重庆代理OmniScan MX2使用A26双线性阵列DLA探伤仪检测异种材料焊缝

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使用A26双线性阵列™（DLA）探头检查95 mm（3.74 in。）厚的异种焊缝

介绍

在石油和天然气，石化和发电领域，通常使用诸如管道的厚壁部件。为了保持低成本，这些厚的部件通常由简单的碳钢制成，并衬有更耐腐蚀的合金（CRA）的覆盖层（包层），以延长寿命并提高系统的安全性。这些相同的耐腐蚀合金也可以用作焊接的填充物，如图1所示的部件。该部件来自在高压下携带腐蚀性化学品的管道，因此单独的碳钢不足以含有流动的液体并持续耐腐蚀。当焊接材料与零件材料不同时，这被称为“异种焊缝”。不同的焊缝对无损检测（NDT）提出了挑战。在过去，射线照相测试（RT）通常用于检查这些不同的材料。然而，厚材料需要更长的曝光时间，从而增加了整体RT检查时间和成本。这些困难以及相控阵技术领域的进步使超声波成为这些类型检查的可行替代方案。

图1 - 95毫米（3.74英寸）厚的部件，带有不同的焊接材料和覆盖层

检查异种和厚焊缝的挑战

这次管道检查面临两个主要挑战。焊缝和包层的异种材料，以及部件的厚度（95毫米（3.74英寸））。

用传统的剪切波技术检查不同的材料是困难的。当光束穿过包含焊缝的部件时，金属金属界面和焊缝的粗粒结构都会引起超声波的反射（反向散射）和折射。这反过来又导致超声波束的偏斜，分裂和衰减。（有关详细信息，请参阅应用说明“耐腐蚀合金和不同焊接材料的简易超声相控阵检测”）。

除了相异性问题之外，厚组件也面临着特定的挑战。需要将更多的能量传播到部件中以实现良好的检测概率和准确的读数。

解决方案使用A26双线性相控阵探头

A26 DLA探头旨在解决检查厚异种焊缝时遇到的问题。该探头模型使用低频，大孔径和TRL（发射 - 接收纵向）技术。由于低频纵波受偏斜和衰减的影响较小，因此与剪切波相比，它们对异种材料检测的前景更好。发射 - 接收或俯仰 - 捕捉配置还允许将更多声音（能量）发送到厚组件中，而没有增加噪声水平的缺点。

图2 - 斜角和异种焊缝轮廓的绘制

由于波在表面上反射时发生的模式转换（从纵波到剪切波），只有半跳过程是实用的（直接光束）。

对于这次检查，该部件厚度为95毫米（3.74英寸），采用碳钢基材，825合金焊接覆盖层和镍合金（ErNiCrMo-3 + ENiCrMo3T1-4）焊接填料（见图1） ）。焊缝齐平接地，以扫描可能的横向缺陷（0度和180度，如图7扫描计划所示）。

图3 - 演示块模式

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使用两种不同的探针频率。示范区块的底部是感兴趣的区域（如图4所示）。为了检测侧壁缺乏融合缺陷，ID缺口高度和所有纵向缺陷长度，首先使用A26 5 MHz相控阵（PA）探头。然后使用较低频率（A26 2.25 MHz）探针在0度和180度倾斜角度下实现更具衰减性的镍合金填充材料的渗透（图5）。

图7和图8显示了直径为5 mm（0.20 in。）的SDH（侧钻孔）横向缺陷，这些缺陷是使用A26 2.25 MHz探头精确测量的，甚至在厚填充材料深处。

图4 - 该应用的感兴趣区域显示侧壁缺少熔合和ID缺口

在厚的，不同的焊缝上使用A26 DLA探头的优点

我们使用Dual Matrix Array ™（DMA）和Dual Linear Array ™（DLA）探头取得了良好的效果，可以解决嘈杂或不同的材料应用问题。这些成功的一些例子可以在以下应用说明中找到，“用于检测声学噪声焊接的双矩阵阵列”和“使用双线性阵列（DLA）探头检查小直径，奥氏体钢管。”但是，确定厚壁应用仍然对以前的探针模型提出了挑战。A26 DLA探头的设计考虑了厚厚的部件。其较低的频率可实现更好的穿透性，其间距捕捉配置和更大的孔径可将更多能量传输到器件中，而不会增加噪声水平。

A17 - 2.25Mhz

A26 - 5Mhz

图5 - A17和A26探针对纵向缺陷的S扫描结果的比较

图6- A17和A26探针对纵向缺陷的C扫描结果的比较

结论

新的A26探头提供了比我们其他更小的双阵列探头更好的尺寸调整性能。

由于5 MHz A26 PA探头具有更大的孔径和更高的频率，因此它比2.25 MHz A17探头更精确地测量侧壁缺少融合缺陷，ID缺口高度以及所有纵向缺陷长度。

A26 2.25 MHz探头能够以0度和180度倾斜角度穿透Inconel®825（镍合金）填料。

图7-在60 mm（2.36 in。），70 mm（2.76 in。）和80 mm（3.15 in。）深度处具有横向缺陷（直径为5 mm（0.20 in。）SDH）的示范块。在填充材料中以180度倾斜进行扫描。

图8-显示5 mm（0.20 in。）直径SDH的扇形扫描，深度为60 mm（2.36 in。），70 mm（2.76 in。）和80 mm（3.15 in。）。

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