数字超声波探伤扫描技术在锅炉检测中的应用

赵宝会

（山西兴能发电有限责任公司，山西 太原 030206）

锅炉属于重要生产设备，锅炉压力容器属于保障锅炉运行价值的重要结构，特别是石油化工、能源生产以及军工科研等行业中，锅炉的应用价值显著，同时，对于检测技术的依赖性也比较高。锅炉压力容器因为在使用方面的条件特殊，要求较高，导致使用期间发生故障的可能性较高，爆炸、燃烧等现象的发生率相对于其他设备而言要高出许多，同时发生事故后所能够导致的危害程度也更加突出。对此，探讨数字超声波探伤扫描技术在锅炉检测中的应用具备显著实际意义。

1 数字超声波探伤扫描技术的原理

数字超声波探伤扫描技术是一种借助超声波测量厚度实现钢板厚度的检测技术，其原理主要是将耦合剂将超声波探头固定在钢板的表面上，并借助探头发射出相应的超声波脉冲，其中一部分的超声波脉冲会被钢板的表面反射回来，另一部分超声波可以通过钢板达到罐底表面后反射回来，探头借助接收器实现对回波的记录，分析往返的时间并按照波长、频率以及速度等计算出钢板的具体厚度以及是否存在缺陷的问题。数字超声波探伤扫描技术的应用具备极高的精度，检测过程中需要将耦合剂与被检测的锅炉直接接触，但是需要锅炉的表面平整度较高，可以完全覆盖锅炉的底部，其检测的效率相对较高。除此之外，数字超声波探伤扫描技术不仅可以实现对锅炉的点位抽查，同时还可以实现均匀腐蚀的问题检测，整体检测效果突出。

数字超声波探伤扫描技术的基础特征在于无损检测，这也是最为突出的优势。随着计算机技术的持续性发展，这一项检测技术也在不断地创新，检测的效果随之提升。在数字超声波探伤扫描技术应用中，计算机属于重要设备，其功能在于分析信号，与传统的模拟超声波探伤仪相比，数字超声波探伤扫描技术可以更加全面地分析信号，同时完成预定的自动化探伤工作。数字信号的处理属于一个相对复杂的工作过程，目前来看，数字超声波探伤扫描技术的处理主要涉及下列流程：（1）噪音去除。在信号获取时及时去除掉信号当中的噪音。（2）再处理。这一次信号处理主要是按照去除噪音后的信号，在操作过程中涉及增益控制、衰减补偿、信号包络、FFT 分析以及图像显示等。（3）信号传递。在超声信号接收大部分后，便可以通过AD 模数转换器将数字信号传输给电脑。（4）信号处理。借助所获取的超声波信号，通过计算机途径进行处理，并将信号当中的时间、位置等信息表现出来，并获得最终的扫描结果。（5）参数和波形处理。这一过程中主要是按照数据扫描的结果进行处理。可以将结果波形和图形展现在屏幕上，同时提供打印功能。波形与图形中可以直接发现异常的结构点，从而实现针对性的鉴别。

2 数字超声波探伤扫描技术的类型

数字超声波探伤扫描技术在具体操作中可以根据不同的超声波进行扫描技术的划分为：（1）A 型差搜恒博探伤扫描技术。这一种超声波探伤扫描技术的回声可以显示出幅度调整在阴极射线管的荧光屏上，能够以横向坐标的方式表现出被探测的物体深度，同时在纵坐标中显示出回波脉冲的幅值。能够通过换能器定点化的发射所获得的回波，并在相应位置上测量获得工件的厚度、缺陷，能够及时发现工件当中所存在的缺陷。按照回波的其他特征，例如，拨付与渡密度，能够实现对部分缺陷的定性判断，这一种波形能够直接体现局部的回波信息，但是不能获取工件的解剖图形，在操作方面操作人员的主观性影响比较大。（2）B 型超声波探伤扫描件技术。B 型超声波探伤的成像方式以辉度调制为主，在图像显示方面是以工件的二维超声断层面为主，B 型超声波摊上技术应用辉度调制的方式可以显示出深度方向所有界面的反射回波，但是探头中所发射出的超声声束在水平方向上能够以非常快的电子方式扫描，并逐渐对不同位置的深度方向提供反射波，在扫描完成后可以获得衣服关于声束的二维超声单层图像。（3）D 型数字超声波探伤扫描技术。并D 型超声波探伤扫描技术和B 型超声波探伤扫描技术基本相似，其主要差异在于D 型超声波摊上技术的应用面以侧面图为主，B 型则是以主视图为主，D 型超声波探伤的深度方向会涉及到所有的截面反射波，和探头的发射超声束在垂直方向上可以实现电子扫描，在逐次获得不同位置截面的反射回度后，可以获得衣服超声声束的扫描方向决定垂直平面的二维超声断层图像。（4）C 型超声波探伤技术。C 型超声波探伤技术的主要特征在于应用多元线阵的探头发现纵横方向的全面扫描，也就是在水平方向应用与B 型相同的电子扫描方式，在相对方向上采用机械性进行探头的位置调整，如果要想得到某一个探测深度的声像图，便可以在接收回路中相应距离设置开关，并借助控制开关的实践实现信号的接收。除了上述的集中超声波探伤技术以外，还有Tofd 数字超声波探伤技术与相控阵数据超声波探伤扫描技术，前者是借助翘声脉冲征象散射的方式获得信号并实现对结构的缺陷判断，后者则是借助相控阵技术，对所有探头震元提供激励脉冲，并合成波束的图像。

3 数字超声波探伤扫描技术在锅炉检测中的具体应用

锅炉检测的内容相对比较复杂，其中涉及气孔、夹渣、未焊头以及未熔合、裂纹等异常情况，其中所涉及的参照检测执行标准应当以承压设备的无损检测标准为主。数字超声波探伤扫描技术的应用会涉及锅炉的制造、现场组装以及后期的维护检查等多个环节，所能够发挥的作用则是保障锅炉的正常运行。检测操作期间会涉及锅炉的原材料、焊缝质量等指标。在检测期间需要注重探伤比例、扩探的要求以及合格的级别等规定与标准，在保障探测质量和数量。另外，还需要按照结构的材料具体情况明确检测的具体时机与基础要求，然后再开展检测工作。例如，对于碳素结构钢的检测工作应当是在焊缝冷却到环境温度后再进行检测，对于低合金结构钢则无明确的温度要求，只需要在焊接完成一天后便可以进行探伤检测。在母材的厚度、接头的形式以及坡口的形式等方面属于主要的缺陷发生部位，在操作前的准备工作非常重要，检测所需要的标准试块规格应当符合标准，同时在检测仪器的综合性能达到标准要求的同时，针对地面板区县实行校准后才可以进行测量，从而保障探伤结果的准确性。

在具体操作步骤方面：（1）对探测面实行修整。探测面的修整主要指标以焊接缝和光洁度两个方面，一般情况下光洁度应当高于4，接缝与焊缝的探伤面的修正宽度应当在2kt ＋50mm 以上。（2）采用优质的耦合剂。耦合剂的选择是保障检测工作质量的关键性因素，粘合的质量、流动性以及附着力属于黏合剂的主要分析指标，这也是保障后续锅炉使用质量的重要基础。（3）调整探测期间的相关指标。其中涉及到扫描的速度以及探测的方向。扫描的厚度明确依据在于板材的厚度，探测的方向则需要按照母材的厚度进行调整。（4）在探测损伤期间需要划分为精、粗两种探伤，在初步确定存在缺陷以及具体的缺陷位置后，采用粗探伤的方式对缺陷的情况进行详细的分析和明确，并在最终做好全面性的记录、综合性分析探测的结果。

数字超声波探伤扫描技术在锅炉检测应用中的价值较高，探伤仪可以将反射波显示出来，频率会直接决定探测的质量，频率越高则方向性越好，在应用中灵敏度较高、周期短、成本低、灵活性突出以及效率较高，不会对操作人员、锅炉形成负面影响。但是在使用范围方面存在一定的局限性，特别是对于工作面平滑度非常高时，检测的难度较高，对于操作人员的技术水平要求也比较高。

4 结语

综上所述，在数字超声波探伤扫描技术的实践性应用过程中，仍然存在许多的问题有待解决，这些问题必然会对检测的质量形成直接影响。在今后，需要不断地改进和强化数字超声波探伤扫描技术的研究，强化实践性应用效益，及时解决检测期间所存在的各种问题，提升锅炉检测技术水平，从而保障锅炉应用效益，推动企业组织长远发展。