重慶代理OmniScan MX2使用A26雙線性陣列DLA探傷儀檢測(cè)異種材料焊縫

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使用A26雙線性陣列™（DLA）探頭檢查95 mm（3.74 in。）厚的異種焊縫

介紹

在石油和天然氣，石化和發(fā)電領(lǐng)域，通常使用諸如管道的厚壁部件。為了保持低成本，這些厚的部件通常由簡(jiǎn)單的碳鋼制成，并襯有更耐腐蝕的合金（CRA）的覆蓋層（包層），以延長(zhǎng)壽命并提高系統(tǒng)的安全性。這些相同的耐腐蝕合金也可以用作焊接的填充物，如圖1所示的部件。該部件來(lái)自在高壓下攜帶腐蝕性化學(xué)品的管道，因此單獨(dú)的碳鋼不足以含有流動(dòng)的液體并持續(xù)耐腐蝕。當(dāng)焊接材料與零件材料不同時(shí)，這被稱為“異種焊縫”。不同的焊縫對(duì)無(wú)損檢測(cè)（NDT）提出了挑戰(zhàn)。在過(guò)去，射線照相測(cè)試（RT）通常用于檢查這些不同的材料。然而，厚材料需要更長(zhǎng)的曝光時(shí)間，從而增加了整體RT檢查時(shí)間和成本。這些困難以及相控陣技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步使超聲波成為這些類型檢查的可行替代方案。

圖1 - 95毫米（3.74英寸）厚的部件，帶有不同的焊接材料和覆蓋層

檢查異種和厚焊縫的挑戰(zhàn)

這次管道檢查面臨兩個(gè)主要挑戰(zhàn)。焊縫和包層的異種材料，以及部件的厚度（95毫米（3.74英寸））。

用傳統(tǒng)的剪切波技術(shù)檢查不同的材料是困難的。當(dāng)光束穿過(guò)包含焊縫的部件時(shí)，金屬金屬界面和焊縫的粗粒結(jié)構(gòu)都會(huì)引起超聲波的反射（反向散射）和折射。這反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致超聲波束的偏斜，分裂和衰減。（有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱應(yīng)用說(shuō)明“耐腐蝕合金和不同焊接材料的簡(jiǎn)易超聲相控陣檢測(cè)”）。

除了相異性問(wèn)題之外，厚組件也面臨著特定的挑戰(zhàn)。需要將更多的能量傳播到部件中以實(shí)現(xiàn)良好的檢測(cè)概率和準(zhǔn)確的讀數(shù)。

解決方案使用A26雙線性相控陣探頭

A26 DLA探頭旨在解決檢查厚異種焊縫時(shí)遇到的問(wèn)題。該探頭模型使用低頻，大孔徑和TRL（發(fā)射 - 接收縱向）技術(shù)。由于低頻縱波受偏斜和衰減的影響較小，因此與剪切波相比，它們對(duì)異種材料檢測(cè)的前景更好。發(fā)射 - 接收或俯仰 - 捕捉配置還允許將更多聲音（能量）發(fā)送到厚組件中，而沒(méi)有增加噪聲水平的缺點(diǎn)。

圖2 - 斜角和異種焊縫輪廓的繪制

由于波在表面上反射時(shí)發(fā)生的模式轉(zhuǎn)換（從縱波到剪切波），只有半跳過(guò)程是實(shí)用的（直接光束）。

對(duì)于這次檢查，該部件厚度為95毫米（3.74英寸），采用碳鋼基材，825合金焊接覆蓋層和鎳合金（ErNiCrMo-3 + ENiCrMo3T1-4）焊接填料（見(jiàn)圖1） ）。焊縫齊平接地，以掃描可能的橫向缺陷（0度和180度，如圖7掃描計(jì)劃所示）。

圖3 - 演示塊模式

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使用兩種不同的探針頻率。示范區(qū)塊的底部是感興趣的區(qū)域（如圖4所示）。為了檢測(cè)側(cè)壁缺乏融合缺陷，ID缺口高度和所有縱向缺陷長(zhǎng)度，首先使用A26 5 MHz相控陣（PA）探頭。然后使用較低頻率（A26 2.25 MHz）探針在0度和180度傾斜角度下實(shí)現(xiàn)更具衰減性的鎳合金填充材料的滲透（圖5）。

圖7和圖8顯示了直徑為5 mm（0.20 in。）的SDH（側(cè)鉆孔）橫向缺陷，這些缺陷是使用A26 2.25 MHz探頭精確測(cè)量的，甚至在厚填充材料深處。

圖4 - 該應(yīng)用的感興趣區(qū)域顯示側(cè)壁缺少熔合和ID缺口

在厚的，不同的焊縫上使用A26 DLA探頭的優(yōu)點(diǎn)

我們使用Dual Matrix Array ™（DMA）和Dual Linear Array ™（DLA）探頭取得了良好的效果，可以解決嘈雜或不同的材料應(yīng)用問(wèn)題。這些成功的一些例子可以在以下應(yīng)用說(shuō)明中找到，“用于檢測(cè)聲學(xué)噪聲焊接的雙矩陣陣列”和“使用雙線性陣列（DLA）探頭檢查小直徑，奧氏體鋼管。”但是，確定厚壁應(yīng)用仍然對(duì)以前的探針模型提出了挑戰(zhàn)。A26 DLA探頭的設(shè)計(jì)考慮了厚厚的部件。其較低的頻率可實(shí)現(xiàn)更好的穿透性，其間距捕捉配置和更大的孔徑可將更多能量傳輸?shù)狡骷?，而不?huì)增加噪聲水平。

A17 - 2.25Mhz

A26 - 5Mhz

圖5 - A17和A26探針對(duì)縱向缺陷的S掃描結(jié)果的比較

圖6- A17和A26探針對(duì)縱向缺陷的C掃描結(jié)果的比較

結(jié)論

新的A26探頭提供了比我們其他更小的雙陣列探頭更好的尺寸調(diào)整性能。

由于5 MHz A26 PA探頭具有更大的孔徑和更高的頻率，因此它比2.25 MHz A17探頭更精確地測(cè)量側(cè)壁缺少融合缺陷，ID缺口高度以及所有縱向缺陷長(zhǎng)度。

A26 2.25 MHz探頭能夠以0度和180度傾斜角度穿透Inconel®825（鎳合金）填料。

圖7-在60 mm（2.36 in。），70 mm（2.76 in。）和80 mm（3.15 in。）深度處具有橫向缺陷（直徑為5 mm（0.20 in。）SDH）的示范塊。在填充材料中以180度傾斜進(jìn)行掃描。

圖8-顯示5 mm（0.20 in。）直徑SDH的扇形掃描，深度為60 mm（2.36 in。），70 mm（2.76 in。）和80 mm（3.15 in。）。

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