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双晶矩阵探头，可用于对大直径耐腐蚀合金堆焊管线的异种材料环焊缝进行超声检测 |
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浏览次数：5199 发布时间：2019-12-3 QC检测仪器网 |
用于管道堆焊层的耐腐蚀合金（CRA）具有很高的耐腐蚀性能，因此带有耐腐蚀合金堆焊层的管道被越来越多地用于传输高温和腐蚀性的材料。然而，这些合金保护层也会阻碍对管道的异种材料环焊缝进行有效的超声检测。超声检测行业一直在寻找一种可以简单可靠地解决这个难题的方案。
问题
对耐腐蚀合金堆焊管道的异种材料环焊缝进行的超声检测向检测人员提出了一种特殊的挑战。由于堆焊层材料（铬镍铁合金、不锈钢等）与管道的母体材料（碳钢）不同，这些材料之间交界面的质量会使从管道内壁反弹的声束信号不可预测，甚至无法反射声束。此外，堆焊层与焊缝的各向异性结构还会使超声波的模式发生转换，并使声束在不同方向上传播。因此，不能使用诸如“分区设置”的一些高精度技术进行检测。
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耐腐蚀合金堆焊管道的异种材料环焊缝的剖面图
解决方案
使用双矩阵探头，目的是在检测大直径堆焊管道的异种材料环焊缝时，提高探测和定量位于焊根、焊缝体积以及焊缝表面的缺陷的能力。
下面是使用一个2.25 MHz双矩阵（DMA）探头对一个直径为36英寸的管道样件进行检测。
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检测中所使用的样件模型是一段直径为36英寸的管道，管道材料为碳钢，管壁上以机械方式粘接了3毫米厚的铬镍铁合金625堆焊层。焊缝材料也是铬镍铁合金625。
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样件模型中参考缺陷的设置如下图所示。这些缺陷为位于焊缝中线上距管壁表面四分之一、二分之一和四分之三处的2.5毫米横通孔，以及位于焊缝的熔合线、顶部和根部的10毫米长2毫米深的刻槽。
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堆焊管道模型中的参考缺陷的示意图
结果
在信噪比高于45 dB的情况下，可以探测到所有横通孔。
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探测到距管壁表面四分之三处的横通孔
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探测到距管壁表面二分之一处的横通孔
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探测到距管壁表面四分之一处的横通孔
还可以以高于40 dB的信噪比探测到位于探头所在侧的焊缝熔合线上的刻槽和位于焊缝顶部的刻槽和位于焊根的刻槽；不过，图中没有显示这个刻槽的信号。
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探测到位于焊缝熔合线上的刻槽
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探测到位于焊缝顶部中线上的刻槽
结论
双矩阵（DMA）探头可以有效地检测带有堆焊层的大直径管道。这种检测方式可以确保全面覆盖异种材料焊缝。可以探测到位于焊缝体积中的横通孔和位于管道内壁和外壁的刻槽。
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