超聲相控陣國內(nèi)管道無損檢測新技術(shù)研究現(xiàn)狀
管道環(huán)焊接超升相控陣檢測設(shè)備與常規(guī)射線檢測設(shè)備相比,無放射性污染、檢測數(shù)據(jù)可由計算機輔助檢測人員進行分析、標定,可節(jié)省工作時間、降低勞動強度;與傳統(tǒng)的手工超聲探傷相比,檢測速度快、缺陷定位準確、檢測靈敏度高、檢測結(jié)果直觀、可實時顯示,并可大大減輕勞動強度,提高檢測效率和檢測的準確性;與多探頭超聲檢測系統(tǒng)相比,設(shè)備輕、探頭調(diào)試簡單、對不同管徑使用性強,代表了管道環(huán)焊縫無損檢測的發(fā)展方向。
超聲相控陣檢測技術(shù)還需要在系統(tǒng)的智能判別、缺陷的定性和定量分析等領(lǐng)域進行更深入的研究和開發(fā)。20世紀90年代末,由加拿大R/D Tech公司首先將相控陣檢測技術(shù)應(yīng)用于管道探傷領(lǐng)域,使用電子技術(shù)來實現(xiàn)聲束的掃查方向和聚焦深度的控制,實現(xiàn)用同一個探頭檢測不同壁厚、不同管徑、不同材質(zhì)的管道焊縫的任務(wù),克服了常規(guī)多探頭自動超聲檢測系統(tǒng)的調(diào)節(jié)難度大、探頭適應(yīng)范圍窄以及設(shè)備沉重的缺點。
隨著我國管道建設(shè)的發(fā)展和施工設(shè)備自動化程度的提高,全自動焊接設(shè)備的應(yīng)用成為一種趨勢,促進了全自動超聲相控陣檢測系統(tǒng)的發(fā)展。為了填補國內(nèi)在全自動超聲相控陣檢測系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)空白,發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù),由中國石油天然氣管道科學研究院、上海電器自動化研究所、上海白玉蘭無損檢測公司等單位聯(lián)合組織科研力量進行技術(shù)攻關(guān),在相控陣檢測工藝研究、超聲發(fā)射/接收系統(tǒng)研究、檢測控制軟件等方面取得了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果。研制的系統(tǒng)經(jīng)室內(nèi)工藝實驗驗證表明,硬件系統(tǒng)和硬件控制程序完全滿足設(shè)計要求,現(xiàn)階段該項目已進入現(xiàn)場實驗階段。國內(nèi)還有多家其它單位在進行理論和實驗室階段的超聲相控陣技術(shù)研究。
國產(chǎn)大口徑管道環(huán)焊縫相控陣超聲檢測設(shè)備該設(shè)備在缺陷檢出率、缺陷圓周定位、焊縫截面定位等方面已接近國外同類產(chǎn)品水平。為了進一步研制工業(yè)應(yīng)用級產(chǎn)品、克服樣機在某些檢測性能上的不足,隨后進行了新一代產(chǎn)品機的研制開發(fā),設(shè)備研制和室內(nèi)實驗已完成,在西部管道813mm管段上進行現(xiàn)場實驗, 該項目已經(jīng)獲得相控陣檢測系統(tǒng)和相控陣檢測工藝設(shè)備兩個資質(zhì),即相控陣超聲波儀器及檢測方法
1 . 研發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的超聲相控陣檢測的數(shù)學模型。
2. 開發(fā)出具有較高開放性和適應(yīng)性、具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)控制軟件,包括上位機檢測顯示軟件、工藝控制程序、下位 機的過程控制程序以及數(shù)據(jù)高速采集和傳輸軟件。
3. 開發(fā)出滿足工程需求的硬件控制系統(tǒng),包括相控陣超聲波發(fā)射接受系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和管道環(huán)焊縫爬行掃查系統(tǒng)。