[發(fā)明專利]相控陣重復性試驗驗證試塊設計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010524753.8
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111735878A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設計）人: 裴彪;陳亮;尤衛(wèi)宏;張俊杰;張?zhí)旖?/a>;李睿堯;吳員;姜華;徐振;趙明達;閆留青
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;海洋石油工程股份有限公司
• 主分類號: G01N29/30
• 分類號: G01N29/30
• 代理公司: 北京東方靈盾知識產(chǎn)權代理有限公司 11506
• 代理人: 鄭利華

本發(fā)明公開了一種相控陣重復性試驗驗證試塊設計方法，包括以下步驟：根據(jù)焊縫坡口形式及參數(shù)，將焊縫依次分為蓋面區(qū)域、填充區(qū)域和根部區(qū)域；對蓋面區(qū)域、填充區(qū)域和根部區(qū)域分別配置相控陣扇形掃查工藝；對上游填充區(qū)域進行分區(qū)，并對各個分區(qū)配置填充上游反射體；對上游的蓋面區(qū)域配置蓋面上游反射體；對下游填充區(qū)域進行分區(qū)并對各個分區(qū)配置填充下游反射體；對下游的蓋面區(qū)域配置蓋面下游反射體；對根部區(qū)域的上游和下游分別配置根部上游反射體和根部下游反射體。本發(fā)明依托相控陣扇形掃查工藝，通過優(yōu)化設計反射體尺寸和角度，使得各個區(qū)域反射體的反射回波在重復性試驗掃查過程中均達到基準靈敏度，從而驗證相控陣檢測系統(tǒng)的可重復性。

技術領域

本發(fā)明涉及無損檢測技術領域，具體而言，特別涉及一種相控陣重復性試驗驗證試塊設計方法。

背景技術

當前，隨著相控陣檢驗技術的發(fā)展，以及相關技術支持標準的逐漸完善，相控陣檢測技術以其高效、環(huán)保、精度高等優(yōu)勢，逐步引起了海洋工程建造領域的重視。越來越多的海洋鋼結(jié)構、工藝管管線和海底管線焊縫的無損檢測開始引入相控陣檢驗技術。

尤其，自2014年以來，海底管道引入子母管的設計，子管通常采用管徑為2英寸的碳鋼海管，常規(guī)射線作業(yè)存在輻射傷害，而海管通用的全自動超聲波檢測技術由于受設備本身工裝限制，無法應用于子管的檢驗。因此，相控陣檢測技術成為解決2寸子管檢驗的最佳技術方案。

然而，根據(jù)項目規(guī)格書要求，應用于海管檢驗的技術必須滿足DNV-OS-F101標準的要求，否則無法實現(xiàn)項目應用。

DNV-OS-F101標準中指出：相控陣檢驗技術需通過系統(tǒng)認證試驗，方可使用。而系統(tǒng)認證試驗中最為基礎的內(nèi)容為：相控陣檢測系統(tǒng)的重復性試驗。重復性試驗要求每次掃查試驗各個分區(qū)反射體回波高度與基準80%FSH相比，不能超過±2dB。而相控陣扇形掃查采用的工藝通常是在一個聚焦法則中激發(fā)40°～70°一組31個角度的超聲波聲束，該聲束進入待檢工件焊縫區(qū)域時，與焊縫坡口（60°）呈現(xiàn)不同角度，因此，常規(guī)試驗驗證試塊，無法滿足各反射體回波達到80%FSH的基準波高，從而導致后續(xù)的相控陣檢測系統(tǒng)認證無法開展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術中的上述技術問題之一。有鑒于此，本發(fā)明提供一種依托相控陣扇形掃查工藝，通過優(yōu)化設計反射體尺寸和角度，使得各個區(qū)域反射體的反射回波在重復性試驗掃查過程中均達到基準靈敏度，從而驗證相控陣檢測系統(tǒng)的可重復性的相控陣重復性試驗驗證試塊設計方法。

本發(fā)明提供一種相控陣重復性試驗驗證試塊設計方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)焊縫坡口形式及參數(shù)，對焊縫進行分區(qū)，依次分為蓋面區(qū)域、填充區(qū)域和根部區(qū)域；

S2、根據(jù)焊縫坡口參數(shù)，對所述蓋面區(qū)域、所述填充區(qū)域和所述根部區(qū)域分別配置相控陣扇形掃查工藝，明確所述蓋面區(qū)域、所述填充區(qū)域和所述根部區(qū)域各自中心區(qū)域的聲束入射角度；

S3、對上游所述填充區(qū)域進行分區(qū)，根據(jù)相控陣扇形掃查工藝，對所述填充區(qū)域上游的各個分區(qū)配置填充上游反射體，并設置相應填充上游反射體的類型和角度；

S4、根據(jù)焊縫坡口參數(shù)，對上游的所述蓋面區(qū)域配置蓋面上游反射體；

S5、對下游所述填充區(qū)域進行分區(qū)，根據(jù)相控陣扇形掃查工藝，對所述填充區(qū)域上游的各個分區(qū)配置填充下游反射體，并設置相應填充下游反射體的類型和角度；

S6、根據(jù)焊縫坡口參數(shù)，對下游的所述蓋面區(qū)域配置蓋面下游反射體；

S7、根據(jù)焊縫坡口參數(shù)，對所述根部區(qū)域的上游和下游分別配置根部上游反射體和根部下游反射體。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，步驟S1中，所述蓋面區(qū)域的高度為1mm，所述填充區(qū)域的高度為1.5mm，所述根部區(qū)域的高度為1mm。