用于筒体对接环焊缝的tofd检测方法及tofd检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法及TOFD检测系统。该检测方法包括：根据焊缝的特性在筒体上各焊缝的厚度方向上划分成第一、第二及第三待检区；设置第一探头对以对第一待检区进行检测，设置第二探头对以对第二待检区进行检测，及设置第三探头对以对第三待检区进行检测；使第一、第二及第三探头对用于对焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各探头的移动距离和D扫描缺陷分布；沿焊缝的轴线连续稳定地移动各探头对，并重复上一步骤以逐级对筒体上各焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、记录各探头的移动距离和D扫描缺陷分布。通过上述方式，本发明能够准确检测筒体对接环焊缝的缺陷。
【专利说明】用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法及TOFD检测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及超声检测【技术领域】，尤其涉及一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法及TOFD检测系统。
【背景技术】
[0002]在超声检测【技术领域】中，常规超声检测技术的检测速度慢、且容易漏检，检测结果只能显示一维波型，显示不直观。
[0003]TOFD (Time Of Flight Diffraction，超声波衍射时差法)超声检测技术相较于目前具备完整标准、技术和实践支撑的A扫查超声检测技术相比具有很强大的自身技术优点，能够实现工业检测图像化显示，检测效率、检测精度都得到了很大提高，成为今后的检测技术发展方向。
[0004]然而，TOFD超声检测技术是超声检测【技术领域】中的一种新技术，近年才得到发展，其技术含量较高，目前国内技术还不够成熟，标准也不健全，因此在对于焊缝进行检测的过程中，尤其是对于筒体对接环焊缝进行检测的过程中，检测技术方案本身的制定对检测很关键，对检测结果有很大的影响。
【发明内容】
[0005]本发明为解决上述技术问题提供一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法及TOFD检测系统，能够准确检测筒体对接环焊缝的缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法，包括如下步骤:步骤一，根据焊缝的特性在筒体上各所述焊缝的厚度方向上划分成第一待检区、第二待检区及第三待检区，其中，所述第一待检区为由所述焊缝表面至里面0-35mm深度范围，所述第二待检区为35mm-100mm深度范围，所述第三待检区为100_175mm深度范围；步骤二，设置第一探头对以对所述第一待检区进行检测，设置第二探头对以对所述第二待检区进行检测，及设置第三探头对以对所述第三待检区进行检测，其中，各探头对中的各探头采用相同标称频率和相同尺寸，并且所述第一探头对中的各探头频率为5MHz、探头角度为70。、晶片直径为3mm或6mm、探头间距为128mm，所述第二探头对中的各探头频率为
3.5MHz、探头角度为60°、晶片直径为9mm、探头间距为280mm，所述第三探头对中的各探头频率为2.5MHz、探头角度为45°，晶片直径为12mm、探头间距为300mm ;步骤三，使所述第一、第二及第三探头对用于对所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布，其中，对所述焊缝扫查的起始点和终点具有一定重叠；步骤四，沿所述焊缝的轴线连续稳定地移动各所述探头对，并重复步骤三以逐级对所述筒体上各所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布。
[0007]其中，在所述步骤三和所述步骤四中，当所述筒体上任一焊缝的两侧直管段总长度小于所述第三探头对间距时，对相应所述焊缝的第二待检区和第三待检区采用相控阵超声检测，其中，用于相控阵超声检测的相控阵超声探头放置于所述筒体一侧，对所述相应焊缝的第二待检区和第三待检区进行幅度法检测。
[0008]其中，相应所述焊缝的第二待检区和第三待检区进一步划分成相互有部分重叠的第一补充扫查区和第二补充扫查区，其中，所述第一补充扫查区为40-110mm深度范围，所述第二补充扫查区为90-175mm深度范围；设置第一相控阵超声检测单元对所述第一补充扫查区进行扫查，设置第二相控阵超声检测单元对所述第二补充扫查区进行扫查，其中，所述第一相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为50° -80°、探头间距为128mm，所述第二相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为35° -60°、探头间距为280mm。
[0009]其中，在使所述第一、第二及第三探头对用于对所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布的步骤之前，包括:制作校验试块以对各探头对在扫查前进行校验，其中，所述校验试块为长为350mm、宽为250mm、高为170mm的立方体，所述校验试块对应划分为第一扫查区、第二扫查区及第三扫查区，所述第一校验区为自上而下0-35mm深度范围，所述第二校验区为35_100mm深度范围，所述第一校验区为100-170mm深度范围，并且，沿所述校验试块在由其长和高组成的侧面的长边的中心线上自上而下依次设置有至少第一至第六六个孔径为6mm的短横孔，其中，所述第一、第二短横孔孔长均为50mm并位于所述第一扫查区，所述第三、第四短横孔孔长均为50mm并位于所述第二扫查区，所述第五、第六短横孔孔长均为70mm并位于所述第三扫查区，进一步地，所述第一短横孔、所述第三短横孔及所述第五短横孔位于相应扫查区的四分之一位置附近，所述第二短横孔、所述第四短横孔及所述第六短横孔位于相应扫查区的四分之三位置附近。
[0010]其中，在沿所述焊缝的轴线连续稳定地移动各所述探头对，并重复步骤三以逐级对所述筒体上各所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布的步骤中，还包括:测量缺陷的形状系数，并根据所述形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定，其中，所述缺陷的评定结果至少分为合格、不合格及难以判断
三种类型。
[0011]其中，在所述测量缺陷的形状系数，并根据所述形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定的步骤之后，包括:对于难以判断类型的缺陷，进一步采用相控阵超声检测方式对相应缺陷进行复验。
[0012]其中，在所述测量缺陷的形状系数，并根据所述形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定的步骤之后，包括:对于评定不合格类型的缺陷，采用TOFD平行扫查方法或手工脉冲反射法B扫描确定相应缺陷在所述焊缝中的水平位置。
[0013]为解决上述技术问题，本发明还提供一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测系统，包括:多通道TOFD仪器及与所述多通道TOFD仪器电性连接以将采集到的扫描数据提供给所述多通道TOFD仪器进行检测分析的机械扫查装置；其中，所述机械扫查装置包括第一探头对、第二探头对及第三探头对共三对探头，各探头对中的各探头采用相同标称频率和相同尺寸，其中，所述第二探头对和所述第三探头对沿所述第一探头对的中心线对称分布于所述第一探头对的两侧；进一步地，所述第一探头对中的各探头频率为5MHz、探头角度为70°、晶片直径为3mm或6mm、探头间距为128mm以对焊缝在0_35mm深度范围的区域进行检测，所述第二探头对中的各探头频率为3.5MHz、探头角度为60°、晶片直径为9mm、探头间距为280mm以对焊缝在35_100mm深度范围的区域进行检测，所述第三探头对中的各探头频率为2.5MHz、探头角度为45°，晶片直径为12mm、探头间距为300mm以对焊缝在100_175mm深度范围的区域进行检测。
[0014]其中，所述TOFD检测系统包括用于对各探头对进行校验的校验试块；其中，所述校验试块为长为350mm、宽为250mm、高为170mm的立方体,所述校验试块对应划分为第一扫查区、第二扫查区及第三扫查区，所述第一校验区为自上而下0-35mm深度范围，所述第二校验区为35-100mm深度范围，所述第一校验区为100_170mm深度范围，并且，沿所述校验试块在由其长和高组成的侧面的长边的中心线上自上而下依次设置有至少第一至第六六个孔径为6mm的短横孔，其中，所述第一、第二短横孔孔长均为50mm并位于所述第一扫查区，所述第三、第四短横孔孔长均为50mm并位于所述第二扫查区，所述第五、第六短横孔孔长均为70mm并位于所述第三扫查区，进一步地，所述第一短横孔、所述第三短横孔及所述第五短横孔位于相应扫查区的四分之一位置附近，所述第二短横孔、所述第四短横孔及所述第六短横孔位于相应扫查区的四分之三位置附近。
[0015]本发明用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法和TOFD检测系统，通过在焊缝厚度方向上划分第一、第二及第三待检区，并设置相应参数的探头对对各待检区进行扫查，能够准确检测筒体对接环焊缝的缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法实施方式的流程图。
[0017]图2是图1所示对筒体对接环焊缝的扫查方向示意图。
[0018]图3是用于对各探头对进行校验的校验试块的结构示意图。
[0019]图4是为采用偏心量为60mm的TOFD偏心扫描的效果示意图。
[0020]图5是采用相控阵超声检测方法扫查焊缝中下部的效果示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
[0022]本发明所描述的一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法及检测系统，适用于对厚度不大于175_的筒体对接环焊缝的检测。后文以末级过热器出口集箱厚度为175_的筒体对接环焊缝为例进行说明。
[0023]参阅图1，本发明提供实施方式的用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法，包括如下步骤:
[0024]步骤一，根据焊缝的特性在筒体上各焊缝的厚度方向上划分成第一待检区、第二待检区及第三待检区，第一待检区为由焊缝表面至里面0-35mm深度范围，第二待检区为35mm-100mm深度范围，第三待检区为100_175mm深度范围。
[0025]步骤二，设置第一探头对以对第一待检区进行检测，设置第二探头对以对第二待检区进行检测，及设置第三探头对以对第三待检区进行检测，各探头对中的各探头采用相同标称频率和相同尺寸，并且第一探头对中的各探头频率为5MHz、探头角度为70°、晶片直径为3mm或6mm、探头间距为128mm，第二探头对中的各探头频率为3.5MHz、探头角度为60°、晶片直径为9mm、探头间距为280mm，第三探头对中的各探头频率为2.5MHz、探头角度为45°，晶片直径为12mm、探头间距为300mm。其中，各待检区和各探头对参数的设置对应如表一所不:
【权利要求】
1.一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一，根据焊缝的特性在筒体上各所述焊缝的厚度方向上划分成第一待检区、第二待检区及第三待检区，其中，所述第一待检区为由所述焊缝表面至里面0-35mm深度范围，所述第二待检区为35mm-100mm深度范围，所述第三待检区为100_175mm深度范围； 步骤二，设置第一探头对以对所述第一待检区进行检测，设置第二探头对以对所述第二待检区进行检测，及设置第三探头对以对所述第三待检区进行检测，其中，各探头对中的各探头采用相同标称频率和相同尺寸，并且所述第一探头对中的各探头频率为5MHz、探头角度为70°、晶片直径为3mm或6mm、探头间距为128mm，所述第二探头对中的各探头频率为3.5MHz、探头角度为60°、晶片直径为9mm、探头间距为280mm，所述第三探头对中的各探头频率为2.5MHz、探头角度为45°，晶片直径为12mm、探头间距为300mm ； 步骤三，使所述第一、第二及第三探头对用于对所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布，其中，对所述焊缝扫查的起始点和终点具有一定重叠； 步骤四，沿所述焊缝的轴线连续稳定地移动各所述探头对，并重复步骤三以逐级对所述筒体上各所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布。
2.根据权利要求1所述的TOFD检测方法，其特征在于: 在所述步骤三和所述步骤四中，当所述筒体上任一焊缝的两侧直管段总长度小于所述第三探头对间距时，对相应所述焊缝的第二待检区和第三待检区采用相控阵超声检测，其中，用于相控阵超声检测的探头放置于所述筒体一侧，对所述相应焊缝的第二待检区和第二待检区进行幅度法检测。
3.根据权利要求2所述的TOFD检测方法，其特征在于: 相应所述焊缝的第二待检区和第三待检区进一步划分成相互有部分重叠的第一补充扫查区和第二补充扫查区，其中，所述第一补充扫查区为40-110mm深度范围，所述第二补充扫查区为90-175mm深度范围； 设置第一相控阵超声检测单元对所述第一补充扫查区进行扫查，设置第二相控阵超声检测单元对所述第二补充扫查区进行扫查，其中，所述第一相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为50° -80°、探头间距为128mm，所述第二相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为35° -60°、探头间距为 280mm。
4.根据权利要求1所述的TOFD检测方法，其特征在于，在使所述第一、第二及第三探头对用于对所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布的步骤之前，包括: 制作校验试块以对各探头对在扫查前进行校验，其中，所述校验试块为长为350mm、宽为250mm、高为170mm的立方体，所述校验试块对应划分为第一扫查区、第二扫查区及第三扫查区，所述第一校验区为自上而下0-35mm深度范围，所述第二校验区为35-100mm深度范围，所述第一校验区为100-170mm深度范围，并且，沿所述校验试块在由其长和高组成的侧面的长边的中心线上自上而下依次设置有至少第一至第六六个孔径为6mm的短横孔，其中，所述第一、第二短横孔孔长均为50mm并位于所述第一扫查区，所述第三、第四短横孔孔长均为50mm并位于所述第二扫查区，所述第五、第六短横孔孔长均为70mm并位于所述第三扫查区，进一步地，所述第一短横孔、所述第三短横孔及所述第五短横孔位于相应扫查区的四分之一位置附近，所述第二短横孔、所述第四短横孔及所述第六短横孔位于相应扫查区的四分之三位置附近。
5.根据权利要求1所述的TOFD检测方法，其特征在于: 在沿所述焊缝的轴线连续稳定地移动各所述探头对，并重复步骤三以逐级对所述筒体上各所述焊缝圆周方向一圈的各待检区进行D扫描、并记录各所述探头的移动距离和D扫描缺陷分布的步骤中，还包括: 测量缺陷的形状系数，并根据所述形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定，其中，所述缺陷的评定结果至少分为合格、不合格及难以判断三种类型。
6.根据权利要求5所述的TOFD检测方法，其特征在于: 在所述测量缺陷的形状系数，并根据所述形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定的步骤之后，包括: 对于难以判断类型的缺陷，进一步采用相控阵超声检测方式对相应缺陷进行复验。
7.根据权利要求5所述的TOFD检测方法，其特征在于: 在所述测量缺陷的形状系数，并根据所述形状系数按一定参照标准对缺陷进行评定的步骤之后，包括: 对于评定不合格类型的缺陷，采用TOFD平行扫查方法或手工脉冲反射法B扫描确定相应缺陷在所述焊缝中的水平位置。
8.一种用于筒体对接环焊缝的TOFD检测系统，其特征在于，包括: 多通道TOFD仪器及与所述多通道TOFD仪器电性连接以将采集到的扫描数据提供给所述多通道TOFD仪器进行检测分析的机械扫查装置； 其中，所述机械扫查装置包括第一探头对、第二探头对及第三探头对共三对探头，各探头对中的各探头采用相同标称频率和相同尺寸，其中，所述第二探头对和所述第三探头对沿所述第一探头对的中心线对称分布于所述第一探头对的两侧； 进一步地，所述第一探头对中的各探头频率为5MHz、探头角度为70°、晶片直径为3mm或6mm、探头间距为128mm以对焊缝在0_35mm深度范围的区域进行检测，所述第二探头对中的各探头频率为3.5MHz、探头角度为60°、晶片直径为9mm、探头间距为280mm以对焊缝在35-100mm深度范围的区域进行检测，所述第三探头对中的各探头频率为2.5MHz、探头角度为45°，晶片直径为12mm、探头间距为300mm以对焊缝在100_175mm深度范围的区域进行检测。
9.根据权利要求8所述的TOFD检测系统，其特征在于: 所述TOFD检测系统包括用于对各探头对进行校验的校验试块； 其中，所述校验试块为长为350mm、宽为250mm、高为170mm的立方体,所述校验试块对应划分为第一扫查区、第二扫查区及第三扫查区，所述第一校验区为自上而下0-35mm深度范围，所述第二校验区为35-100mm深度范围，所述第一校验区为100_170mm深度范围，并且，沿所述校验试块在由其长和高组成的侧面的长边的中心线上自上而下依次设置有至少第一至第六六个孔径为6_的短横孔，其中，所述第一、第二短横孔孔长均为50_并位于所述第一扫查区，所述第三、第四短横孔孔长均为50mm并位于所述第二扫查区，所述第五、第六短横孔孔长均为70mm并位于所述第三扫查区，进一步地，所述第一短横孔、所述第三短横孔及所述第五短横孔位于相应扫查区的四分之一位置附近，所述第二短横孔、所述第四短横孔及所述第六短横孔位于相应扫查区的四分之三位置附近。
10.根据权利要求8所述的TOFD检测系统，其特征在于: 所述TOFD检测系统进一步包括用于在所述机械扫查装置对焊缝难以扫查的区域进行补充扫查的第一相控阵超声检测单元和第二相控阵超声检测单元，其中，所述难以扫查的区域指焊缝在40-175mm深度范围； 其中，所述第一相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为50° -80°、探头间距为128mm以对焊缝在40_110mm深度范围进行扫查，所述第二相控阵超声检测单元晶片数量为64个、探头频率为5MHz、探头角度范围为35° -60°、探头间距为280mm以对焊 缝在90_175mm深度范围进行扫查。
【文档编号】G01N29/04GK103901104SQ201410132054
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】李兴华, 冷小琪, 魏鹏, 叶龙, 罗仁安, 王尧 申请人:深圳市泰克尼林科技发展有限公司