[发明专利]一种基于曲面靠肩耦合装置的BOSS焊缝相控阵超声检测方法

摘要

一种基于曲面靠肩耦合装置的BOSS焊缝相控阵超声检测方法，属于无损检测技术领域。该检测方法采用一套包括相控阵超声检测仪、集成分析软件的计算机、相控阵超声线阵探头及对应曲面靠肩耦合装置的超声检测系统进行检测。针对BOSS焊缝规格，选择合适的线阵探头，设计加工耦合装置，并以此设置阵元发射延时。针对不同检测范围设置激发阵元和声束偏转角度，聚焦方式选择真实深度聚焦，对焊缝实施检测。本发明提出的基于曲面靠肩耦合装置的相控阵超声检测方法，克服了常规相控阵检测方法在焊缝表面检测BOSS焊缝时声能难以进入焊缝、在支管上检测时声束无法覆盖焊缝表层区域等问题，实现了BOSS焊缝高效全覆盖检测，具有重要工程应用价值。

主权项

1.一种基于曲面靠肩耦合装置的BOSS焊缝相控阵超声检测方法，其特征是：针对BOSS焊缝规格，选择合适的相控阵超声线阵探头，设计加工曲面靠肩耦合装置，并根据装置尺寸修改阵元的发射延时；针对不同检测范围设置激发阵元和偏转角度，聚焦方式选择真实深度聚焦，对焊缝进行检测，存储检测数据，读取并记录缺陷尺寸和位置信息，所述检测方法步骤如下：（1）对相控阵超声检测仪及探头进行检验及校准，保证所有设备均满足检测要求；对检测场地进行整理，以方便开展检测；选择合适的耦合剂；清除焊缝表面焊渣杂物，并对焊缝表面进行打磨以满足检测过程中表面粗糙度要求；在BOSS焊缝表面做出清晰的位置标识，包括焊缝位置标识线及检测位置参考点；（2）根据BOSS焊缝支管尺寸选择合适的相控阵超声线阵探头，并加工曲面靠肩耦合装置；其中，曲面靠肩耦合装置尺寸满足检测活动范围和焊缝表面贴合要求，并遵循待检测范围在相控阵探头近场内原则；曲面靠肩耦合装置内外表面要求光滑，内侧曲率半径变化与焊缝表面曲率半径一致；探头与曲面靠肩耦合装置间用耦合剂填充以确保声能进入曲面靠肩耦合装置，并利用螺丝将探头与曲面靠肩耦合装置相连接；（3）结合实际BOSS焊缝中晶粒粗大特点，考虑超声衰减及表面盲区范围，对待检规格的焊缝实施分层检测；针对现有BOSS焊缝规格，采用以下分层方式：第一层为0‑20 mm，检测频率3.75‑5 MHz；第二层为20‑40 mm，检测频率为2.25‑3.75 MHz；第三层为40 mm‑底面，检测频率为1‑2.25 MHz；测量曲面靠肩耦合装置尺寸和声速，输入相控阵超声检测仪以修改发射延时，保证后续声束能够有效聚焦在待检测位置；针对不同检测范围设置激发阵元和偏转角度，聚焦方式选择真实深度聚焦，并调整时间窗口范围、设置检测灵敏度、扇扫角度间隔、脉冲重复频率和扫查速度及范围检测参数；（4）根据步骤（3）中确定的参数实施检测，通过相控阵超声检测系统采集并存储检测信号和图像，在计算机分析软件中调用检测数据，利用S扫查图像识别缺陷影像，并对缺陷进行定位，记录缺陷位置；（5）根据S扫查图像中缺陷显示影像，结合缺陷位置及焊接工艺，判断缺陷性质；面积型缺陷利用‑6 dB方法定量；体积型缺陷用‑6 dB方法和当量法进行定量，并做记录。