OmniScan X3 64的：相位相干成像(PCI)的主要應(yīng)用

在OmniScan X3 64探傷儀中引入相位相干成像(PCI)改善了使用當(dāng)今常規(guī)超聲技術(shù)檢測(cè)某些較難檢測(cè)的缺陷時(shí)的可視化和表征能力。PCI的成像增強(qiáng)功能不僅為這些具有挑戰(zhàn)性的用例帶來(lái)了改進(jìn)，也同樣提高了在焊縫檢查和裂紋尺寸等常見(jiàn)用例中的使用效果。

與傳統(tǒng)陣列(PA)和全聚焦(TFM)技術(shù)等目前使用的超聲檢測(cè)技術(shù)不同，PCI的信號(hào)處理在生成TFM圖像時(shí)不考慮振幅。它僅測(cè)量TFM區(qū)中每個(gè)點(diǎn)的基本A掃描的相位相干性，通過(guò)信號(hào)的相位信息來(lái)檢測(cè)缺陷。

PCI協(xié)助克服的挑戰(zhàn)

消聲和大粒度材料

依賴(lài)信號(hào)的相位而非振幅意味著即使在高衰減或有背景噪聲的材料中，也能在低信號(hào)振幅下找到頻率分布，從而評(píng)估信號(hào)的相干性。事實(shí)上，背景噪聲越大，PCI越容易區(qū)分缺陷信號(hào)的相位相干性和混沌噪聲的非相干性。這就是為什么在奧氏體鋼等大粒度材料中獲得更好結(jié)果的原因。

檢測(cè)小缺陷，尤其是大型反射體附近的缺陷

在基于振幅的TFM圖像（藍(lán)色背景）中，背景噪聲和后壁回波掩蓋了PCI模式圖像（灰色背景）中清晰可見(jiàn)的蠕變損傷。兩幅圖像均使用10 MHz、64單元雙晶線(xiàn)性陣列(DLA)探頭和L-L聲波組采集。

因?yàn)檎穹辉僦匾?，所以也無(wú)需調(diào)整增益和信號(hào)飽和度。這有助于緩解后壁或其他較大反射體的強(qiáng)回波掩蓋其附近較小缺陷的問(wèn)題。以下是特別適合使用PCI的4個(gè)用例，當(dāng)然了，這并未涵蓋所有情景：

1.高溫氫致(HTHA)

高溫氫致(HTHA)是一種很難使用振幅技術(shù)檢測(cè)的損傷機(jī)制，尤其是在其早期階段。這是由缺陷的方向、大小及其與后壁的靠近程度等多種因素所決定的。由于PCI僅使用來(lái)自基本A掃描的相位信息而非振幅來(lái)生成TFM圖像，因此可檢測(cè)出處于早期階段的HTHA。這是因?yàn)榕c后壁等大鏡面反射體相比，來(lái)自這些小反射體的衍射響應(yīng)高度相干。出于同樣的原因，缺陷的方向也不太重要。由于缺陷中的每個(gè)小“邊緣”都會(huì)發(fā)出衍射信號(hào)，因此可以很容易地看到其方向和方位。

使用OmniScan X3 64探傷儀的PCI模式成像的HTHA損傷。相較于基于振幅的技術(shù)，PCI已被證明能夠提供更好的早期HTHA圖像。

2.濕硫化氫(H2S)損傷

在富含硫化氫(H2S)的環(huán)境中因起泡導(dǎo)致的氫致裂紋，對(duì)于基于振幅的超聲檢查來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)特別的挑戰(zhàn)。使用陣列或傳統(tǒng)TFM進(jìn)行的0度檢查可以輕松地看到水泡，但很難或幾乎不可能確定水泡是否與表面相連。這是因?yàn)槁曇魺o(wú)法觸及與表面的連接，或者因振幅不足而難以確定起泡范圍。

硫化氫(H2S)誘導(dǎo)起泡的PCI渲染。OmniPC軟件中顯示的圖像是使用OmniScan X3 64探傷儀以及7.5 MHz、64單元DLA探頭和L-L聲波組采集的。

因?yàn)樵赑CI中即使是微弱的振幅也會(huì)返回信號(hào)，所以很容易看到這些與表面的連接。盡管信號(hào)較弱，但仍然可以評(píng)估相位信息，從而揭示了雖然隱藏但很重要的信息。

3.應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC)

與傳統(tǒng)TFM相比，PCI對(duì)垂直缺陷的靈敏度更高，在檢測(cè)和確定應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC)的大小時(shí)特別有效。使用傳統(tǒng)TFM時(shí)，通常難以對(duì)垂直缺陷可視化，并且需要自串聯(lián)聲波組。如果用自串聯(lián)聲波組顯示缺陷，通常兩組間的頂部和底部會(huì)分開(kāi)，從而更加難以表征缺陷。這是因?yàn)檫@些缺陷的朝向?qū)е铝宋⑷跚也灰恢碌恼穹憫?yīng)。

與之相比，PCI能夠可靠地檢測(cè)到這些垂直的不規(guī)則缺陷，并在顯示器上清晰地顯示出來(lái)。此外，使用脈沖回波T-T和TT-TT傳播模式時(shí)，通?？色@得更好的結(jié)果。這是因?yàn)榱鸭y方向急劇變化導(dǎo)致的端點(diǎn)衍射返回了低振幅但高度相干的相位響應(yīng)。這些端點(diǎn)衍射讓您能夠輕松識(shí)別裂紋的形狀和方向，也可以利用“熱”端點(diǎn)來(lái)準(zhǔn)確確定其大小。

使用PCI時(shí)，在存在SCC等缺陷的情況下，可以使用較少的組來(lái)獲得更好的圖像質(zhì)量。使用較少的組可以提高設(shè)置和數(shù)據(jù)采集的效率，從而能夠更容易掌握PCI的使用方法，尤其是對(duì)于經(jīng)驗(yàn)較少的UT檢查員來(lái)說(shuō)。

4.焊縫檢測(cè)

PCI技術(shù)結(jié)合了陣列(PA)等反射信號(hào)和TOFD等端點(diǎn)衍射相位信息的優(yōu)點(diǎn)，可有效地檢測(cè)焊縫。PCI的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是在相同的掃描范圍內(nèi)只需要較少的組。

對(duì)于少數(shù)幾種缺陷，PCI可加速對(duì)它們的表征：

• 更輕松地確定大小。

• 缺陷圖像更接近其真實(shí)特性。

• 缺陷不太可能在不同組間分開(kāi)。

PCI對(duì)邊沿反射高度敏感，可為您的分析提供準(zhǔn)確的缺陷圖像，而端點(diǎn)衍射“熱點(diǎn)”讓您能夠輕松確定缺陷的大小，如焊縫未熔合(LOF)。8

未熔合：

雖然使用基于振幅的技術(shù)可以很容易地看到未熔合(LOF)缺陷，但通常難以確定其大小。未熔合缺陷的信號(hào)常常飽和，從而無(wú)法確定其大小。但在使用PCI時(shí)，信號(hào)始終不會(huì)飽和，所以不存在這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)槎它c(diǎn)產(chǎn)生的衍射可以在確定大小時(shí)用作參考點(diǎn)，且不必改變?cè)鲆婊蛘业?dB的聲降，所以可以更快、更輕松地確定未熔合缺陷的大小。

孔隙：

由于振幅響應(yīng)與背景噪聲類(lèi)似，所以通常難以使用基于振幅的技術(shù)檢測(cè)孔隙。因?yàn)镻CI對(duì)小缺陷更為敏感，所以使用PCI不僅可以看到孔隙，而且還可以區(qū)分和識(shí)別單個(gè)孔隙。

裂紋：

與SCC相同，PCI是檢測(cè)焊縫時(shí)識(shí)別和確定裂紋大小的一款實(shí)用工具。

以上只是PCI與基于振幅的技術(shù)相比可提供更好結(jié)果的幾個(gè)應(yīng)用示例，而其優(yōu)勢(shì)可以擴(kuò)展到涉及噪音或衰減材料以及小缺陷的其他檢查。