[发明专利]用相控阵超声检测核电站主回路管道焊缝质量的方法

摘要

一种采用相控阵超声检测核电站主管道焊缝质量的方法，属于超声无损检测与评价技术领域。该方法采用一套包括Dynaray Lite超声相控阵检测仪、集成UltraVision3.2R9相控阵操作系统的计算机、扫查器和校准试块构成的相控阵超声测试系统。针对厚度66～99mm的主管道，选择合适的面阵探头并搭配聚焦律参数、超声参数和机械参数对其焊缝及周围区域进行分层检测。检测主管道的现有手段中分层渗透只能检测焊缝表面开口缺陷；射线检测无法对缺陷深度进行定量且对裂纹、未熔合等面积型缺陷并不敏感；常规超声检测技术检测效率低，成本高，成像能力不强等缺点。该方法克服了以上缺点，在现场检测中定量精度好、效率高，具有较大的经济效益和社会效益。

主权项

一种用相控阵超声检测核电站主回路管道焊缝加工质量的方法，其特征是：它采用包括Dynaray Lite超声相控阵检测仪、UltraVision3.2R9相控阵操作系统、低频双晶纵波面阵探头、扫查器和校准试块构成的检测66～99mm厚离心铸造奥氏体不锈钢主管道焊缝的检测系统；它采用的测量步骤如下：（1）了解被检测件的材料牌号、焊缝型式、焊接工艺、尺寸以及范围；对被检测件进行表面处理：对于接触表面，清除阻碍探头的自由移动或者削弱超声震动传播的焊接溅滴和任何粗糙的东西，确保表面粗糙度Ra不超过6.3μm，使探头在完全的接触表面上可以自由的移动；对于焊缝表面，清除使缺陷信号模糊或者不能被发现的不规则形状；在被检测件表面做出清晰的焊缝标识、焊接位置标识线及焊缝位置参考点；根据被检测材料选取合适的耦合剂；（2）在UltraVision3.2R9相控阵操作系统内建立试样模型，对被检区域纵波声速、衰减进行测量；（3）根据被检区域的纵波声速、衰减的测试结果，编辑模型中材料属性，选择合适的检测角度；（4）对被检测件焊缝及邻近母材至少10mm的范围在厚度方向进行检测区域分层，使用1.5MHz面阵探头检测扫查表面以下0～20mm区域；1.0MHz面阵探头检测扫查表面以下20～60mm区域；0.5MHz面阵探头检测扫查表面以下60mm至底面范围；（5）连接1.5MHz面阵探头与Dynaray Lite超声相控阵检测仪，组装相控阵检测系统；选取标准块上距表面以下0～20mm区域的人工横通孔，根据缺陷的深度确定相控阵系统的聚焦法则、超声设置和机械设置，在UltraVision3.2R9相控阵操作系统的检测界面添加动态体积校正过的扇扫图、B扫图、C扫图和D扫图；在UltraVision3.2R9相控阵操作系统的分析界面添加静态体积校正过的扇扫图、B扫图、C扫图和D扫图；对相控阵检测系统进行楔块延迟和纵波声速校准；（6）校准扫查器的步进速度，组装1.5MHz面阵探头与扫查器；设定扫查轨 迹、分辨率和扫查步进速度；启动扫查器对被检测件进行扫查，记录扫查结果；分析扫查结果，在得到的静态扇扫图、A扫图和B扫图中读取扫查表面以下0～20mm区域的缺陷信息，判断缺陷类型并记录缺陷尺寸；对于扫查过程中遇到的面积型缺陷，结合多视图利用‑6dB法测量缺陷长度；（7）使用1.0MHz和0.5MHz面阵探头分别检测扫查表面以下20～60mm和60mm至底面区域时，分别选取标准块上距表面以下20～60mm区域的人工横通孔和60mm至底面区域的人工横通孔进行相控阵系统的校准，其余步骤方法与（5）、（6）步相同。