相控阵技术在船舶焊接结构检测中的应用
发布时间：2020-11-19 04:38
焊缝具有力学性能高、密封性能好、生产效率高等优点,应用在船舶制造业已经很长时间。船用钢在焊接时,由于各种因素会使焊缝内部和表面形成焊接缺陷,这些缺陷会严重影响焊缝的力学性能,甚至会影响船舶航行的安全。相控阵超声检测由于自身的特点,可以根据焊缝形式调节适合的声束角度和聚焦深度使得声束覆盖全部焊缝截面,检测速度和检测效率都很高。而且由于检测灵敏度高和结果直观,可用图像显示缺陷并且可以得到准确的定量信息等优点,已经应用于石油工业、电力工业、航天航空工业的检测。然而由于船舶结构的特殊性,相控阵超声检测技术在船舶制造中监控焊接质量的应用起步较慢,没有得到广泛的应用。为了适应高速的生产效率和减少检测成本,采用相控阵检测技术在船舶建造的过程中对焊接质量的控制势在必行。本文根据船厂常用的焊接方法设计制作了含裂纹、未焊透、未熔合、气孔、和夹渣缺陷的试板。首先利用射线检测方法对试板进行拍片,对缺陷进行长度测量和定性。其次利用常规超声波检测对试板进行扫查,对缺陷测长和定量。最后利用相控阵超声对试板进行扫查,得到相控阵检测图像和数据。通过将不同的扫描形式和焊缝图像的3D显示相结合,研究不同的典型缺陷在相控阵超声检测所呈现出的图像特征,表明相控阵超声的检测结果与射线检测结果吻合度很高,总结出船厂焊缝常见的五种典型缺陷特征并且经过船厂现场实际检测测试,验证了相控阵超声检测的可靠性,为相控阵超声检测方法在船舶行业的推广应用提供有力的支持与帮助。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U671.8
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 船厂目前存在的问题
1.2.2 船厂现有焊缝无损检测方法
1.2.3 相控阵技术的优点
1.2.4 相控阵技术的发展现状
1.3 主要研究内容
2 相控阵超声检测基本理论
2.1 相控阵超声检测基本原理
2.1.1 相控阵超声发射和接收
2.1.2 相控阵超声的扫描模式
2.2 相控阵超声的声束控制
2.2.1 相控阵超声声束的聚焦
2.2.2 相控阵超声声束的偏转
2.2.3 相控阵超声聚焦声束的偏转
2.3 本章小结
3 相控阵超声检测设备的校准与焊缝仿真
3.1 相控阵超声检测设备
3.2 相控阵超声检测设备的校准
3.2.1 楔块延迟校准
3.2.2 声速校准
3.2.3 实际DAC曲线制作
3.2.4 时间增益校准（TCG）
3.2.5 角度增益校准（ACG）
3.2.6 编码器校准
3.3 焊缝仿真参数设置
3.4 本章小结
4 船用钢对接焊缝传统无损检测和相控阵超声检测对比
4.1 船用钢对接焊缝典型缺陷分析
4.2 船用钢对接焊缝缺陷试板的设计与制作
4.3 船用钢对接焊缝射线检测
4.3.1 射线检测设备和检测参数
4.3.2 射线检测结果
4.3.3 典型焊接缺陷的底片显示特点分析
4.4 船用钢对接焊缝常规超声波检测
4.4.1 常规超声波检测设备
4.4.2 常规超声波检测工艺
4.4.3 常规超声波检测结果
4.4.4 典型焊接缺陷的A扫反射回波波形特点分析
4.5 船用钢对接焊缝相控阵超声检测
4.5.1 相控阵超声检测设备与检测参数
4.5.2 相控阵超声检测试验工艺
4.5.3 相控阵超声检测结果
4.6 试板检测结果比较
4.7 船厂对接焊缝常见的典型缺陷相控阵超声图像形成分析
4.8 本章小结
5 相控阵超声检测技术在船厂的实际应用情况
5.1 相控阵检测在船厂应用的困难
5.2 目前相控阵检测在船厂应用情况
5.3 船厂对于缺陷评估和不合格品处理
5.4 船厂应用相控阵超声检测技术的展望
5.5 本章小结
结论
参考文献
附录A 船厂的相控阵超声检测流程
附录B 船厂的相控阵超声检测报告格式
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】
本文编号：2889711
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U671.8
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 船厂目前存在的问题
1.2.2 船厂现有焊缝无损检测方法
1.2.3 相控阵技术的优点
1.2.4 相控阵技术的发展现状
1.3 主要研究内容
2 相控阵超声检测基本理论
2.1 相控阵超声检测基本原理
2.1.1 相控阵超声发射和接收
2.1.2 相控阵超声的扫描模式
2.2 相控阵超声的声束控制
2.2.1 相控阵超声声束的聚焦
2.2.2 相控阵超声声束的偏转
2.2.3 相控阵超声聚焦声束的偏转
2.3 本章小结
3 相控阵超声检测设备的校准与焊缝仿真
3.1 相控阵超声检测设备
3.2 相控阵超声检测设备的校准
3.2.1 楔块延迟校准
3.2.2 声速校准
3.2.3 实际DAC曲线制作
3.2.4 时间增益校准（TCG）
3.2.5 角度增益校准（ACG）
3.2.6 编码器校准
3.3 焊缝仿真参数设置
3.4 本章小结
4 船用钢对接焊缝传统无损检测和相控阵超声检测对比
4.1 船用钢对接焊缝典型缺陷分析
4.2 船用钢对接焊缝缺陷试板的设计与制作
4.3 船用钢对接焊缝射线检测
4.3.1 射线检测设备和检测参数
4.3.2 射线检测结果
4.3.3 典型焊接缺陷的底片显示特点分析
4.4 船用钢对接焊缝常规超声波检测
4.4.1 常规超声波检测设备
4.4.2 常规超声波检测工艺
4.4.3 常规超声波检测结果
4.4.4 典型焊接缺陷的A扫反射回波波形特点分析
4.5 船用钢对接焊缝相控阵超声检测
4.5.1 相控阵超声检测设备与检测参数
4.5.2 相控阵超声检测试验工艺
4.5.3 相控阵超声检测结果
4.6 试板检测结果比较
4.7 船厂对接焊缝常见的典型缺陷相控阵超声图像形成分析
4.8 本章小结
5 相控阵超声检测技术在船厂的实际应用情况
5.1 相控阵检测在船厂应用的困难
5.2 目前相控阵检测在船厂应用情况
5.3 船厂对于缺陷评估和不合格品处理
5.4 船厂应用相控阵超声检测技术的展望
5.5 本章小结
结论
参考文献
附录A 船厂的相控阵超声检测流程
附录B 船厂的相控阵超声检测报告格式
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】
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4 李俊超;李一宁;;超声波检测中缺陷的智能识别[J];机械工程师;2010年08期
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6 龙斌红;都学锋;;焊接的缺陷及预防措施[J];黑龙江科技信息;2008年26期
7 黄磊,王长安,牛虎乾;焊缝超声波探伤中缺陷性质的评估[J];焊管;2005年03期
本文编号：2889711
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