發布時間：2022-04-02 發布人：新興日祥
檢測背景概述：用于管道堆焊層的耐腐蝕合金（CRA）具有很高的耐腐蝕性能，因此帶有耐腐蝕合金堆焊層的管道被越來越多地用于傳輸高溫和腐蝕性的材料。
然而，這些合金保護層也會阻礙對管道的異種材料環焊縫進行有效的超聲檢測。超聲檢測行業一直在尋找一種可以簡單可靠地解決這個難題的方案。
對耐腐蝕合金堆焊管道的異種材料環焊縫進行的超聲檢測，向檢測人員提出了一種特殊的挑戰。由于堆焊層材料（鉻鎳鐵合金、不銹鋼等）與管道的母體材料（碳鋼）不同，這些材料之間交界面的質量會使從管道內壁反彈的聲束信號不可預測，甚至無法反射聲束。此外，堆焊層與焊縫的各向異性結構還會使超聲波的模式發生轉換，并使聲束在不同方向上傳播。
因此，不能使用諸如“分區設置”的一些高精度技術進行檢測。在這種檢測中，不能使用超聲波的第二個聲程進行脈沖回波檢測，否則會使焊冠及其下面區域的檢測變得特別困難。
便攜式相控陣儀器：奧林巴斯探傷儀 OmniScan MX2
本次使用奧林巴斯2.25 MHz雙矩陣（DMA）探頭
樣件模型是一段直徑為36英寸的管道，管道材料為碳鋼
奧林巴斯雙矩陣（DMA）探頭，在檢測大直徑堆焊管道的異種材料環焊縫時，提高探測和定量位于焊根、焊縫體積以及焊縫表面的缺陷的能力。
要了解更多有關雙矩陣探頭的信息，請參閱應用注釋：使用雙矩陣探頭對會產生聲學噪聲的焊縫進行檢測。
本應用注釋中講述的示例，是使用一個2.25 MHz雙矩陣（DMA）探頭對一個直徑為36英寸的管道樣件進行檢測。探頭中有2個矩陣，每個矩陣有28個晶片（7 × 4），兩個晶片矩陣都安裝在一個55度縱波楔塊上。
奧林巴斯探傷儀 OmniScan MX2 32:128 PR經過配置，可以確保覆蓋完整的焊縫區域，而不會漏掉管道的內壁區域。檢測中使用了兩個不同的組：
組1：在2毫米的深度上聚焦，在30到76度縱波的范圍內進行扇形掃查，以覆蓋焊縫體積的上部分和焊縫表面
組2：在20毫米的深度上聚焦，在30到76度縱波的范圍內進行扇形掃查，以覆蓋焊縫體積的下部分和焊縫根部
聲束建模視圖：（左圖）在2毫米深度聚焦的75度縱波聲束（組1部分）；（右圖）在20毫米深度聚焦的45度縱波聲束（組2部分）。檢測在不使用掃查器或編碼設備的情況下以手動方式完成。
檢測中所使用的樣件模型是一段直徑為36英寸的管道，管道材料為碳鋼，管壁上以機械方式粘接了3毫米厚的鉻鎳鐵合金625堆焊層。焊縫材料也是鉻鎳鐵合金625。
樣件模型中參考缺陷的設置如下圖所示，這些缺陷為位于焊縫中線上距管壁表面四分之一、二分之一和四分之三處的2.5毫米橫通孔，以及位于焊縫的熔合線、頂部和根部的10毫米長2毫米深的刻槽。
在信噪比高于45 dB的情況下，可以探測到所有橫通孔。在20毫米深度聚焦的組2可以探測到位于距管壁表面四分之三和二分之一的橫通孔，在2毫米深度聚焦的組1可以探測到位于距管壁表面四分之一的橫通孔。
左圖：探測到距管壁表面四分之三處的橫通孔；中圖：到距管壁表面二分之一處的橫通孔；右圖：探測到距管壁表面四分之一處的橫通孔
在2毫米深度聚焦的組1，以高于40 dB的信噪比探測到位于探頭所在側的焊縫熔合線上的刻槽和位于焊縫頂部的刻槽（如下圖所示）。在20毫米深度聚焦的組2可以非常容易地探測到位于焊根的刻槽；不過，圖中沒有顯示這個刻槽的信號。
本應用注釋中提到的結果是使用一個2.25 MHz雙矩陣（DMA）探頭檢測大直徑堆焊層管道所獲得的結果。
對這些結果的說明不適于直徑較小的管道。要了解有關小直徑管道檢測的信息，請參閱以下應用注釋：“使用雙晶線性陣列（DLA）探頭檢測小直徑奧氏體鋼管”。
此外，這個檢測是在不使用掃查器或編碼器的情況下以手動方式完成。盡管這項檢測技術具有靈活適用性，但是其檢測效果還有賴于操作人員的水平。
綜上所述，這些結果不能用于說明在其它情況下的檢測，如：在高速生產線上對堆焊層管材進行的檢測。目前，奧林巴斯正在努力開發出一種借助相似的工具對高速生產線上的堆焊層管材進行檢測的解決方案。
奧林巴斯探傷儀 Omni Scan MX2 32:128 PR儀器與一個2.25 MHz雙矩陣（DMA）探頭配合使用，可以有效地檢測帶有堆焊層的大直徑管道。
這種檢測方式可以確保全面覆蓋異種材料焊縫。使用兩個分別在2毫米和20毫米深度上聚焦，在30度到76度縱波范圍內偏轉聲束進行掃查的組，可以探測到位于焊縫體積中的橫通孔和位于管道內壁和外壁的刻槽。
