給螺旋管焊縫做B超？

文章來源：http://www.isinai.cn 發布時間：2022-02-28 10:03:01 瀏覽次數：180

超聲波太學術？B超各位都知道吧，其實B超就是超聲波檢測的一種運用！

螺旋管圈水冷壁是國產1000MW超超臨界鍋爐的最主要承壓部件之一。螺旋管圈水冷壁鰭片焊縫上一旦有裂紋就會造成頻繁的停爐事故。所以必須有效地揪出這些危害性的裂紋，這篇文章就給大家講講如何給這種螺旋管焊縫進行B超！

1為什么選取超聲波檢測？

螺旋管圈水冷壁使用在管子之間電焊焊接扁鋼連接而成，在工程上，把用來連接水冷壁管子的扁鋼稱為鰭片，鰭片和水冷壁管子的電焊焊接角焊縫稱為鰭片焊縫。

電焊焊接角焊縫

這種鰭片焊縫頻繁產生裂紋造成停爐事故。但受到結構限制使用表面的檢測和射線檢測均存在較大問題，但使用超聲波檢測可以解決這一問題。不過常規的超聲波檢測，由于鰭片之間的間隙窄，無法進行的檢測，怎么辦呢？

2那就特別設計一下唄！

超聲檢測系統主要包括探頭和檢測儀器兩部分。

2.1探頭設計

螺旋管圈水冷壁鰭片焊縫檢測分探頭對側焊縫檢測和探頭側焊縫檢測兩種情況，超聲在介質中的傳播途徑分別如圖2和圖3所示。H為焊縫下端與鰭片上端面垂直距離，α為楔塊與金屬界面超聲波入射角，β為折射角。近探頭側鰭片焊縫裂紋的檢測可使用鰭片底邊二次反射橫波的檢測。

探頭側焊縫檢測兩種情況

根據實際的檢測要求，探頭尺寸不能太大，水冷管雙邊四條鰭片焊縫從扁鋼單面完成的檢測最佳，此外需要選用波長較短的橫波進行探傷。通過對多種材料加以比對后，選取聚砜制作楔塊較為合適。

專用超聲探頭設計主要包括晶片設計、探頭楔塊設計、探頭背襯設計和探頭電匹配四部分。

為得到較高的檢測精確度，選取矩形復合材質壓電式晶片。為能保證缺陷檢測精確度和缺陷定量分析，探頭聲場距離以三倍近場長度為佳。根據鋼中橫波波長及橫波近場長度，可以計算出壓電式晶片面積。根據計算的壓電式晶片長度，可以近似求得探頭前沿長度，按照實際生產需要，鰭片與水冷管電焊焊接融合深度約為鰭片厚度的60%，計算得到的探頭前沿，確保在的檢測過程中，有效避免鰭片與水冷管壁接觸區中間未熔合區域產生的超聲波反射信號進入超聲波探頭。然后根據計算得到的晶片長度和壓電式晶片面積，進而計算得到晶片寬度。

探頭楔塊形狀設計既要能保證探頭前沿值盡量短又要雜波少，為減少楔塊側面造成的反射雜波，在楔塊四周側面開深度約為0.5～1毫米寬度0.2毫米左右的豎槽，楔塊外形設計如圖4所示，其中α為入射角，γ為楔塊前端傾斜角。

完成楔塊設計后，要得到理想的窄脈沖波以提高探頭的檢測分辨精確度，需要對超聲探頭背襯吸聲層和電匹配精確設計。

為實現與壓電式晶片聲阻抗的匹配，本設計對背襯復合材質的聲阻抗作了理論上的計算分析，尋找其聲阻抗與鎢粉體積濃度之間的關系。

為增加超聲換能器的帶寬，還有一個重要的手段就是電匹配問題。

2.2超聲檢測儀器設計

鰭片焊縫專用超聲檢測儀器設計包括超聲發射電路、超聲增益放大電路、濾波電路和數據采集電路等。

為了能方便系統靈巧調校，本設計使用非調諧式發射電路，其脈沖性能指標可以通過關鍵控制器FPGA方便地進行調整設定。

超聲檢測信號接收/數據采集模塊中的程控放大電路放大后，再經過超聲濾波電路。在本設計中，選用帶通濾波電路，使有用信號正好在它的通頻帶上，有效濾除噪聲。為兼顧不同的運用和頻段選取，本設計中利用FPGA控制繼電器選通五組帶通濾波電路。

數據采集電路使用常規設計。

3是騾子是馬拉出來溜溜唄！

3.1缺陷加工