金属结构焊缝超声波相控阵检测技术研究

发布时间：2020-10-12 23:51

　　 T型接头是钢结构中常用的焊接接头形式,承受着结构应力、剪切应力和焊接应力。由于T型焊缝结构复杂,焊接难度大,在焊接的过程中极有可能产生缺陷,这些缺陷直接关系到钢结构件或设备的使用性能,对设备的安全运行甚至人们的生命财产安全造成严重的影响。为了保证焊接结构安全性,开展金属结构焊缝超声波相控阵无损检测技术研究具有非常重要的工程价值。论文主要工作及成果如下:1、归纳总结了超声波相控阵无损检测技术的检测方法,工作方式和成像原理以及探头的选择原则,给出了相控阵探头近场区的计算公式,制定了详细的检测方案。2、利用EN LIGHT仿真软件对T型接头焊缝进行声束覆盖仿真,确定了最佳检测面、探头布置位置及楔块前沿距离焊缝中心的偏移距离,通过声束偏转理论计算出声束的最小起始角度和最大终止角度。仿真结果与实际试验检测相符,验证了检测仿真方案的可行性。3、对含有人工植入缺陷的T型试块接头焊缝进行超声波相控阵无损检测,将检测区域分为两个检测面,5个检测位置,使用手动编码器对焊缝进行A扫、C扫、S扫、D扫和3D视图,分析了缺陷的类型、长度、以及缺陷所处T型试块焊缝中的位置,并与人工实际缺陷对比,其检测结果与实际相近,同时获得比常规超声波检测更多的信息量。试验表明超声波相控阵无损检测技术可用于T型接头焊缝检测,并具有检测速度快,工作效率及检测灵敏度高等优点。4、完善了T型接头焊缝超声波相控阵无损检测工艺,制定了常见缺陷的超声波相控阵扇形扫查图谱,为相控阵在工程应用中对缺陷图谱的识别提供了指导。
【学位单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG441.7
【部分图文】：

1 绪论1 绪论1.1 超声波相控阵检测技术简介超声相控检测阵技术是由常规超声无损检测技术发展而来[1]。它是利用物体中由组织结构或缺陷的差别存在而让超声波的物理性质物理量发生变化的一种现象，通过一定的检测手段来测量或检测这些缺陷[2]。利用超声波在物体中的多种传播特性，例如衍射与散射、反射与折射、衰减和在不同材料中的声速不同的特点，能够对各种材料的密度、尺寸、内部缺陷和组织变化等。超声波检测是目前最为广泛的一种重要的无损检测技术

统主要有两种工作方式，一是裂纹检的测，二是壁厚测量和裂纹检测的复合材料检测，英国的 C Nageswaran 对 CRFP(碳纤维增强型塑料)材料波进行检测，通过两种方式分别模拟加工过程中及使用一段时间后出现实验发现，超声相控阵技术在检测复合材料时能够很大程度的提高检测的常规无损检测方法情况下我们通常用到的焊缝的无损检测方法为：渗透检测（PT）、磁粉检测测（UT）、射线检测（RT）以及涡流检测（ET）[14]。各种检测方法都。探伤与渗透探伤都是无损检测材料表面裂纹缺陷的方法且方法简单可靠较直观。他们的不足之处是只能检测焊缝的表面或者近表面的缺陷不能陷，检测结果受操作者和环境因素的影响也非常大。磁粉检测适用于检面及近表面，尺寸小，间隙极窄目视难以看出的缺陷。渗透检测灵敏度μm以下的缺陷此方法不受材料性质以及化学成分的限制[14]。

的优点远远多于其优点，所以在无损检测行业里，其它的使用范围还是非常的]。线照相检测方法在水工金属结构焊缝方面的检测的应用也非常的广泛。使用检测，可以把检测结果直接记录在底片上面，使检测结果更直观，更全面，年限也比较长。射线检测对缺陷的定性及定量方面也比较准确，对体积型缺宽度尺寸的的确定误差能在零点几毫米之内。射线检测也存在一些局限性，的检出率是很高，但是面积型的缺陷的检出率就会受到多种因素的影响。其形态尺寸、透照厚度、透照 角度、透照几何条件、源和胶片种类、像质计灵很多因素。它对工件的厚度也有要求，易检验厚度相对较薄的工件，不易检较厚的工件。工件厚度增大时射线照相的绝对灵敏度就会降低，尺寸较小的缺积型缺陷的漏检率可能就会比较高。射线照相设备和透照室的建设费用比较按其面积以及防护等级等设计条件的不同，建设费用在数十万乃至数百万元的材料成本（胶片、冲洗药水等）、人工成本也是很高的。此外，射线会对害。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈汉新;胡小龙;向波;;焊缝无损检测的相控阵理论研究[J];焊接技术;2017年06期

2 李衍;;超声相控阵全聚焦法成像检测[J];无损检测;2017年05期

3 陈冰川;陆文杰;汪明辉;;CIVA仿真软件在核电厂汽轮机叶根相控阵检测中的应用[J];无损检测;2016年06期

4 唐勇;;桥门式起重机中T型焊缝缺陷的超声检测[J];福建质量管理;2016年01期

5 郭孝欢;涂明武;孙法亮;张献峰;;军机复合材料层压板超声相控阵检测的CIVA仿真与试验[J];机电产品开发与创新;2014年06期

6 靳世久;杨晓霞;陈世利;黄玉秋;郭薇;;超声相控阵检测技术的发展及应用[J];电子测量与仪器学报;2014年09期

7 郑红霞;商振强;;T型焊缝相控阵检测[J];无损检测;2014年03期

8 涂春磊;邹建华;强天鹏;李士林;郑凯;孙忠波;;对接焊缝相控阵超声检测可靠性的CIVA仿真与试验[J];无损检测;2013年11期

9 冯云国;刘广兴;张丙法;;端点衍射法测量焊接接头内部缺陷高度[J];无损检测;2012年07期

10 金南辉;牟彦春;;小径管对接焊接接头相控阵超声检测技术[J];无损检测;2010年06期

相关博士学位论文 前1条

1 樊程广;超声相控阵超分辨率成像方法研究[D];国防科学技术大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘飞;超声相控阵焊缝缺陷检测中聚焦参数研究[D];南昌航空大学;2015年

2 宁小伟;16通道超声相控阵系统的AFE研究[D];西南交通大学;2014年

3 陈彦宏;超声相控阵动态聚焦技术研究[D];西南交通大学;2014年

4 张晶;相控阵超声检测中的关键技术研究[D];天津大学;2014年

5 刘书宏;超声相控阵测量裂纹高度与缺陷定性研究[D];南昌航空大学;2013年

6 胡志南;超声相控阵检测与成像技术的研究[D];华南理工大学;2013年

7 孙魁;基于超声波信号的焊缝评估研究[D];武汉工程大学;2013年

8 刘晓睿;超声相控阵技术检测和评价方法研究[D];南昌航空大学;2012年

9 邓江敏;电站锅炉T型接管角接接头相控阵检测技术研究[D];南昌航空大学;2012年

10 侯军辉;超声相控阵换能器阵列延时电路设计[D];西南交通大学;2012年

本文编号：2838454