多組通道相控陣探傷儀的基本原理
1.區域劃分法
采用全自動超聲檢測的關鍵是"區域劃分法"。根據壁厚、坡口形式、填充次數將焊縫分成幾個垂直的區。每個分區的高度一般為1-3mm,每個區都由一組獨立的晶片進行掃查(這種分區的掃查被稱為A掃)。檢測主聲束的角度按照主要缺陷的方向來設定(在自動焊中主要是未熔合,即將波束盡量垂直于熔合線)。A掃采用聚焦聲束進行掃查,焦點尺寸一般為2mm或更小。它們可以有效的檢測各自的區域,而且臨近區域反射體上的重疊最小。每個分區以焊縫中心線為界,分為上游、下游兩個通道,其檢測結果在帶狀圖上以相對應的通道顯示出。
2.相控陣探頭
相控陣列是換能器晶片的組合,為確定不連續性的形狀。其大小和方向提供出比單個或多個換能器系統更大的能力。有三種主要陣列類型:線性、面狀和環行。在一個相控陣列中相位轉換是用電子系統控制,通過超聲發射器通向每個換能器。相控陣列除有效地控制超聲形狀和方向外,還實現和完善了復雜的動態聚焦和實時掃描。(參見《美國無損檢測手冊》超聲卷"相控陣")PipeWIZARD相控陣探頭采用線形陣列,容納晶片60個。晶片成間隔狀直線性分布在探頭中。通常使用兩個陣列探頭分布于焊縫兩側。它能產生上千種不同的超聲束,可配置40到70范圍的掃查角度(β角),以滿足分區掃查所需要的各種角度。
與傳統的手工藝超聲波探傷相比,多組通道相控陣探傷儀具有以下的優勢:
1、檢測速度快,現場檢測時只需對環焊縫進行一次簡單的線性掃查而無需來回移動即可完成全焊縫的檢測,從準備到焊縫評定完畢,整個過程約需6分鐘。
2、缺陷定位準確,檢測靈敏度高。3、完全車載,作業強度小,無輻射無污物。
4、檢測結果直觀,可實現實時顯示。在掃查的同時可對焊縫進行分析、評判。也可打印、存盤,實現檢測結果的保存。避免X射線底片不易攜帶、不易保存的缺點。
5、可檢測射線無法穿透的壁厚。對管道環焊縫、球罐、儲罐等對接焊縫的檢測,效率高、效果好。
相控陣的局限性:
1、受客觀影響大,工件表面光滑度,焊縫工藝完整性,軌道安裝精度都會對檢測結果產生影響。
2、檢測不同壁厚,不同規格和材料的焊縫,需要不同的試塊來做校準。
3、儀器調節過程復雜,調節準確性對檢測結果影響大。
4、每個作業組至少需要4人。
5、對手工電弧焊的檢測效果低于自動焊。
6、多組通道相控陣探傷儀檢測對象有局限性。