角焊缝测量精确度的超声相控阵检测方法，其特征在于：步骤二中的对比试块是单面U肋非熔透角焊缝对比试块、双面U肋未熔透角焊缝对比试块或双面U肋全熔透角焊缝对比试块。
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