本發(fā)明涉及無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于相控陣技術(shù)的鍋爐用鋼管內(nèi)壁缺陷檢測方法。

背景技術(shù)：

近年來隨著超臨界、超超臨界電站鍋爐建設(shè)，鍋爐用鋼管種類不斷增加，在基建和運(yùn)行過程中由于保護(hù)措施不力或者水質(zhì)等原因，容易造成管內(nèi)壁的腐蝕和沖刷；特別是在基建過程中，由于設(shè)備建設(shè)周期較長，同時許多不良商家采用不合格管材，造成鍋爐在基建過程中由于材料本身的原因或者保護(hù)不當(dāng)致使內(nèi)壁產(chǎn)生腐蝕等缺陷，給鍋爐安裝和運(yùn)行造成一定的困難。而且目前，針對此類管內(nèi)壁的缺陷一般采用超聲波檢測方法，檢測周期較長而且缺陷的性質(zhì)不容易判別，受到檢測手段的限制容易造成漏檢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種檢測速度快，檢測精確，可準(zhǔn)確判斷鍋爐用管內(nèi)壁的缺陷參數(shù)的基于相控陣技術(shù)的鍋爐用鋼管內(nèi)壁缺陷檢測方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于相控陣技術(shù)的鍋爐用鋼管內(nèi)壁缺陷檢測方法，包括以下步驟：

s1：對目標(biāo)鋼管進(jìn)行檢測，利用相控陣檢測設(shè)備獲得目標(biāo)鋼管內(nèi)壁的缺陷圖譜；

s2：將該缺陷圖譜與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫進(jìn)行匹配，確定目標(biāo)鋼管的缺陷參數(shù)，所述標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫包含不同缺陷參數(shù)與對應(yīng)缺陷圖譜之間的對應(yīng)關(guān)系。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

步驟s2中所述的缺陷參數(shù)包括形狀、長度和深度中的至少一種。

步驟s2中標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫的生成步驟包括：

s31：選取與目標(biāo)鋼管同材料同規(guī)格的鋼管作為樣管；

s32：分別在樣管內(nèi)壁加工成不同缺陷參數(shù)的缺陷作為對比試樣；

s33：分別采用相控陣探頭和楔塊對對比試樣進(jìn)行檢測，獲得每一個缺陷的波形和圖像作為該缺陷的缺陷圖譜；

s34：將所有缺陷參數(shù)對應(yīng)的缺陷圖譜構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫。

步驟s33中，所述波形和圖像為最大反射波的波形和圖像。

在步驟s33中采用相控陣探頭和楔塊對對比試樣進(jìn)行檢測之前，還包括對相控陣探頭進(jìn)行調(diào)校的步驟，所述調(diào)校的步驟包括：

(1)設(shè)置掃查方式：根據(jù)缺陷的形狀確定對應(yīng)的掃查方式，如果缺陷是條狀平行于管軸徑方向，則采用線掃和扇形掃查相結(jié)合的方式；如果缺陷是橢圓狀、團(tuán)狀或條狀且垂直于管軸徑方向，則采用扇形掃查方式，且不同的掃查方式采用不同的聚焦法則并存儲于相控陣檢測設(shè)備中；

(2)設(shè)置聲速、延遲和靈敏度：根據(jù)與樣管對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)試塊的聲速、延遲和靈敏度，調(diào)整相控陣探頭的聲速、延遲和靈敏度。

所述調(diào)校的步驟還包括設(shè)置相控陣探頭的掃查角度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明的基于相控陣技術(shù)的鍋爐用鋼管內(nèi)壁缺陷檢測方法，首先預(yù)制各種鍋爐用鋼管的不同缺陷的標(biāo)準(zhǔn)圖譜，然后現(xiàn)場對目標(biāo)鋼管進(jìn)行檢測，將檢測到的缺陷圖譜與標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫進(jìn)行匹配，進(jìn)而判斷出缺陷參數(shù)，該方法解決了傳統(tǒng)超聲波檢測內(nèi)壁腐蝕等缺陷的局限性和效率低下的問題，可對缺陷的性質(zhì)快速辨別，能準(zhǔn)確判斷鍋爐用管內(nèi)壁存在的缺陷，避免了由于此類缺陷造成鍋爐爆管或者基建周期較長；同時該方法實(shí)施過程簡單、方便，檢測的精度高，可以廣泛應(yīng)用于鍋爐用鋼管(奧氏體不銹鋼除外)內(nèi)壁腐蝕、沖刷、點(diǎn)蝕等缺陷的檢測。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基本流程圖。

圖2是本發(fā)明中樣管的人工缺陷形狀示意圖。

圖中各標(biāo)號表示：

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的基于相控陣技術(shù)的鍋爐用鋼管內(nèi)壁缺陷檢測方法，包括以下步驟：

s1：對目標(biāo)鋼管進(jìn)行檢測，利用相控陣檢測設(shè)備獲得目標(biāo)鋼管內(nèi)壁的缺陷圖譜；

s2：將該缺陷圖譜與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫進(jìn)行匹配，確定目標(biāo)鋼管的缺陷參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫包含不同缺陷參數(shù)與對應(yīng)缺陷圖譜之間的對應(yīng)關(guān)系。

步驟s2中的缺陷參數(shù)包括形狀、長度和深度中的至少一種。

本實(shí)施例中，步驟s2中標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫的生成步驟包括：

s31：選取與目標(biāo)鋼管同材料同規(guī)格的鋼管作為樣管；

s32：分別在樣管內(nèi)壁加工成不同缺陷參數(shù)的缺陷作為對比試樣；

s33：分別采用相控陣探頭和楔塊對對比試樣進(jìn)行檢測，獲得每一個缺陷的波形和圖像作為該缺陷的缺陷圖譜；

s34：將所有缺陷參數(shù)對應(yīng)的缺陷圖譜構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫。

本實(shí)施例中，步驟s33中，每一個缺陷的波形和圖像為最大反射波的波形和圖像。

本實(shí)施例中，在步驟s33中采用相控陣探頭和楔塊對對比試樣進(jìn)行檢測之前，還包括對相控陣探頭進(jìn)行調(diào)校的步驟，調(diào)校的步驟包括：

(1)設(shè)置掃查方式：根據(jù)缺陷的形狀確定對應(yīng)的掃查方式，如果缺陷是條狀平行于管軸徑方向，則采用線掃和扇形掃查相結(jié)合的方式；如果缺陷是橢圓狀、團(tuán)狀或條狀且垂直于管軸徑方向，則采用扇形掃查方式，且不同的掃查方式采用不同的聚焦法則并存儲于相控陣檢測設(shè)備中；

(2)設(shè)置聲速、延遲和靈敏度：根據(jù)與樣管對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)試塊的聲速、延遲和靈敏度，調(diào)整相控陣探頭的聲速、延遲和靈敏度。

本實(shí)施例中，調(diào)校的步驟還包括設(shè)置相控陣探頭的掃查角度。在實(shí)際調(diào)校過程中，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試塊調(diào)校儀器的的聲速、延遲和靈敏度，調(diào)整相控陣探頭的聲速、延遲和靈敏度，在樣管上進(jìn)行對比試驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)靈敏度或者掃查角度等不符合要求，則需對調(diào)校結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)試塊上進(jìn)行調(diào)整，確保檢測準(zhǔn)確。

本實(shí)施例的以t91的鋼管為目標(biāo)鋼管，該目標(biāo)鋼管規(guī)格為φ51×9，檢測其彎頭外弧面內(nèi)壁橫向裂紋。首先t91鋼管的不同缺陷參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫生成步驟為：

1)選取材質(zhì)為t91，規(guī)格為φ51×9的鋼管作為試樣管，把鋼管從中間拋開；

2)在試樣管內(nèi)壁加工成條狀、橢圓狀、團(tuán)狀三種人工缺陷作為對比試樣，如圖1所示，包括橫向條狀、豎向條狀、豎向橢圓、橫向橢圓和團(tuán)狀。

3)根據(jù)樣管的規(guī)格選取相同半徑的相控陣楔塊和探頭進(jìn)行調(diào)校，選取扇形掃查方式，并在相控陣檢測設(shè)備中選取相應(yīng)的聚焦法則并調(diào)校；調(diào)整聚焦法則后則應(yīng)根據(jù)t91鋼管對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)試管的參數(shù)，調(diào)整探頭的聲速、延遲和靈敏度，設(shè)定掃查的角度為15°～45°；

4)調(diào)校完成后，在對比試樣中進(jìn)行模擬檢測，找到三種缺陷最大反射波的波形和圖像形貌，將所有缺陷參數(shù)對應(yīng)的缺陷圖譜構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫；

5)制作完標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫后，現(xiàn)場對目標(biāo)鋼管進(jìn)行檢測，獲得目標(biāo)鋼管內(nèi)壁的缺陷圖譜，將該缺陷圖譜與上述的標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫進(jìn)行對比，確定目標(biāo)鋼管內(nèi)壁缺陷形狀。

同理，目標(biāo)鋼管內(nèi)壁缺陷長度和深度采用上述步驟進(jìn)行檢測。

本實(shí)施例的缺陷參數(shù)為形狀時，可以反映與缺陷的性質(zhì)，當(dāng)缺陷為粗的條狀時，可以判斷為制造加工缺陷；當(dāng)缺陷為細(xì)條狀時，可以判斷為裂紋缺陷；當(dāng)缺陷為團(tuán)狀(圓形、橢圓等)時，可以判斷為腐蝕性缺陷。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。