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超声 相控阵 射线 涡流 渗透 TOFD

奥氏体不锈钢焊缝的超声相控阵检测实验

来源: 作者:中国无损检测 人气: 发布时间:2024-12-23
摘要:奥氏体不锈钢的组织特点 奥氏体不锈钢是指常温下具有稳定奥氏体组织的不锈钢,该组织结构具有无磁性、高韧性、高塑性、耐化学腐蚀和电化学腐蚀性能强而且耐热、耐高温、还耐低温甚至于耐超低温等优点,使得奥氏体不锈钢在日常生活中受到广泛的使用。随着奥氏
奥氏体不锈钢的组织特点
 
奥氏体不锈钢是指常温下具有稳定奥氏体组织的不锈钢,该组织结构具有无磁性、高韧性、高塑性、耐化学腐蚀和电化学腐蚀性能强而且耐热、耐高温、还耐低温甚至于耐超低温等优点,使得奥氏体不锈钢在日常生活中受到广泛的使用。随着奥氏体不锈钢的使用范围越来越广,对其进行无损检测也变得十分的有必要。 
 
常规检测对奥氏体不锈钢检测的局限性
在对奥氏体不锈钢进行无损检测的方法中,射线检测较难检测出奥氏体不锈钢中存在的细小裂缝以及层间未融合,同时难以确定缺陷的自身位置和自身高度。超声检测虽然能检测出奥氏体不锈钢焊缝的内部缺陷,但是奥氏体不锈钢焊缝是晶粒粗大的柱状组织,而且呈各向异性,这种柱状组织对超声波有明显的散射作用,在晶界处会发生反射、折射和波型转换使得对超声波的衰减很大,增加了超声检测的困难,并会产生波束偏移的现象,使得对缺陷的位置,取向和形状的判断有一定影响,对缺陷的定性增加了困难。渗透检测可以正常的进行检测,且检测的结果合理有效,但是如果不能控制好渗透剂中的氯离子含量,会腐蚀奥氏体不锈钢的表面,降低奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能。由于奥氏体不锈钢无磁性,所以磁粉检测和涡流检测不适用与对奥氏体不锈钢检测。
 
 
相控阵检测检测实验
 
 
近年来,由于超声相控阵检测技术取得了极大的进步,在工业方面的应用也越来越广。也为人们对奥氏体不锈钢焊缝的检测提供了新的可行方法。超声相控阵检测技术其根本是超声检测,采用精确的电子技术对多阵元发射出的超声波实现精确的偏转、聚焦最终成像。但成像的质量受到探头的发射频率及探头激活的阵元数影响。本次我们使用型号为SUPORT 32PT的数字超声波束合成检测仪、SIUI 7.5L16-0.5-9和SIUI 4.0L16-0.5-9的相控阵检测探头、SIUI 8N55S探头楔块对奥氏体焊缝人工试块分别使用8阵元以及16阵元数进行了频率为4MHz,7MHz的纵波检测实验.
 
实验结果:
 
奥氏体焊缝中心缺陷埋深为10mm,孔径大小为2mm检测结果成像图:
 
 
从数据可以看出,对于奥氏体不锈钢焊缝缺陷的检测无论是7MHz还是4MHz发射频率,当频率相同的时,阵元数多的,发射的能量更大,其信噪比更大,阵元数越高结果的所得到的图像噪声更少、灵敏度更高、图像也更加清晰。而当阵元数相同时4MHz的信噪比要比7MHz受到来自材料干扰更低,衰减更小,得到的信噪比更高,4MHz发射频率所得到的图像均比7MHz所得到的噪声更低、图像也更加清晰。但是4MHz所得到缺陷的图像变形比7MHz的严重,因此,4MHz所得到定位及定量的准确性稍差。
 
结果表明,奥氏体不锈钢焊缝可用超声相控阵检测。在对奥氏体不锈钢进行相控阵检测时,阵元数越高,检测出的图像越清晰,缺陷回波能量越高,越有利于对缺陷的检出。对于检测频率,由理论可知频率越高,波长越短,分辨率越高,但衰减越大,穿透力越低;频率越低,波长越高,衰减越小,穿透力越高。为了减小衰减对实验结果的影响,检测频率不宜过高。然而,检测频率对检测分辨力影响很大,检测频率越高对缺陷的分辨力越好,因而从分辨力方面考虑,检测频率也不宜过低,通常在检测中选取5MHz为宜。

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