數(shù)字起聲波探傷掃描技術(shù)在鍋爐檢測中的應(yīng)用分析

由建華

摘 要：所謂數(shù)字起聲波探傷掃描技術(shù)簡單的說是相關(guān)人員可以利用斷面二維信息、相關(guān)三維空間結(jié)構(gòu)對被檢查的物體是否存在不足之處進(jìn)行判斷，隨著該技術(shù)的飛速發(fā)展下，在工業(yè)領(lǐng)域得到了普遍的認(rèn)可，并且在鍋爐檢驗(yàn)中也擴(kuò)大了使用范圍。對此，本文主要從數(shù)字超聲波探傷掃描技術(shù)原理、數(shù)字超聲波探傷掃描技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)、數(shù)字超聲波探傷掃描技術(shù)在鍋爐檢測中的應(yīng)用幾方面進(jìn)行分析，并提出合理化建議，提供給相關(guān)人士，供以借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)字超聲波探傷掃描技術(shù)；鍋爐檢測；應(yīng)用價值

由于鍋爐壓力容器作為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中主要使用的設(shè)備之一，不管是在化工、還是在科研方面都得到了普遍的認(rèn)可，然而該鍋爐會受到某種因素的影響，存在著安全隱患，嚴(yán)重的會危及到生態(tài)環(huán)境。對此，不管是我國乃至全世界都會將這種容器當(dāng)作主要的檢驗(yàn)產(chǎn)品。而超生檢測手段作為工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常使用到的檢查形式，利用該檢測形式可以獲得相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對判斷出是否存在問題，在相關(guān)領(lǐng)域得到了普遍的認(rèn)可。

一、數(shù)字超聲波探傷掃描技術(shù)原理

數(shù)字超聲波探傷掃描技術(shù)是非常重要的無損檢測手段，也是與X射線技術(shù)并列的檢測方法。作為一種新生技術(shù)，數(shù)字超聲探傷掃描技術(shù)受到微型計(jì)算機(jī)的影響較大，通過連接從而實(shí)現(xiàn)對某種工件的自動化探傷及簡單的信號處理。其中數(shù)字信號的處理需要通過特定的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)，數(shù)字超聲波探傷掃描進(jìn)行的處理，主要是將信號中的噪聲去除。超聲信號通過接收與放大之后，通過AD模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳送給電腦，隨后計(jì)算機(jī)對時間與位置超聲波型進(jìn)行復(fù)雜處理，從而得到實(shí)際的探傷掃描數(shù)據(jù)，并能夠進(jìn)行打印和報警。

（一）A型超聲波探傷掃描

該技術(shù)指的是通過調(diào)幅將回升顯示到熒光屏，其中X軸和Y分別表示探測物體的深度及回波的脈沖振幅。通過超聲波探頭定點(diǎn)發(fā)射返回的超聲波能夠快速對曲線繪制的形態(tài)及深度進(jìn)行判斷。通過分析波形及密度還能夠開展相關(guān)的定性分析，這一技術(shù)受到二維剖面圖信息不全的影響，需要由專業(yè)的、具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的操作人員對得到的信息進(jìn)行分析。

（二）B型超聲波探傷掃描

B型超聲波探傷掃描技術(shù)則是通過弧度調(diào)制成像的技術(shù)，顯示屏上的圖像就是背側(cè)物件的剖面圖。通過B型超聲波探傷掃描技術(shù)能夠得到被掃描目標(biāo)深度方向的全部反射波，快速電子掃描能夠進(jìn)一步得到水平方向的檢測數(shù)據(jù)，能夠按照一定的順序?qū)⒉煌疃扰c位置的結(jié)果反射回來，每一幀都能夠得到一簇垂直斷面圖。

（三）C型超聲波探傷掃描

C型超聲波探傷掃描通過多元憲政掃描得到平面X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)，從而反映出綜合的軌跡。X軸的掃描機(jī)理類似于B型技術(shù)，Y軸上則是利用機(jī)械驅(qū)動過程中線探頭的位移而得到結(jié)果。C型超聲波探傷掃描的關(guān)鍵在于接受回路中必須設(shè)定有進(jìn)程選擇開關(guān)，對這一開關(guān)進(jìn)行控制從而實(shí)現(xiàn)控制模板對回波信號強(qiáng)度的調(diào)整，進(jìn)而得到各個深度的圖像數(shù)據(jù)。

（四）D型超聲波探傷掃描

D型超聲波探傷掃描技術(shù)同樣與B型技術(shù)有著較大的相似之處，不同的是D型超聲波探傷掃描技術(shù)最終得到的是被檢測對象的側(cè)面圖，通過D型超聲波探傷掃描技術(shù)，被檢測的界面反射回波與探頭發(fā)射聲束之間相互疊加，進(jìn)而得到深度不一的界面回波，完成掃描之后即可以得到二維超聲斷層圖像。

（五）衍射時差掃描

衍射時差掃描技術(shù)屬于近年來新興的方法，其原理在于通過超聲脈沖散射得到反射及衍射信號，得到信號通過被檢測對象內(nèi)部缺陷時的情況，從而得到內(nèi)部缺陷信息。如果被檢測對象的表面潔凈，則缺陷衍射信號會反映在衍射時差圖上。

二、數(shù)字超聲波探傷掃描技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

由于超聲波會在各種介質(zhì)下產(chǎn)生不同的反應(yīng)，倘若探測對象存在的尺寸在不大于超聲波長度的情況下，那么就可以在反射過程中體現(xiàn)出來。然而，假如存在的缺陷較少的情況下，那么可能會產(chǎn)生聲波繞過射線的情況，進(jìn)而不能實(shí)現(xiàn)反射的目的；而超聲波具有一定的方向性，并隨著頻率的改變而發(fā)生變化，在較為狹窄的狀態(tài)下可以很容易的判斷出曲線所在的地方。利用該檢測手段，可以使鍋爐實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的效果，檢測的時間不長。和使用X射線進(jìn)行對比還可以在某種程度上控制使用資金，避免對相關(guān)人員的身體帶來不利影響。然而，該檢測手段對鍋爐存在較高的要求，例如工作環(huán)境要有光滑的平面，并且當(dāng)零件沒有較大厚度的時候，就不能使用到檢測工作中。

三、數(shù)字超聲波探傷掃描技術(shù)在鍋爐檢測中的應(yīng)用

就檢查的時機(jī)而言，在一般情況下，大多數(shù)都需要碳素結(jié)構(gòu)鋼在焊接過程中進(jìn)行冷卻以后在進(jìn)行檢測，但是對于低合金結(jié)構(gòu)來說，通常是在24h以后才能夠進(jìn)行檢查，在檢測的前期階段需要對木材厚度等有關(guān)信息進(jìn)行掌握。因此，筆者依據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)總結(jié)合理化建議，通過給相關(guān)人士，供以借鑒。

（一）在鍋爐隱蔽角焊縫中的檢測

對于數(shù)字超聲波探傷掃描技術(shù)而言，相關(guān)人員在對鍋爐里面的隱蔽角進(jìn)行檢測的過程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)相應(yīng)的厚度來選擇合適的探頭。接著要時刻看上面，并對橫波進(jìn)行檢查的時候一定要做好估算、確定，進(jìn)而依賴于矢量加減過程而將相應(yīng)的基準(zhǔn)線讓出來；然后，相關(guān)人員依據(jù)應(yīng)用的儀器對相關(guān)位置加以調(diào)整，并做好相應(yīng)的檢測，避免出現(xiàn)過多的誤差；最后，相關(guān)人員還需要對波形做好嚴(yán)格的判斷，加大接管以及筒體的力度，減少發(fā)生漏檢的情況。在實(shí)際辨別過程中，倘若探頭以及標(biāo)記重合的地方存在較多的強(qiáng)度，那么可能是因?yàn)闆]有焊透，也有可能是具有缺陷等情況。

（二）在鍋爐內(nèi)壁裂紋檢測中的應(yīng)用

數(shù)字超聲波探傷掃描技術(shù)對鍋爐內(nèi)壁裂紋檢測過程中，應(yīng)當(dāng)選擇2.5MHz的探頭進(jìn)行檢查，密切直徑在2cm左右。具體檢測方法是將探頭放置在被檢測對象的外緣面，通過直接接觸得到相關(guān)的數(shù)據(jù)。根據(jù)無缺陷可以反射回波的原理，則很快能夠找到容器的缺陷部位。在對內(nèi)壁環(huán)形缺陷進(jìn)行檢查的過程中，需要應(yīng)用K1與K3兩種探頭進(jìn)行掃描從而得到最佳的結(jié)果。對于正項(xiàng)范圍的缺陷使用K1探頭檢驗(yàn)，如果存在裂紋則顯示器上會有相應(yīng)的斷交反射曲線出現(xiàn)。通過K1進(jìn)行定性掃描結(jié)束之后，具體到裂紋的實(shí)際深度評判具有較大的難度，因此就需要使用K3探頭進(jìn)一步檢測。由于直接獲得內(nèi)部裂紋開口的反射波可能性較低，得到的實(shí)際信息主要反映的是裂紋根部狀況。因此，根據(jù)裂紋根部反射波進(jìn)行裂紋深度的定量分析則更加容易，能夠很大程度上提高工作效率。

三、結(jié)語

總而言之，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中所采取無損檢測的手段存在諸多種，比如超聲波探傷、磁法等。與這些技術(shù)比起來，數(shù)字超聲波掃描技術(shù)存在較多的優(yōu)點(diǎn)，比如存在較高的分辨率、對存在的缺陷快速找出等特征，相信在未來的發(fā)展中相關(guān)人員還需要對某些因素進(jìn)行探索，從而為該檢測手段發(fā)揮出自身的作用創(chuàng)造良好的條件。

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