亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        承壓設(shè)備典型母材缺陷的相控陣 CIVA仿真與檢測

        2018-10-19 09:52:50,,,,,
        無損檢測 2018年10期
        關(guān)鍵詞:深度檢測

        ,,,,,

        (1.寧波市勞動(dòng)安全技術(shù)服務(wù)公司, 寧波 315048;2.寧波市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院, 寧波 315048)

        在壓力容器、壓力管道的定期檢驗(yàn)工作中,檢驗(yàn)的內(nèi)容通常包括:宏觀檢測、壁厚測定、焊縫表面和埋藏缺陷的檢測、安全附件的檢查等。對(duì)于焊縫的檢測,檢測手段較為齊全,表面檢測包括磁粉、滲透和渦流檢測;埋藏缺陷檢測包括常規(guī)超聲、射線和TOFD檢測。但對(duì)于容器和管道的本體母材來講,通常檢測項(xiàng)目僅為宏觀檢測和壁厚測定,宏觀檢測無法發(fā)現(xiàn)內(nèi)部埋藏缺陷,壁厚測定由于客觀因素?zé)o法進(jìn)行密集型測厚,通常只能檢出均勻減薄的情況。對(duì)于壓力容器和壓力管道,母材缺陷的存在也不容小覷,例如內(nèi)部氫致開裂、氫鼓包、復(fù)合板或堆焊層未結(jié)合、不開罐或不清管情況下的內(nèi)腐蝕凹坑等缺陷,對(duì)這些缺陷運(yùn)用宏觀檢測與測厚方法進(jìn)行檢測存在一定的難度與漏檢率[1-2]。

        超聲相控陣儀器通常為多通道、多晶片,可對(duì)缺陷進(jìn)行成像,并能進(jìn)行精確定位與測量,具有檢測效率高、漏檢率低、靈活性好、多種成像方式等優(yōu)點(diǎn)[3]。針對(duì)重點(diǎn)設(shè)備存在的各類缺陷可采用超聲相控陣技術(shù)進(jìn)行快速、大面積掃查,以發(fā)現(xiàn)其中的危害性缺陷。筆者以CIVA仿真為前提,探討了相控陣技術(shù)對(duì)母材缺陷檢測的可行性,總結(jié)了各類缺陷圖譜的特點(diǎn),并對(duì)現(xiàn)場試樣進(jìn)行了實(shí)際檢測,驗(yàn)證了CIVA仿真的結(jié)果。

        1 典型母材缺陷的相控陣CIVA仿真

        1.1 CIVA軟件簡介

        CIVA仿真軟件是由法國原子能委員會(huì)(CEA)研發(fā)的一款專業(yè)無損檢測仿真軟件。其利用半解析法,采用部分解析解或解析函數(shù),對(duì)已有的模型進(jìn)行仿真,包括超聲、射線、渦流3個(gè)部分[4]。其超聲檢測模塊可以仿真常規(guī)超聲、相控陣以及TOFD,包括聲束模擬以及缺陷響應(yīng)兩個(gè)功能,聲束模擬功能主要是為了選擇合適的檢測工藝參數(shù),供試驗(yàn)人員設(shè)置檢測參數(shù);缺陷響應(yīng)功能主要是為了模擬真實(shí)缺陷的信號(hào)反饋情況,供信號(hào)分析人員參考。采用CIVA仿真,檢測人員可以初步設(shè)計(jì)超聲探頭,驗(yàn)證所編制的檢測工藝,根據(jù)仿真結(jié)果,對(duì)探頭和工藝進(jìn)行再設(shè)計(jì)和再修改以達(dá)到適合現(xiàn)場實(shí)際檢測的目的[5]。

        1.2 復(fù)合板未結(jié)合CIVA仿真

        1.2.1 CIVA建模

        建模采用平板(Planar)幾何類型,長寬高分別為50,30,20 mm。考慮到此處仿真類型為復(fù)合板結(jié)構(gòu),因此幾何模型選擇多層次材料(Multilayers),Q345R厚度為18 mm,底層304不銹鋼復(fù)合層厚度為2 mm(圖1中綠色輪廓);碳鋼密度為7.8 g·cm-3,縱波聲速為5 900 m·s-1;304不銹鋼密度為8.03 g·cm-3,縱波聲速為5 700 m·s-1;查閱相關(guān)參考文獻(xiàn),設(shè)定304不銹鋼對(duì)縱波的衰減率為0.2 dB·mm-1。

        楔塊探頭設(shè)置如下:采用一維線型陣列0°探頭,32個(gè)晶片,激發(fā)16個(gè)晶片進(jìn)行掃查,晶片尺寸(長×寬)為8 mm×0.5 mm,晶片間距為0.1 mm,頻率為4.0 MHz,信號(hào)帶寬為60%,波形為縱波,楔塊材料為Rexolite,楔塊角度為0°,密度為1.18 g·cm-3,縱波聲速為2 680 m·s-1。

        檢測設(shè)置如下:聲場計(jì)算區(qū)域選擇2D矩形,尺寸(長×寬)為20 mm×15 mm,計(jì)算步進(jìn)精度x,z方向均為0.1 mm,耦合劑采用水,考慮到仿真為壓力容器不開罐、壓力管道不清管檢測,所以模型底面介質(zhì)選取水層,水中縱波聲速為1 483 m·s-1。

        最終的3D建模結(jié)果如圖1所示。

        圖1 復(fù)合板CIVA模型

        1.2.2 聲場計(jì)算

        采用單點(diǎn)深度聚焦的方式進(jìn)行聲場計(jì)算,聚焦深度設(shè)置為碳鋼與不銹鋼結(jié)合面深度,選取為18 mm,只計(jì)算縱波的聲場。為了簡化計(jì)算,不考慮波形轉(zhuǎn)換、表面反射波和底面反射波的情況。單個(gè)晶片聚焦深度為18 mm的聲場計(jì)算結(jié)果如圖2所示,16個(gè)晶片的合成聲場如圖3所示。

        圖2 單個(gè)晶片聚焦深度18 mm的聲場計(jì)算結(jié)果

        圖3 16個(gè)晶片聚焦深度18 mm的合成聲場計(jì)算結(jié)果

        根據(jù)聲場仿真計(jì)算結(jié)果可知,通過設(shè)置點(diǎn)聚焦方式,整個(gè)聲場范圍內(nèi)聲束能量較為集中,在深度7~18 mm范圍內(nèi)均具有較高能量,探頭的設(shè)置能滿足18 mm深度結(jié)合面處缺陷的檢測要求。因此,根據(jù)聚焦深度的不同,可以設(shè)置不同深度范圍的集中能量。

        1.2.3 缺陷響應(yīng)

        考慮該節(jié)模擬的是復(fù)合板未結(jié)合缺陷,因此在CIVA模型中添加一個(gè)平面狀矩形缺陷,大小(長×寬)為10 mm×5 mm,深度設(shè)置在結(jié)合面處,為18 mm。根據(jù)實(shí)際掃查情況,設(shè)置探頭移動(dòng)方向與聲束方向垂直,設(shè)置探頭移動(dòng)距離為40 mm,探頭計(jì)算步進(jìn)為0.5 mm,掃查方式為簡單電子掃查,聚焦深度為18 mm,缺陷響應(yīng)結(jié)果如圖4所示。

        圖4 復(fù)合板未結(jié)合缺陷響應(yīng)結(jié)果

        從仿真結(jié)果可以看出,在探頭移動(dòng)過程中,未結(jié)合缺陷處B掃圖像會(huì)出現(xiàn)底波向上凸起,波形較為平直的現(xiàn)象,凸起部位即為未結(jié)合部位,下部底波較結(jié)合完好部位的波幅明顯減弱,A掃圖像也能明顯發(fā)現(xiàn)未結(jié)合缺陷的波形,模擬結(jié)果顯示:相控陣對(duì)復(fù)合材料未結(jié)合缺陷具有較高的檢出率,波形特征也較為典型。

        1.3 氫鼓包、氫致開裂CIVA仿真

        1.3.1 仿真設(shè)置

        氫致開裂的仿真選取20R材料,厚度為20 mm,其余參數(shù)設(shè)置與1.2.1節(jié)相同。缺陷的設(shè)置主要從兩個(gè)方面考慮:① 氫鼓包、氫致開裂通常是伴隨著一起出現(xiàn)的,所以缺陷的中部采用大尺寸氣孔,氫致裂紋在氣孔兩側(cè)用面狀缺陷模擬;② 考慮氫損傷通常出現(xiàn)在板材中部靠近內(nèi)表面處,所以缺陷位置定位于板厚2/3處。氫鼓包氫致開裂缺陷的模型如圖5所示。

        圖5 氫鼓包、氫致開裂缺陷模型

        1.3.2 缺陷響應(yīng)

        采用聚焦深度為15 mm的B掃成像對(duì)模擬試板進(jìn)行掃查,設(shè)置探頭移動(dòng)距離為40 mm,探頭計(jì)算步進(jìn)為0.5 mm,響應(yīng)結(jié)果如圖6所示。

        圖6 氫鼓包、氫致開裂缺陷響應(yīng)結(jié)果

        從仿真結(jié)果可以看出,氫鼓包、氫致開裂的B掃成像圖主要有以下特點(diǎn):① 缺陷波的波幅大小與缺陷走向有關(guān),與聲束垂直方向的信號(hào)幅值較大;② 缺陷波圖像顯示不完全為平直狀,具有一定的起伏;③ 底波較沒有缺陷部位有明顯減弱;④ 若氫致開裂裂紋較大,則會(huì)出現(xiàn)底波不連續(xù)的情況。

        1.4 內(nèi)表面腐蝕凹坑CIVA仿真

        1.4.1 仿真設(shè)置

        內(nèi)表面腐蝕凹坑采用球型缺陷在試板底部進(jìn)行模擬,球孔半徑分別為1,2,3,4 mm,試板厚度設(shè)置為12 mm。探頭移動(dòng)距離設(shè)置為90 mm,探頭步進(jìn)為0.5 mm。

        1.4.2 缺陷響應(yīng)

        從仿真結(jié)果可以看出,內(nèi)腐蝕凹坑的B掃成像圖主要有以下特點(diǎn):① 缺陷波基本呈現(xiàn)點(diǎn)狀,在長度方向較小,這可以用球型反射體的特點(diǎn)來解釋;② 腐蝕凹坑越大,底波減弱越嚴(yán)重,甚至斷裂;③ 在較為規(guī)則的球孔情況下,反射波較為平整,易于分辨;④ 若球孔半徑過小(腐蝕坑過小),則會(huì)淹沒在底波中,但從A掃中可以看出底波波幅有降低,進(jìn)而判斷底面存在腐蝕情況。

        圖7 內(nèi)腐蝕凹坑缺陷響應(yīng)結(jié)果

        2 典型母材缺陷的相控陣現(xiàn)場檢測

        2.1 復(fù)合板未結(jié)合缺陷現(xiàn)場檢測

        根據(jù)CIVA仿真結(jié)果可知,相控陣對(duì)復(fù)合板未結(jié)合缺陷具有較高的檢出率。根據(jù)仿真的檢測工藝,對(duì)某石化裝置的一臺(tái)急冷水冷卻器進(jìn)行相控陣掃查,該換熱器于2014年投入使用,殼程主體材料為Q345R+S31603,厚度為14 mm,設(shè)計(jì)壓力為2.45 MPa,設(shè)計(jì)溫度為200℃,介質(zhì)為急冷水。該設(shè)備在2017年首次檢驗(yàn)中,對(duì)筒體進(jìn)行超聲波測厚時(shí)發(fā)現(xiàn)厚度明顯偏小,顯示值在11~12 mm之間跳動(dòng),隨后對(duì)該部位進(jìn)行打磨,采用以色列ISONIC 2009相控陣設(shè)備進(jìn)行垂直掃查,掃查結(jié)果如圖8,9所示。

        圖8 復(fù)合板未結(jié)合缺陷成像圖

        圖9 復(fù)合板未結(jié)合缺陷深度濾波3D成像圖

        通過掃查結(jié)果可以看出,該換熱器筒體復(fù)合板存在長度為60 mm,深度為10 mm的未結(jié)合缺陷,該缺陷中間存在部分間斷,從B掃圖中可以看出該缺陷的長度與深度,A掃圖中可以看出缺陷波出現(xiàn)在底波之前;從其3D成像圖可以看出該缺陷走向較為平直,與CIVA仿真結(jié)果相吻合。

        2.2 氫鼓包、氫致開裂現(xiàn)場檢測

        某煉化企業(yè)的加氫裝置脫硫塔在定期檢驗(yàn)中,宏觀檢測發(fā)現(xiàn)存在有鼓包現(xiàn)象,超聲波壁厚測定數(shù)據(jù)出現(xiàn)大面積異常情況。該塔器主體材料為20R,壁厚為56 mm,工況為濕硫化氫環(huán)境,綜合考慮為濕硫化氫導(dǎo)致的氫鼓包與氫致開裂(見圖10),對(duì)其進(jìn)行返修后,對(duì)其更換下的筒體部分進(jìn)行了相控陣掃查,結(jié)果如圖11,12所示。

        圖10 濕硫化氫損傷試樣

        圖11 氫損傷試樣缺陷成像圖

        圖12 氫損傷試樣缺陷3D成像圖

        從掃查結(jié)果來看,B掃和3D顯示中缺陷回波起伏不平,局部有臺(tái)階狀開裂特征,與板材分層和復(fù)合板未結(jié)合缺陷的特征還是有很大區(qū)別的,同時(shí)這類缺陷一般沿長度方向具有較大的伸長量。在開裂較為嚴(yán)重的部位,底波完全消失;在開裂張角較小的部位,底波會(huì)減弱,開裂部位處于板材厚度方向偏下的位置。與CIVA仿真結(jié)果比對(duì)可以看出,實(shí)際開裂情況是表面不完全平整,仿真模型中裂紋按面狀缺陷處理,其表面較為平整,所以波形較為單一,但模擬波形也呈現(xiàn)出一定的階梯狀,與現(xiàn)場檢測結(jié)果相吻合。

        2.3 內(nèi)表面腐蝕凹坑現(xiàn)場檢測

        根據(jù)所設(shè)定的檢測工藝,檢測了兩塊現(xiàn)場試樣,一是厚度為12 mm的漏磁檢測試板,含有深度為20%,40%,60%,80%板厚的球型孔缺陷;另一塊試樣是某油庫十萬立方儲(chǔ)罐經(jīng)漏磁掃查存在深度為48%板厚的缺陷的A-2底板,檢測結(jié)果如圖13,14所示。

        根據(jù)檢測結(jié)果可知,12 mm厚漏磁試板掃查結(jié)果與CIVA仿真結(jié)果較為吻合,試板上有4個(gè)球孔缺陷,反射信號(hào)基本成點(diǎn)狀,且球孔所處位置的底波均有明顯減弱,甚至消失;48%缺陷底板相控陣復(fù)驗(yàn)結(jié)果顯示,缺陷部位底波消失,缺陷波與正常狀態(tài)底波相連,形態(tài)上顯示為底波上移。因此,在大面積快速掃查過程中,應(yīng)時(shí)刻注意底波的變化狀態(tài),一旦發(fā)生底波上移或底波斷開,極有可能存在下表面的腐蝕,需謹(jǐn)慎對(duì)待。

        圖13 厚度為12 mm漏磁試板缺陷成像圖

        圖14 48%漏磁掃查缺陷相控陣成像圖

        3 結(jié)語

        通過對(duì)承壓設(shè)備母材3種典型缺陷的相控陣CIVA仿真與現(xiàn)場檢測驗(yàn)證,總結(jié)了各類缺陷在A掃、B掃、3D成像圖中的圖譜特點(diǎn),并將CIVA仿真結(jié)果與實(shí)際檢測進(jìn)行了比對(duì),分析了其中存在的共同性與差異性,為今后超聲相控陣檢測技術(shù)在壓力容器不開罐、壓力管道不清管狀況下的檢測提供一定的數(shù)據(jù)積累。

        猜你喜歡
        深度檢測
        “不等式”檢測題
        “一元一次不等式”檢測題
        “一元一次不等式組”檢測題
        “幾何圖形”檢測題
        “角”檢測題
        深度理解一元一次方程
        深度觀察
        深度觀察
        深度觀察
        深度觀察
        亚洲中文字幕黄色小视频| 亚洲av中文无码乱人伦在线播放 | 人妻少妇精品无码专区动漫| 人人妻人人澡人人爽精品欧美| 国模少妇无码一区二区三区 | 日本一二三四区在线观看| 国产内射爽爽大片视频社区在线| ā片在线观看| 亚洲av中文无码乱人伦在线咪咕| 一本色道久久88加勒比—综合 | 日韩一区二区肥| 日本高清一区二区三区色| 亚洲天堂丰满人妻av| 人妻中文无码久热丝袜| 图图国产亚洲综合网站| 国产自产在线视频一区| 国产一区二区自拍刺激在线观看| 国产av综合影院| 亚洲电影中文字幕| 国产精品美女一区二区av| 日日噜噜夜夜狠狠va视频v| 欧美日韩精品一区二区三区不卡| 成人无码激情视频在线观看| 男女激情视频网站免费在线| 久久久久99精品成人片直播| 久久AⅤ无码精品为人妻系列| 玩弄放荡人妻一区二区三区| 国产熟女盗摄一区二区警花91| 亚洲av日韩av无码污污网站| 国产日韩A∨无码免费播放| 一区二区三区日韩毛片| 在线观看免费无码专区| 97人妻熟女成人免费视频| 青青草针对华人超碰在线| 精品国产一区二区三区18p| 国产精品免费看久久久8| 日韩亚洲中文图片小说| 国产午夜福利小视频在线观看 | 天天中文字幕av天天爽| 精品人妻久久一日二个| 和外国人做人爱视频|