相控陣超聲新技術(shù)在電站設(shè)備無損檢測中的實(shí)踐思路探索

1、 相控陣超聲新技術(shù)在電站設(shè)備無損檢測中的實(shí)踐思路探索 超聲相控陣檢測技術(shù)20世紀(jì)60年月就已經(jīng)消失，被應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。但是由于固體中波動傳播簡單性、系統(tǒng)簡單性和成本費(fèi)用高等因素存在，限制了超聲相控陣檢測技術(shù)在無損檢測中的運(yùn)用。而電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)以及壓電復(fù)合材料等高新技術(shù)被廣泛綜合應(yīng)用，促進(jìn)了超聲相控陣技術(shù)進(jìn)展，并且慢慢應(yīng)用到工業(yè)無損檢測中。 現(xiàn)代技術(shù)飛速進(jìn)展，帶動了許多高新技術(shù)在超聲相控陣技術(shù)中被綜合應(yīng)用，從而降低了相控陣系統(tǒng)簡單性與制作費(fèi)用1。而且相控陣技術(shù)具有比傳統(tǒng)超聲波檢測更加明顯的優(yōu)勢，使得超聲相控陣檢測技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)無損檢測領(lǐng)域，并且日漸得到人們重視，迎來了很大的進(jìn)展空間。

2、 超聲相控陣檢測技術(shù) 超聲相控陣檢測技術(shù)建立在惠更斯原理上，其探頭由很多個(gè)晶片組成。要應(yīng)用時(shí)，則需要根據(jù)相關(guān)規(guī)章以準(zhǔn)時(shí)序激活探頭中一組或全部晶片，其中相控陣儀器的掌握力量與檢測需要打算著晶片激活數(shù)量。晶片被激活后，發(fā)出的超聲波即為次波。每一個(gè)晶片的次波會彼此干涉，形成新波陣面并傳播開來，從而形成超聲波束檢測工件。 無損檢測技術(shù) 無損檢測就是在不損壞被檢測設(shè)備的基礎(chǔ)上，依據(jù)物理特性將被檢對象的內(nèi)外部缺陷的位置、外形、大小以及擴(kuò)展趨勢的一種現(xiàn)代化檢測技術(shù)。以往，無損檢測的應(yīng)用具有宏觀不連續(xù)性，幾乎只是對使用過一段時(shí)間的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行檢測。而后來的事實(shí)證明，無損檢測適合應(yīng)用在材料生產(chǎn)以及應(yīng)用的全部過程中

3、，可以被廣泛推廣。而常用的無損檢測方法存在5種，即為射線檢測、磁粉檢測、滲透檢測、渦流檢測和超聲檢測。 超聲相控陣無損檢測技術(shù)基本原理與特點(diǎn) 相控陣超聲無損檢測與傳統(tǒng)超聲無損檢測技術(shù)不同，其基本原理為相位掌握，包括放射和接收兩個(gè)部分。其中放射部分是指可將電子技術(shù)應(yīng)用在陣元的放射相位與超聲強(qiáng)度的調(diào)整方面，使得聲束發(fā)生偏轉(zhuǎn)與聚焦?？梢罁?jù)相關(guān)要求對焦點(diǎn)位置與聚焦方向進(jìn)行動態(tài)自由調(diào)整，也就是將每個(gè)陣元中放射信號的相位進(jìn)行調(diào)整，使得每個(gè)陣元在到達(dá)焦點(diǎn)時(shí)，其聲束相位相同，實(shí)現(xiàn)相控聚焦。 基于互易定理的相控陣接收時(shí)，回波到達(dá)每個(gè)陣元會存在相應(yīng)時(shí)間差，而相控陣則會根據(jù)其時(shí)間差對各個(gè)陣元接收的信號實(shí)行延時(shí)補(bǔ)償。

4、然后再將聲束合成，使得待定位置上的回波信號疊加起來，達(dá)到增加的作用。至于其他方向的回波信號會被減弱或者抵消。 各個(gè)陣元的相位和幅度掌握以及聲束的形成使得相控陣消失聚焦和變跡等多種效果，其檢測技術(shù)最大的特點(diǎn)就是聲束角度可控以及動態(tài)聚焦。 超聲相控陣技術(shù)優(yōu)勢 與傳統(tǒng)超聲檢測技術(shù)相比，超聲相控陣技術(shù)更具敏捷性，檢測速度也較快，能夠檢測一些簡單結(jié)構(gòu)件和盲區(qū)位置的缺陷。超聲相控陣技術(shù)并不需要更換探頭，其探頭尺寸也更小，可以對聚焦長度和聚焦尺寸以及聲束方向進(jìn)行優(yōu)化掌握，其辨別力和信噪比以及缺陷檢出率作用非常顯著。另外，超聲相控陣技術(shù)可以通過掌握局部晶片單元組合的聲場，進(jìn)行電子高速掃描，同時(shí)對試件高速、多方

5、位以及多角度檢測。超聲相控陣技術(shù)的檢測結(jié)果特別直觀，可以實(shí)時(shí)顯示出來。假如在掃查的過程中同時(shí)進(jìn)行分析與評判，則可以對其進(jìn)行打印以及存盤，將檢測的結(jié)果永久保存下來。 超聲相控陣檢測技術(shù)在電站設(shè)備無損檢測中的運(yùn)用案例 超聲相控陣檢測技術(shù)在電站設(shè)備無損檢測中被廣泛應(yīng)用，下面以電站鍋爐無損檢測新技術(shù)為例對其進(jìn)行探討。 電站鍋爐是現(xiàn)代化進(jìn)展過程中供電所必需的設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的日益提高，不少檢測技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電站鍋爐的平安運(yùn)行保障中。其中無損檢測技術(shù)應(yīng)用很廣泛，新型無損檢測技術(shù)以及儀器的日漸普及成為了該技術(shù)更加廣泛被應(yīng)用的催化劑。 電站鍋爐機(jī)組系統(tǒng)比較簡單，是綜合性比較強(qiáng)的承壓設(shè)備。而該設(shè)備存在著許多

6、方面的限制使得系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，比如高溫、腐蝕和高壓，讓設(shè)備狀態(tài)很不穩(wěn)定，存在著泄露或者爆炸等擔(dān)心全隱患。要維持設(shè)備正常運(yùn)行，就要對該設(shè)備的各方面工作進(jìn)行對應(yīng)調(diào)整，包括設(shè)計(jì)、制造、施工、安裝和檢查等。因此可以為該設(shè)備營造出一個(gè)平安穩(wěn)定的允許環(huán)境，充分發(fā)揮了無損檢測技術(shù)的作用。 應(yīng)用超聲相控陣檢測技術(shù)進(jìn)行檢測時(shí)，可以使得超聲波束在設(shè)備某一位置處檢測出不同幾何外形，還可以使得其他相控陣探頭取代不同角度一般探頭。在早期時(shí)，由于相控陣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式比較簡單，而且使用成本高，消耗多，限制了其在無損檢測中的應(yīng)用。而隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展，超聲相控陣檢測技術(shù)不但更加成熟，而且慢慢被廣泛應(yīng)用于工業(yè)無損檢測之中。相

7、控陣檢測技術(shù)就常常應(yīng)用于汽輪機(jī)葉片根部和渦輪圓盤的檢測以及火車輪軸檢測等等。 應(yīng)用于鍋爐檢測的相控陣檢測技術(shù)則比較少見，然而該技術(shù)對于電站鍋爐的主要結(jié)構(gòu)裝置卻具有重要檢測效果。依據(jù)電站鍋爐的相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)，要明確判定其內(nèi)部是否存在裂紋，應(yīng)當(dāng)采納超聲波對過熱器和再熱器出口箱等引入管孔橋部位進(jìn)行探傷檢查。但也由于在引入之后的過熱器管和再熱器管相對比較集中，在常規(guī)超聲波檢測方法下，很難進(jìn)行鋸齒狀移動，以致于檢測技術(shù)掌握運(yùn)用的效果發(fā)揮不出來，為一般超聲波檢測操作帶來了困難。 在運(yùn)用相控陣技術(shù)的過程中，結(jié)合軟件可以不斷調(diào)整換能器陣列所形成的波束角度與焦距等參數(shù)，使得不移動探頭達(dá)到焊縫掃查要求。除此之外，還可以提高電站鍋爐集箱孔橋部位檢測數(shù)據(jù)的精確性，以確?，F(xiàn)場檢測工作得到順當(dāng)有效開展。 相控陣技術(shù)同樣漸漸普及到電站鍋爐厚壁焊縫檢測中。在選擇相控陣儀器與探頭時(shí)，企業(yè)會投入比較多成本。而采納相控陣設(shè)備要取代一般數(shù)字式超聲儀對電站鍋爐進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，尚需一