橋梁錨具的超聲相控陣檢測技術(shù)研究.pdf

1、錨具是橋梁體系中的重要受力構(gòu)件，目前常規(guī)的無損檢測手段主要依靠傳統(tǒng)的手工A型脈沖超聲波檢測，不僅檢測效率低而且人的影響因素較大，容易造成缺陷漏檢，構(gòu)成質(zhì)量隱患。超聲波相控陣技術(shù)具有聲束偏轉(zhuǎn)、動態(tài)聚焦等優(yōu)勢，圖像直觀、檢測效率高、檢測結(jié)果可靠。這一技術(shù)已大量應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)、壓力容器等焊縫的檢測，但鍛件產(chǎn)品的相控陣檢測的研究和應(yīng)用較少。橋梁錨具是典型的厚壁鑄件結(jié)構(gòu)，因此通過對超聲相控陣技術(shù)的影響因素進(jìn)行實驗和分析，研究其在錨具檢測應(yīng)用中具有的

2、重要意義和實用價值。
　　根據(jù)錨具的結(jié)構(gòu)特點和檢測要求，設(shè)計了不同曲率的人工缺陷對比試塊以及帶圓弧和不帶圓弧的探頭楔塊，進(jìn)行了不同曲率半徑對相控陣聲場影響的研究。通過理論計算和實驗驗證發(fā)現(xiàn)用相控陣斜探頭對曲面工件檢測時存在最大可探測深度，其值與工件曲率有關(guān)。分別對比了平面直探頭和圓弧直探頭以及平面斜探頭和圓弧斜探頭在不同曲率下缺陷檢測圖像和檢測增益值。研究結(jié)果表明圓弧探頭聲束聚焦能力強(qiáng)，與檢測面的耦合更好。在對比試塊直徑為100~

3、400mm時，不論是圓弧直探頭還是圓弧斜探頭，都表現(xiàn)出比平面探頭更優(yōu)的缺陷檢測能力。
　　通過對探頭頻率和探頭形式對檢測結(jié)果影響的研究，獲得了不同頻率和不同楔塊形式的探頭對缺陷的檢測能力，進(jìn)行了橋梁錨具的超聲相控陣檢測工藝優(yōu)化。研究表明探頭頻率為5MHz時具有較好的靈敏度和分辨率，檢測圖像較優(yōu)。
　　通過對不同缺陷尺寸和缺陷深度對檢測結(jié)果影響的研究，獲得了超聲相控陣對不同尺寸和不同深度缺陷的檢測能力。研究表明隨著缺陷尺寸增加