[發明專利]一種B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202110255180.8
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113075293B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 黃磊;李亮;李汝江;張鴻博;常永剛;周益;孫少卿
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所;北京隆盛泰科石油管科技有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

1.一種B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1）繪制不同位置的B型套筒搭接焊縫結構圖，建立B型套筒搭接焊縫截面模型；

步驟2）對B型套筒的檢測面進行扇形掃查聲束覆蓋模擬，得到不同位置焊縫的聚焦位置和探頭所在的位置；

步驟3）使用模擬試塊進行檢測，使得焊縫截面檢測區域的任意位置均被聲束覆蓋，得到相控陣超聲圖譜，基于相控陣超聲圖譜獲取檢測工藝的掃查工藝參數；所述的掃查工藝參數為三角區域各端點的角度；

步驟4）利用三角區域分析法進行缺陷判別；所述的缺陷判別具體為：當相控陣超聲探頭保持與焊縫水平位置不變時，會有相同或相近的角度覆蓋結構三角形A、B、C端點，相控陣超聲扇形掃查圖譜的37^o聲束方向上會發現端點A的反射波，在扇形掃查圖譜的52.5^o聲束方向上會發現端點C的反射波，在扇形掃查圖譜的65.5^o聲束方向上會發現端點B的反射波，觀察ABC三角形區域內是否存在異常信號，判斷該區域是否存在缺陷；當三角區域內存在異常信號時，則此時的焊縫搭接角位置存在缺陷；若三角區域內沒有異常信號時，則此時的焊縫搭接角無缺陷。

2.根據權利要求1所述的B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測方法，其特征在于，步驟1）所述B型套筒搭接焊縫結構圖根據以下參數進行繪制：測量待檢焊縫的結構、B型套筒的壁厚、搭接焊縫的垂直厚度、搭接焊縫的水平寬度。

3.根據權利要求1所述的B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測方法，其特征在于，步驟1）所述的B型套筒搭接焊縫截面模型是由若干個壓電晶片組成的一維或二維陣列模型；每個壓電晶片為一個陣元。

4.根據權利要求3所述的B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測方法，其特征在于，所述陣列模型中安裝有控制單元，用于控制每個陣元的超聲發射和接收。

5.根據權利要求3所述的B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測方法，其特征在于，每個陣元上均設有超聲發射電路和超聲接收電路。

6.根據權利要求1所述的B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測方法，其特征在于，步驟2）所述的檢測面包括套筒側檢測面和管體側檢測面。

7.一種B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測系統，其特征在于，包括：

模型建立單元，基于不同位置的B型套筒搭接焊縫結構圖，建立B型套筒搭接焊縫截面模型；

模擬檢測單元，基于B型套筒搭接焊縫截面模型，進行相控陣超聲模擬檢測，得到相控陣超聲圖譜；

分析處理單元，基于相控陣超聲圖譜，利用三角區域分析法進行缺陷判別，所述三角區域分析法為：當相控陣超聲探頭保持與焊縫水平位置不變時，會有相同或相近的角度覆蓋結構三角形A、B、C端點，相控陣超聲扇形掃查圖譜的37^o聲束方向上會發現端點A的反射波，在扇形掃查圖譜的52.5^o聲束方向上會發現端點C的反射波，在扇形掃查圖譜的65.5^o聲束方向上會發現端點B的反射波，觀察ABC三角形區域內是否存在異常信號，判斷該區域是否存在缺陷。

8.根據權利要求7所述的B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測系統，其特征在于，B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測系統還包括控制單元；模型建立單元包括相控陣超聲換能器，相控陣超聲換能器由若干個壓電晶片組成一維或二維陣列組成；控制單元分別與若干個壓電晶片電連接。