重慶代理OmniScan MX2使用A26雙線性陣列DLA探傷儀檢測異種材料焊縫

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使用A26雙線性陣列™（DLA）探頭檢查95 mm（3.74 in。）厚的異種焊縫

介紹

在石油和天然氣，石化和發電領域，通常使用諸如管道的厚壁部件。為了保持低成本，這些厚的部件通常由簡單的碳鋼制成，并襯有更耐腐蝕的合金（CRA）的覆蓋層（包層），以延長壽命并提高系統的安全性。這些相同的耐腐蝕合金也可以用作焊接的填充物，如圖1所示的部件。該部件來自在高壓下攜帶腐蝕性化學品的管道，因此單獨的碳鋼不足以含有流動的液體并持續耐腐蝕。當焊接材料與零件材料不同時，這被稱為“異種焊縫”。不同的焊縫對無損檢測（NDT）提出了挑戰。在過去，射線照相測試（RT）通常用于檢查這些不同的材料。然而，厚材料需要更長的曝光時間，從而增加了整體RT檢查時間和成本。這些困難以及相控陣技術領域的進步使超聲波成為這些類型檢查的可行替代方案。

圖1 - 95毫米（3.74英寸）厚的部件，帶有不同的焊接材料和覆蓋層

檢查異種和厚焊縫的挑戰

這次管道檢查面臨兩個主要挑戰。焊縫和包層的異種材料，以及部件的厚度（95毫米（3.74英寸））。

用傳統的剪切波技術檢查不同的材料是困難的。當光束穿過包含焊縫的部件時，金屬金屬界面和焊縫的粗粒結構都會引起超聲波的反射（反向散射）和折射。這反過來又導致超聲波束的偏斜，分裂和衰減。（有關詳細信息，請參閱應用說明“耐腐蝕合金和不同焊接材料的簡易超聲相控陣檢測”）。

除了相異性問題之外，厚組件也面臨著特定的挑戰。需要將更多的能量傳播到部件中以實現良好的檢測概率和準確的讀數。

解決方案使用A26雙線性相控陣探頭

A26 DLA探頭旨在解決檢查厚異種焊縫時遇到的問題。該探頭模型使用低頻，大孔徑和TRL（發射 - 接收縱向）技術。由于低頻縱波受偏斜和衰減的影響較小，因此與剪切波相比，它們對異種材料檢測的前景更好。發射 - 接收或俯仰 - 捕捉配置還允許將更多聲音（能量）發送到厚組件中，而沒有增加噪聲水平的缺點。

圖2 - 斜角和異種焊縫輪廓的繪制

由于波在表面上反射時發生的模式轉換（從縱波到剪切波），只有半跳過程是實用的（直接光束）。

對于這次檢查，該部件厚度為95毫米（3.74英寸），采用碳鋼基材，825合金焊接覆蓋層和鎳合金（ErNiCrMo-3 + ENiCrMo3T1-4）焊接填料（見圖1） ）。焊縫齊平接地，以掃描可能的橫向缺陷（0度和180度，如圖7掃描計劃所示）。

圖3 - 演示塊模式

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使用兩種不同的探針頻率。示范區塊的底部是感興趣的區域（如圖4所示）。為了檢測側壁缺乏融合缺陷，ID缺口高度和所有縱向缺陷長度，首先使用A26 5 MHz相控陣（PA）探頭。然后使用較低頻率（A26 2.25 MHz）探針在0度和180度傾斜角度下實現更具衰減性的鎳合金填充材料的滲透（圖5）。

圖7和圖8顯示了直徑為5 mm（0.20 in。）的SDH（側鉆孔）橫向缺陷，這些缺陷是使用A26 2.25 MHz探頭精確測量的，甚至在厚填充材料深處。

圖4 - 該應用的感興趣區域顯示側壁缺少熔合和ID缺口

在厚的，不同的焊縫上使用A26 DLA探頭的優點

我們使用Dual Matrix Array ™（DMA）和Dual Linear Array ™（DLA）探頭取得了良好的效果，可以解決嘈雜或不同的材料應用問題。這些成功的一些例子可以在以下應用說明中找到，“用于檢測聲學噪聲焊接的雙矩陣陣列”和“使用雙線性陣列（DLA）探頭檢查小直徑，奧氏體鋼管。”但是，確定厚壁應用仍然對以前的探針模型提出了挑戰。A26 DLA探頭的設計考慮了厚厚的部件。其較低的頻率可實現更好的穿透性，其間距捕捉配置和更大的孔徑可將更多能量傳輸到器件中，而不會增加噪聲水平。

A17 - 2.25Mhz

A26 - 5Mhz

圖5 - A17和A26探針對縱向缺陷的S掃描結果的比較

圖6- A17和A26探針對縱向缺陷的C掃描結果的比較

結論

新的A26探頭提供了比我們其他更小的雙陣列探頭更好的尺寸調整性能。

由于5 MHz A26 PA探頭具有更大的孔徑和更高的頻率，因此它比2.25 MHz A17探頭更精確地測量側壁缺少融合缺陷，ID缺口高度以及所有縱向缺陷長度。

A26 2.25 MHz探頭能夠以0度和180度傾斜角度穿透Inconel®825（鎳合金）填料。

圖7-在60 mm（2.36 in。），70 mm（2.76 in。）和80 mm（3.15 in。）深度處具有橫向缺陷（直徑為5 mm（0.20 in。）SDH）的示范塊。在填充材料中以180度傾斜進行掃描。

圖8-顯示5 mm（0.20 in。）直徑SDH的扇形掃描，深度為60 mm（2.36 in。），70 mm（2.76 in。）和80 mm（3.15 in。）。

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