鋼包耳軸深厚焊縫的相控陣超聲檢測技術(shù).pdf

1、鋼包在鋼鐵行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用,由于受載嚴(yán)重,鋼包耳軸根部焊縫易產(chǎn)生缺陷,導(dǎo)致安全事故。為確保鋼包的安全運(yùn)行,需加強(qiáng)焊縫區(qū)域的檢測。
　　耳軸根部焊縫區(qū)域高度僅28 mm,寬度不足20 mm,相對整個耳軸區(qū)域較小,但焊縫位置距檢測面150 mm以上,對檢測技術(shù)的穿透力要求較高,而100 mm以內(nèi)的檢測面寬度則限制了接觸式探頭的移動范圍。相控陣超聲檢測技術(shù)通過控制各陣元的激發(fā)延時,可實(shí)現(xiàn)大范圍的扇形掃描成像,具有較強(qiáng)的穿透力和掃描范

2、圍,檢測效率較高,可有效的解決鋼包耳軸根部焊縫的檢測難題。本文基于相控陣超聲檢測技術(shù)聲束聚焦與聲束偏轉(zhuǎn)的特性,對鋼包耳軸根部焊縫展開了研究。本文的具體工作主要包括:
　　(1)基于聲場理論和陣列信號處理理論,結(jié)合仿真分析,提出采用中心頻率5 MHz,16陣元,d?1/2?的相控陣探頭解決鋼包耳軸根部焊縫的檢測問題。
　　(2)通過CIVA軟件對鋼包耳軸根部焊縫進(jìn)行了聲場計(jì)算及缺陷響應(yīng)仿真,聲場計(jì)算展示了橫波檢測與縱波檢測時的

3、聲場特性,缺陷響應(yīng)仿真說明了橫波檢測與縱波檢測對焊縫區(qū)域兩個橫通孔缺陷均具有很強(qiáng)的分辨率,誤差范圍在1 mm以內(nèi)。
　　(3)采用Omniscan相控陣超聲檢測儀,對鋼包耳軸試塊深210 mm-236 mm的焊縫區(qū)域進(jìn)行了檢測分析,確定了最優(yōu)檢測參數(shù),其中一次反射橫波扇掃和小角度入射縱波扇掃均能獲得較好的檢測效果,檢測信噪比最高可達(dá)18 dB。最后,對某煉鋼廠100 t鋼包耳軸進(jìn)行了實(shí)際檢測。
　　(4)針對鋼包耳軸實(shí)際檢測

4、過程中信噪比低的問題,本文采用小波閾值去噪和匹配追蹤去噪兩種時頻去噪方法,對鋼包耳軸根部焊縫的A掃描成像進(jìn)行了處理并比較了兩種方法的去噪性能。結(jié)果表明:采用Gabor原子構(gòu)建原子庫,進(jìn)行5層迭代時,匹配追蹤去噪對不同信噪比的信號處理都獲得了很好的效果,而小波閾值去噪在低信噪比下處理性能較差。以A掃描成像的匹配追蹤處理為基礎(chǔ),本文實(shí)現(xiàn)了相控陣超聲獨(dú)特的 S掃描成像的匹配追蹤去噪應(yīng)用,與儀器的S成像結(jié)果相比,匹配追蹤去噪后的S掃描成像質(zhì)量大