ERW焊缝超声波离散阵列探头技术解决焊缝偏离的探伤难题.pdfVIP

ARRAY ULTRASONIC WELD LINE WANDER PROBLEMS ELIMINATED AT LAST! 阵列超声波阵列超声波 阵列超声波阵列超声波 焊缝偏离问题的最终焊缝偏离问题的最终解决解决 焊缝偏离问题的最终焊缝偏离问题的最终解决解决 InspecTech 450 MIDWEST ROAD ▲ SCARBOROUGH, ONTARIO ▲ M1P 3A9 ▲ PHONE (416) 757-1179 ▲ FAX (416) 757-8096 在直缝电阻焊接钢管 （ERW ）生产线上超声波焊缝检测技术已被采用了40 多年。在焊管生产线上用于在线缺陷检测以及毛刺的监测，在精整区用于离线焊 缝缺陷的检测。在过去的这些年，超声波在性能上得到了不断的改善，到今天， 基于计算机的系统供了强大的带系统设定以及包括数据存储能力的功能。 超声波方法在ERW钢管检测中得到普遍认可，主要是其有很好的性噪比（很 少误报）以及其灵敏度不受壁厚的影响 （内、外伤可以同等的识别）。 但不幸的 是，虽然其是很好的方法，但在应用当中是不完美的。 为什么不完美呢！是因为超声波探头必须设定在距焊缝相应的位置上，该位 置就是系统标定时选定的探头位置。在标定样管上确定的相对位置在转移到被检 测钢管上时，该相对位置的准确性难以得到保持， 以及在生产线上焊缝走线的自 然偏离 “WANDER”或钢管传送辊道导致的焊缝偏离都使得标定时的相对位置条 件几乎不可能得到满足。 当焊缝仅仅偏离检测标定缺陷相对位置3mm，就可导致同样缺陷尺寸的信号 幅度下降30dB(50:1)或者消失。 渐开线检测装置“Involute Search Unit”是早年曾经试图来补偿焊缝的偏移的 方法之一。其实际上是一个多晶片复合超声波传感器，但不幸的是其成本太高而 且效率太低。另外的一些方法包括：使用多探头 （通道），其对设定的要求很高； 以及即使是使用相控阵也是如此。相控阵系统能够在焊缝区域产生顺序变角度扫 ，但是由于材料的声学性能其在重复频率上受到了限制，当其声束聚焦在焊缝 区域的另一位置时，就会存在焊缝上短缺陷漏探可能性。 InspecTech 始终使用其专有的大长宽比“high-aspect-ratio ”矩形传感器，其 聚焦超声波能量在焊缝区域的垂直于焊缝的方向上使声束长度达到最大，同时在 焊缝区域的沿焊缝方向上使声束宽度达到最小。这种传感器，当使用其最大重复 频率时，在供足够的焊缝偏离补偿的同时能够很好区分小缺陷。采用本传感器 技术，1mm的通孔和在长度上很小的缺陷均能被发现。 不过 ，大长宽比“high-aspect-ratio ”矩形传感器不是对所有的焊缝偏移都适 1 用，特别是超厚壁管。 对这个烦人的问题，InspecTech很高兴的发布一个完全有效的解决方案很高兴的发布一个完全有效的解决方案：：阵 很高兴的发布一个完全有效的解决方案很高兴的发布一个完全有效的解决方案：： 列传感器组件 （一个单一结构），其不需要单独调节，而且比传统的超声波系统 更容易使用。 通过预先计算 （设定）的偏移量，在其对应很宽的位置范围内缺陷产生的信 号幅度仅产生几个dB值的差异，由此将一系列的大长宽比 “high-aspect-ratio ”矩 形传感器作为一个离散阵列被组装在一起来达到这一目标。与相控阵不同，所有 传感器均同时触发而且都在几KHz, 其就保证了在焊缝位置很宽的范围内热影响 区和焊缝区的全覆盖。图1, 2, 3 4所示，为焊缝两边± 1” (25mm)范围内本系统在 几个dB幅度变化的情况下捕获和显示缺陷的能力。对常规尺寸 （3” 到 24” ）的 ERW焊管超声波检测，我们的阵列传感