Applus RTD公司开发新型3D超声波检测系统



Applus RTD公司开发新型3D超声波检测系统

管道超声波检测技术是运用超声波对管道环焊缝等特殊部位进行内部结构检测，识别缺陷的类型和大小。通常管道铺设过程中要对焊缝进行检测，检测完后管道方可投入使用，以确保管道的承压能力达到设计要求。

超声波检测主要运用脉冲回波技术（PE）或衍射波时差技术（TOFD），目前已广泛应用在工业焊接完整性评估领域。然而，两种方法的检测效果均不够完善。脉冲回波技术在定量检测缺陷特征方面仍存在一定不足，因为从某一缺陷反射回的信号高度依赖于超声波束与缺陷的方向。衍射波时差法可准确判断缺陷尺寸，但在确定缺陷类型的方面能力有限；而且扫描结果以信号数据的方式获得，无法直接表明缺陷的大小和方向，需依靠操作人员的技术和经验来判断。

近期，Applus RTD公司在无损检测领域取得了重大进展，通过使用反射波场外推法（IWEX）的3D超声技术，达到了详细检测管道关键缺陷部位并对缺陷部位直接成像的目的。该技术基于波场外推原理，通过缺陷造成的反射波异常波场，反推缺陷的实际尺寸。当超声波扫描场范围内出现缺陷，异常点将触发高振幅反射波，并产生高亮信号，检测工具通过记录异常区域所有点的反射信号，通过外推法得出缺陷的实际尺寸和表面特征。把波场记录外推到指向检测区域所有点的空间处。

该研究成果称为RTD IWEX系统，运用这一技术，可得出被检测区域的真实图像，而不是异常数据信号的散点图。该技术的主要优势在于可对缺陷部位进行综合可视化表征，精确表征缺陷的大小、位置和方向，从而减少管道建设过程中产生的焊接缺陷。

该技术允许环焊缝检测在-40°C到+ 60°C范围内采用最新的，已改进的成像算法。使用先进的四代硬件，可激活256种超声波频道，进入到IWEX图像中。

Applus RTD通过为现场试验对系统进行评估性能，如图5左所示。检测结果以2D和3D的形式评估，并同选择缺陷宏观照片进行比较。用IWEX软件得出的缺陷3D典型截图如图5右所示。

图5 IWEX测试现场（左）和检测结果（右）

RTD IWEX技术的环焊缝检测允许温度在-40°C到+ 60°C之间，尽管该系统的一系列试验仍在评估中，但反馈结果已显示出该系统有着很好的商业化趋势。下一步研究是进行实地测试，尽可能的提高检测效率。

目前大多数超声波测试设备可生成管道检测的电子记录，但由于电子记录结构复杂，检测结果解释具有一定难度，而且耗时，操作人员需掌握一定操作技能。然而，RTD IWEX技术可直观显示检测区域状况，使2D和3D数据可视化。与其他技术相比，这将减少人们理解误差，允许数据自动分析。由于自动化评价更为精准，该技术可以降低短期维修成本，降低管道运行风险。

祝悫智 孙冰源 编译自Applus RTD公司官网