金属管道对接焊缝超声检测缺陷类型识别研究

金属管道被广泛的用于一些工业领域，就比如现在的核电、火电、石化等。因为这种焊接技术比较麻烦，在焊接的过程中有时候会发生很多问题，这些操作的不到位就会在一定程度上造成一些影响，存在一些安全问题，就好比未熔合、未焊透、气孔、夹杂、裂纹等这些情况的发生。所以就在一定程度上开始引用超声波检测，因为它的各种性能都比较好和完善，检测的灵敏度比较好，而且它的发展速度也很快，能很好地满足现代的很多要求，这是目前为止应用最好的一种检测方式之一

。这种检测方式主要就是通过超声波检测技术来检测出管道焊接中存在的问题，可以准确地分析管道焊接中存在的问题，并且确保它的危害性能有多大，一定要确保管道的安全使用，这在一定程度上决定着社会经济的发展和进步。当下，很多从事研究的工作人员的主要研究方向都是数字处理技术和模式，主要进行这两个方面的缺点判别的研究。这篇文章主要通过短时傅立叶变换（STFT）的时频分析，其中的金属管道焊接缝隙的大小形成的幅度谱峰值和功率谱密度的一些特点，通过这种方式就能发现超声波检测过程中的问题。

1 超声检测技术概述

超声检测一般采用的方式就是A型脉冲反射法，这种方法就是通过电路发生的一些有频率的电脉冲，然后反映到具体的电声换能器的探头上面，最后通过换能器发出超声波这样一个过程来进行的。这种超声波会随着发生变化，面对不同的工件就会形成不同的反射和透射，反射出来的会被电换能器接受，形成一种电信号，经过电信号被扩大、调理后被计算机进行系统化的处理

。然后在实际的检测过程中。可以通过反射波幅的变化情况就可以判断出其是否存在问题和这些问题的严重程度，有时候这种方式也不是很准确。在检测的过程中，可以通过B扫描成图像进行观察，因为在一定程度上来说，图像保存的时间可以更长一点，就可以将这些数据带回工作的地方好好研究，很大程度上改变了工作的环境。

2 仪器调试技巧

超声检测的仪器操作步骤大概就是：检测前的准备工作就是调试仪器设备、检测过程中发现问题的能力和最后进行仪器的复核工作，都必须要保证仪器设备都是能够正常运行的，不然检测的数据不准确，也没有意义。从以下三个方面对每一个仪器设备的具体要求的叙述。

在我国的高校中，不良的网络信息已经严重影响到学生的意识形态，但高校对于这一问题的管理显然不足。首先，管理难度较大，学生的意识形态通常是隐性存在，学校难以对其作出具体的判断；其次，高校的管理权限中对于学生意识形态的管理要求并不明确，在具体实施的过程中，学校往往以教育说服的方式对学生进行劝告，但这样的方法往往只能解决表面问题，因此效果不佳，最后，高校之间对于不良信息的界定存在较大差异，这一标准的混乱，使得在监管的过程中难以落实相关的政策。

2.1 检测前的仪器调试

仪器的调试也是一项很重要的工作，它在一定程度上决定了检测工作的顺利有效的进行，它属于一种孰能生巧的技能，一定要经过反复的练习才会掌握这项技能，而且在掌握这项技能的同时，也要很熟悉这些仪器设备的各种性能和结构，只有在这两项技能同时熟练掌握的基础上，才能在一定程度上提高检测的准确度

。尤其对于新的或者是没有再使用过的检测仪器设备的时候，就应该更加谨慎，一定要按照相对应的仪器操作规程来操作，首先要对探头的前面、K值的测定，来制作出DAC曲线。但是对于一直处于工作状态的仪器设备，就可以通过检测它的灵敏度就可以了。具体的操作过程主要有下面4种方式：

时间久了，有不少同学也会自己从自然中摄取一些素材来写了，给他们一个“我发现……”的题目，他们会给我一个又一个多彩的自然世界。

（3）为了让自己有一个更高的判断，就要对一些常用的仪器设备的操作规范和主要的性能进行一个系统的记忆，这样在以后的工作中就会对自己带来很大的便利。就好比探头的前沿会随着使用的次数进行不同程度的磨损，K值的大小也会发生不同程度的变化，各种材料的声速和探头的参数都有一定的偏差范围，所以就要时刻注意这些数据的变化情况，及时的做出调整。

③压浆参数中的压力和浆量，必须是从大到小的进行调整，初始压力和浆量的确定取决于钻孔内涌渗水压力和涌渗水量的大小，初始压浆压力应大于孔内涌水压力，初始浆量应大于孔内涌水量。

（2）在进行仪器设备使用前的调试工作的时候，一直强调的就是要在操作的过程中找到最高发射波，这个跟固定位置的回波高度、探头的角度和操作人员的方式有一定的关系。为了能够保证一个好得调试环境，在进行调试工作时就应该保持一个和实际检测的最相近的状态，不要只为了寻找高波而有意的增加按压的力度，就应该保持探头的随意转动

。同时，为了避免探头的转动角度影响到实际操作，可以通过直尺等一些工具进行固定，确保探头正对反射面，在一定程度上减少误差和提高效率。

（1）根据每个仪器设备厂家针对每一个仪器的具体操作指南，在进行测量探头之前要先在CSK-IA上找到一个R100圆弧的反射波，慢慢进行移动让它R50圆弧反射波发生变化，逐渐增长，最后与R100圆弧反射波的比例成为1：4就可以了。然而在实际的操作过程中，只需要做到认真仔细的找到R100圆弧的反射波就可以了，也时候测量的数据也是比较准确的。另外一种情况就是保持测量探头的水平位置不发生变化，垂直慢慢平移探头的距离，直到R50圆弧反射波发生变化就可以了，没有非要达到两者之间的比值。关于波的影响因素有很多，当波不发生变化时，波高就会和之间的距离大小形成一种反比关系，在一定程度上波束的横截面也会发生很大的变化，声压会随着两边的轴线降低，所以如果非要做到两者的比值达到要求很没有必要。

（4）随着科学技术的发展，现在很多的仪器设备也做到了可以自动进行调试，随着经济的发展以后就都会使用自动化，这在一定程度上可以减少人为操作的失误。即使这样也需要在各个方面提高自己的业务水平，熟练的掌握各种仪器设备的调试方式，就好比扫描速度、零偏和K值都是可以进行单独调试的，在每一个环节进行相互的验证，既可以用很多方法进行仪器设备调整的正确性，也可以在一定程度上加强关于这方面知识理解。

本文中所提到的智慧旅游，是指利用网络信息技术，借助移动终端设备，以APP、微信等移动互联网应用程序为智能平台，一方面将大别山旅游资源进行整合，满足游客的不同需求，强调游客信息获取的主动性及便利性；另一方面，为大别山景区的经营方面提供了一个方便而又高效的软件销售平台。

2.2 探伤操作技巧

关于焊缝的实际工作中，最主要的就是能够及时准确的发现问题，然后在一定程度上提高缺点的检出率，准确的定位和定量是非常重要的。这篇文章通过一些个人的工作经验，以下6个方面的操作步骤：

系统软件功能主要包括:智能拐杖终端软件和手机端监测软件。其中,在智能拐杖终端软件中,UM220模块获取时间、空间信息以及移动速度,体温传感器获取老人体温,心率传感器获取老人心率,移动状态判断模块判断老人移动状态,LCD1602显示数据,GSM无线数据传输。手机端监测软件“北斗手杖”接收终端发送的信息。该系统的智能拐杖终端软件流程如图7所示。

（2）耦合剂的刷涂。刷涂要均匀，要确保不能干扰耦合剂的灵敏度。

（3）仪器探伤范围的调整。在完成DAC曲线的之后，也可以根据具体情况进行板厚的调整，保证第一次波和第一次波都分别对应水平刻度的40%和80%的位置上，这样就会显示的很直观。

定位排除法是一种比较常见的方法，它是主要发现一些疑似信号，进行定位确定哪一种是比较接近的，然后进行准确的定位，找到超声波信号

。如果这种信号的比较靠近上下底面的信号就有可能是下表面成型不良引起的回波；如果这种信号的位置是比较靠近焊缝接头以外的就可以直接排除掉。但是如果第二次波检测到上面有信号，那就可以通过用手沾一点点油来拍打熔合线的信号是否发生变化来进行判断。

（5）探头移动手法。经常性的会采用扫查方式进行对接焊缝，为了能够使信号保持稳定，就会利用一个手拿着探头，另一只手进行小角度的转动的方式，这就是通常意义上说的双手移动探头的方式。

在高中物理中，我们在运用安培力时，经常会遇到在磁场中通电导体做的切割磁感线运动等差不多类型的题。在这类应用中，我们需要求解产生电流强度的大小、导体所受安培力以及安培力做功等问题，例如2011年高考天津卷的11题(如图4)。

（6）最高波的确定技巧。当发现一个比较确定的关于缺陷信号的时候，应该第一时间做好位置的标记工作，再进行前后移动的方式来进行确定是一波次还是二波次，最后再进行平行移动的方式找到最高波。

2.3 仪器的复核

仪器设备的复核工作是比较麻烦的，首先要根据规定的仪器设备和探头系统、扫描量程和扫查灵敏度等一系列的工作来进行复核，但是今天我们主要是对扫查灵敏度的进行复核工作

。一般情况下就是完成一个曲线的合成就要对进行验证，这个验证工作要在CSK-ⅡA试块上进行，主要就是对比深度的长横孔反射波dB数是否满足要求。

3 信号判别

对于超声波信号的判别过程主要就是进行一些仪器设备的性能、结构或者就是焊缝表面，检测这些方面会不会出现问题，以下主要从6个方面阐述一些假信号的形成方式和方法。

3.1 定位排除法

（4）扫查灵敏度调节。在进行检测纵向问题的时候，它的检测范围一般都是不得低于荧光屏满刻度的20%，在一般情况下，大约取板的厚度不能小于评定线的20%，这样做的目的就是能够快速的发现存在的问题。

（1）检测面的准备。各种仪器设备的调试是在特定的试块上进行的，关于对探伤检测就是一种比较理想，但是在真正工作的过程中还是差别很明显的，虽然在一定程度有表面补偿，但是一定要按照执行标准进行，能对检测结果产生影响的油漆、锈蚀、飞溅和污物都要立即清理的干干净净，并且保证其表面的粗糙度不能超过25。尤其是飞溅较多或者腐蚀性比较严重的检测面，一定要按照相应的标准执行，避免发生一些疏漏。

3.2 仪器或探头杂波

探头杂波的特点就是吸收快，通过利用它的这个作用来降低或者使失去灵敏度的探头里的纵波反射未能被很好的吸收而产生的，它的工作原理就是在探头不和工件接触的情况下将信号显示在屏幕上，进行探头的不断移动来改变位置，这样就能比较容易的鉴别。图1就是探头的主要结构示意图。

3.3 焊角反射

焊角的形成主要是通过焊缝余高和母材的交界处形成的，只有在余高满足一定的条件就会发生焊角反射。对于是否发生了焊角反射的情况，下面有三种方法可以进行识别：第一就是通常情况下如果发生焊角反射取决于焊缝余高，一般如果余高低而反射波高就可以被认定为这种属于缺陷信号；第二就是取决于焊角反射的信号深度，通常情况下如果信号的深度比较靠近表面，而且如果只能在一侧的焊缝中检测到，就能确定为是缺陷信号；第三就是用手指沾油的方式接触焊角的位置，如果出现跳动那就可以确定是焊角反射了。

3.4 咬边和沟槽反射

上面我们讨论了焊角反射的判定方式，其实咬边和沟槽反射的判定方式是与其没有很大区别的。第一要做的就是通过定位和观察成型的质量如何，也是采取用手沾油的方法，如果咬边的两面都可以检测到信号，就可以用测量的方法一个比较准确的位置。

式中：i为年份，j为指标序号，aij为指标数据原始值，bij为标准化值，amax、amin分别为第j指标的最大值和最小值。

3.5 错边反射

错边反射就是根据焊缝的上下是否错位来进行辨别的，如果发现背面错边时，这时候信号就应该位于底波之前，这种方法容易出现误判，所以在进行检测时，就可以通过错边反射波在屏幕上显示的位置不同来进行判断。

3.6 其他假信号

在进行焊缝超声波探伤的过程中，由于各种工件的结构等方面的特殊性，也会出现一些假的信号。就比如表面飞溅、凹坑、焊瘤、单面焊垫板边角这些都会在一定程度上发生反射信号，但是如果对这些工件的结构比较清楚，通过焊缝表面情况，准确定位并加以分析就会很容易识别出这些假信号的。

4 结语

这篇文章主要通过对各种超声波检测仪器具体的操作流程和实际工作当中一些总结，同时结合自己的工作成绩来分享了一些比较有参考价值的东西：①在进行仪器的调试过程中要使探头保持一个比较自然的状态，当然工作人员也是这样，这样能在很大程度上避免出现灵敏度降低的情况；②不管是在探伤的过程中还是探伤结束的情况下都要利用试块对灵敏度进行复核，确保仪器设备处于一个正常的状态，这样才可以保证检测数据的正确性；③在通过调整仪器的扫描范围、扫查灵敏度并结合移动手法要随时保证检测灵敏度，保证最大程度上提升缺陷的检出率；④一定要对于各种假信号的判别方式很清楚，并且利用分析反射条件和正确的定位给出最正确的阐述，不断优化操作水平和专业知识。

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