本發(fā)明屬于小徑管缺陷檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種厚壁小徑管焊縫缺陷的檢測方法。

背景技術(shù)：

小徑管一般指外徑小于等于100mm的管子?；鹆Πl(fā)電廠的水冷壁管、過熱器管、再熱器管等都屬于小徑管，承受較高的溫度和壓力，其焊接質(zhì)量直接關(guān)系到鍋爐的安全運(yùn)行。一旦焊接質(zhì)量不合格造成爆管，導(dǎo)致機(jī)組非停，會造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此對小徑管焊接質(zhì)量的檢測尤其重要。

目前常用的方法為射線和超聲檢測。隨超臨界及超超臨界機(jī)組的發(fā)展，很多過熱器管厚度都能達(dá)到8-12mm，對于這些厚壁小徑管進(jìn)行射線檢測時，為了提高透照厚度寬容度，往往采用較高的射線能量，這種情況下，缺陷的檢出率是很低的，特別是危害嚴(yán)重的裂紋常常發(fā)生漏檢。此外，很多小徑管在安裝過程中，管子密集排列，處于困難位置，給射線探傷帶來很大的難度。而采用常規(guī)超聲波檢測，由于小徑管管壁曲率大，聲波耦合困難，其反射面聲能損失較大，對小徑管焊縫中的危害性缺陷較難判定，且其檢測過程沒有可靠的記錄，影響了超聲波在小徑管焊縫檢測中的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種厚壁小徑管焊縫缺陷的檢測方法。本發(fā)明針對厚壁小徑管射線檢測困難的問題，采用相控陣和CR(ComputedRadiography)技術(shù)相結(jié)合的檢測方法，以解決射線檢測時因透照厚度比太大導(dǎo)致缺陷檢出率低的難點(diǎn)，及常規(guī)超聲波檢測無法記錄的缺點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對電廠厚壁小徑管焊縫的可靠檢測，保障機(jī)組的安全運(yùn)行。

本發(fā)明的一種厚壁小徑管焊縫缺陷的檢測方法，包括：

步驟1：根據(jù)小徑管的規(guī)格和材質(zhì)來選擇探頭，并根據(jù)所檢小徑管的外徑，加工弧度與小徑管相匹配的楔塊，以保證楔塊與小徑管表面的耦合效果，楔塊與探頭固定連接在在一起；

步驟2：將探頭安裝在校驗(yàn)完成的掃查器上，在小徑管的表面涂上耦合劑，然后將掃查器分別固定在小徑管焊縫的一側(cè)以及小徑管焊縫的另一側(cè)對稱位置處，確保探頭前沿與焊縫中心線的距離不變，分別手動繞焊縫一周進(jìn)行掃查；

步驟3：分析采集到的相控陣成像圖，以確認(rèn)小徑管焊縫內(nèi)部的缺陷情況，若無缺陷，則檢測結(jié)束；否則，根據(jù)采集到的相控陣成像圖，確定缺陷在小徑管的位置，并選擇透照角度進(jìn)行CR檢測，得到CR成像圖；

步驟4：將CR成像圖與相控陣成像圖進(jìn)行對比，以最終確定小徑管焊縫內(nèi)部缺陷的性質(zhì)。

其中，楔塊可以改變探頭發(fā)射的超聲波束的角度范圍，楔塊與探頭之間涂上耦合劑，然后通過固定螺絲緊密連接在一起。

進(jìn)一步地，該方法還包括：檢測前，打磨厚壁小徑管焊縫兩側(cè)的母材以清除影響焊縫檢測的物質(zhì)。

其中，所述影響焊縫檢測的物質(zhì)包括焊接飛濺、銹蝕和氧化物。

本發(fā)明在檢測前清除影響焊縫檢測的物質(zhì)，能夠避免焊接飛濺、銹蝕和氧化物這些物質(zhì)對焊縫的遮擋，提高焊縫檢測的精度。

進(jìn)一步地，打磨厚壁小徑管的寬度不小于70mm。打磨厚壁小徑管的寬度太窄，無法與探頭檢測的精度相匹配，因此要求打磨厚壁小徑管的寬度不小于70mm。

進(jìn)一步地，所述步驟1中的探頭為7.5MHz晶片的自聚焦探頭。

7.5MHz晶片的自聚焦探頭為復(fù)合壓電材料的自聚焦晶片，這樣能夠提高信噪比和分辨力，最終提高焊縫檢測的精度。

進(jìn)一步地，探頭的高度小于15mm，探頭的探頭線水平引出。

這樣考慮到很多小徑管排列密集，這樣被檢測的小徑管不受其他小徑管的影響。

當(dāng)小徑管外徑在63-73mm之間時，楔塊的曲率半徑為36.5mm。

針對不同的小徑管外徑，加工不同弧度的楔塊，加工與管徑曲率匹配的角度楔塊，增強(qiáng)了探頭的耦合效果，提高了檢測靈敏度。

進(jìn)一步地，在所述步驟2之前，還包括對掃查器進(jìn)行校驗(yàn)，以達(dá)到對焊縫的100％檢測。

進(jìn)一步地，對掃查器進(jìn)行校驗(yàn)之前還包括：設(shè)置掃查器的扇形掃查的范圍為35°-70°，并將聚焦深度設(shè)置為壁厚的2倍。

本發(fā)明通過對掃查器的設(shè)置，再通過仿真軟件模擬波束覆蓋焊縫的情況，選擇合適的探頭前沿至焊縫中心線的距離，以達(dá)到對焊縫的100％檢測。

進(jìn)一步地，所述掃查器為手鐲式掃查器。

本發(fā)明采用手鐲式掃查器進(jìn)行半自動掃查，可對密集管排縫隙處的焊縫進(jìn)行檢測，解決射線檢測時的檢測盲點(diǎn)，提高檢測的可靠性。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)采用相控陣方法對厚壁小徑管進(jìn)行檢測，可解決射線檢測時因透照厚度比太大導(dǎo)致缺陷檢出率低的難點(diǎn)，及常規(guī)超聲波檢測無法記錄的缺點(diǎn)。

(2)相控陣檢測結(jié)果直觀，圖像可視化，客觀的反映小徑管焊縫內(nèi)部缺陷的大小和形狀，再結(jié)合CR檢測，可對缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確的定性，相比常規(guī)射線檢測效率更高。二者相結(jié)合更有利于缺陷的識別和判定，同時也兼顧了檢測效率。

附圖說明

圖1為小徑管焊縫相控陣檢測示意圖；

圖2為探頭及楔塊示意圖；

圖3為CR檢測示意圖。

其中，1-小徑管；2-焊縫；3-掃查器；4-探頭；5-楔塊；6-固定螺絲；7-探頭線；8-射線源；9-IP板；10-焊縫缺陷。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

本發(fā)明采用了相控陣和CR技術(shù)相結(jié)合的檢測方法，相控陣檢測100％覆蓋焊縫內(nèi)部，極大的提高了厚壁小徑管的缺陷檢出率，同時缺陷可記錄且成像直觀。

本發(fā)明對有缺陷的位置采用CR檢測技術(shù)，可對缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確的定性，同時免除了常規(guī)射線暗室處理的環(huán)節(jié)，可在現(xiàn)場直接成像，提高了檢測效率。

本發(fā)明的一種厚壁小徑管焊縫缺陷的檢測方法，包括：

步驟1：根據(jù)小徑管的規(guī)格和材質(zhì)來選擇探頭，并根據(jù)所檢小徑管的外徑，加工弧度與小徑管1相匹配的楔塊5，以保證楔塊5與小徑管1表面的耦合效果，楔塊5與探頭4固定連接在在一起。

楔塊5與探頭4之間涂上耦合劑，然后通過固定螺絲6緊密連接在一起，如圖1所示。

楔塊5可以改變探頭反射的超聲波束的角度范圍。

在具體實(shí)施過程中，檢測前，打磨厚壁小徑管焊縫兩側(cè)的母材以清除影響焊縫檢測的物質(zhì)。其中，影響焊縫檢測的物質(zhì)包括焊接飛濺、銹蝕和氧化物。

本發(fā)明在檢測前清除影響焊縫檢測的物質(zhì)，能夠避免焊接飛濺、銹蝕和氧化物這些物質(zhì)對焊縫的遮擋，提高焊縫檢測的精度。

進(jìn)一步地，打磨厚壁小徑管的寬度不小于70mm。打磨厚壁小徑管的寬度太窄，無法與探頭檢測的精度相匹配，因此要求打磨厚壁小徑管的寬度不小于70mm。

在具體實(shí)施中，探頭可選用7.5MHz晶片的自聚焦探頭。

7.5MHz晶片的自聚焦探頭為復(fù)合壓電材料的自聚焦晶片，這樣能夠提高信噪比和分辨力，最終提高焊縫檢測的精度。

進(jìn)一步地，考慮到很多小徑管排列密集，這樣被檢測的小徑管不受其他小徑管的影響，探頭4的高度小于15mm，探頭4的探頭線7水平引出，如圖2所示，楔塊5放置于小徑管1表面。

針對不同的小徑管外徑，加工不同弧度的楔塊。

例如：當(dāng)小徑管外徑在63-73mm之間時，，楔塊的曲率半徑為36.5mm。

本發(fā)明加工與管徑曲率匹配的角度楔塊，增強(qiáng)了探頭的耦合效果，提高了檢測靈敏度。

步驟2：將探頭4安裝在校驗(yàn)完成的掃查器3上，在小徑管1的表面涂上耦合劑，然后將掃查器3固定在小徑管焊縫2的一側(cè)以及小徑管焊縫2的另一側(cè)對稱位置處，確保探頭4前沿與焊縫2中心線的距離不變，分別手動繞焊縫2一周進(jìn)行掃查，如圖1所示。

在具體實(shí)施過程中，在所述步驟2之前，還包括對掃查器進(jìn)行校驗(yàn)，以達(dá)到對焊縫的100％檢測。

具體地，可采用DL/T820-2002標(biāo)準(zhǔn)里的DL-1系列試塊校準(zhǔn)設(shè)備，主要包括聲速校準(zhǔn)、楔塊延遲校準(zhǔn)、靈敏度校準(zhǔn)、TCG曲線校準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，對掃查器進(jìn)行校驗(yàn)之前還包括：設(shè)置掃查器的扇形掃查的范圍為35°-70°，并將聚焦深度設(shè)置為壁厚的2倍。

本發(fā)明通過對掃查器的設(shè)置，再通過仿真軟件模擬波束覆蓋焊縫的情況，選擇合適的探頭前沿至焊縫中心線的距離，以達(dá)到對焊縫的100％檢測。

其中，掃查器可選用手鐲式掃查器。

本發(fā)明采用手鐲式掃查器進(jìn)行半自動掃查，可對密集管排縫隙處的焊縫進(jìn)行檢測，解決射線檢測時的檢測盲點(diǎn)，提高檢測的可靠性。

掃查器也可選用其他現(xiàn)有結(jié)構(gòu)形式的掃查器。

步驟3：分析采集到的相控陣成像圖，以確認(rèn)小徑管焊縫內(nèi)部的缺陷情況，若無缺陷，則檢測結(jié)束。

若小徑管焊縫內(nèi)部存在缺陷，則根據(jù)采集到的相控陣成像圖，確定缺陷在小徑管的位置，并選擇透照角度進(jìn)行CR檢測，得到CR成像圖。

如圖3所示，選擇透照角度使射線源8的射線束以垂直于缺陷的方向入射到小徑管內(nèi)部進(jìn)行CR檢測，對透照過的IP板9進(jìn)行掃描成像。

步驟4：將CR成像圖與相控陣成像圖進(jìn)行對比，以最終確定小徑管焊縫內(nèi)部缺陷的性質(zhì)。

在該步驟中，將CR成像圖與相控陣成像圖進(jìn)行對比，以最終確定焊縫缺陷10的性質(zhì)。

本發(fā)明采用相控陣方法對厚壁小徑管進(jìn)行檢測，可解決射線檢測時因透照厚度比太大導(dǎo)致缺陷檢出率低的難點(diǎn)，及常規(guī)超聲波檢測無法記錄的缺點(diǎn)。

本發(fā)明的相控陣檢測結(jié)果直觀，圖像可視化，客觀的反映小徑管焊縫內(nèi)部缺陷的大小和形狀，再結(jié)合CR檢測，可對缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確的定性，相比常規(guī)射線檢測效率更高。二者相結(jié)合更有利于缺陷的識別和判定，同時也兼顧了檢測效率。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用硬件實(shí)施例、軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機(jī)可用程序代碼的計算機(jī)可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器和光學(xué)存儲器等)上實(shí)施的計算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。