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CN110914682B - 用于具有复杂形状的管状产品的无损检验 - Google Patents

用于具有复杂形状的管状产品的无损检验 Download PDF

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CN110914682B CN201880041830.5A CN201880041830A CN110914682B CN 110914682 B CN110914682 B CN 110914682B CN 201880041830 A CN201880041830 A CN 201880041830A CN 110914682 B CN110914682 B CN 110914682B
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Abstract

一种用于检测复杂管状产品(3)的缺陷的无损检验的自动化装置，包括：被布置用于发射具有发射取向的超声束的至少一个超声换能器(5)，被配置用于根据超声发射装置的纵向和/或周向位置限定至少一个超声突发参数以捕获管子壁中的缺陷的控制和处理电子器件(6)，所述至少一个参数选自突发发射取向、增益或时间滤波器的位置。

Description

用于具有复杂形状的管状产品的无损检验
技术领域
本发明涉及冶金产品、特别是管状产品、更特别是具有内径和/或外径的变化的管状产品的无损检验的领域。
背景技术
长管广泛用于不同的应用领域中。例如，可以提及使用称为“锅炉”的管子的电产品、利用管子来钻井、开采和运输(线导管)的石油和天然气工业、或机械构建，无论是在土木工程还是在汽车和航空领域。
为了更好地理解本发明，在作为冶金产品的示例通常为管状的产品、特别是管子的上下文中描述本发明。然而，本发明旨在更广泛地应用于沿其主轴具有其壁的几何变化的型材。
根据一个方面，本发明还旨在适用于在其周长上具有厚度变化的管状型材，例如称为MSH型材的具有方形或矩形截面的中空结构的管子，或者也适用于六边形截面的型材管子，或者也适用于具有圆形外截面和六边形内部截面的管子，或者也适用于具有产生管子局部厚度的有意变化的其他类型的截面的管子。
与大多数冶金产品一样，管子可能存在与其制造相关的缺陷，诸如钢中的材料夹杂物、内表面或外表面上的裂纹或孔隙。一般来说，钢基体中的任何不均匀性都被视为可能对服役中的管子的机械强度有害的瑕疵。
出于这种原因，金属管子在其制造后被检验，不仅是为了检测其中可能的缺陷，而且如果适用的话，也用于确定用于评估这些缺陷的危险性的有用信息，特别是尺寸、深度、位置、性质或其方向，以及这些管子是否符合国际标准。
特别是，使用借助于超声波的检验技术。使得超声波在被检验的管子内传播，并且研究在得到的回声中那些不能归因于管子的几何形状的回声。夹杂或缺少材料构成波在传播介质内的变化，并因此在受到超声波冲击时产生回声。这些变化可以被视为瑕疵。
由瑕疵产生的回声的强度取决于波撞击瑕疵的角度。对于超声波在管子中的传播方向，主要检测对应取向的瑕疵，即垂直于传播方向的瑕疵，尽管有一定的公差，为几度的数量级；根据选择的装置，这种公差的振幅一般位于2度和大约十度之间。
将返回振幅大于阈值的回声的瑕疵称为缺陷。通常，将方向值与该缺陷相关，方向值可从检验方向推断，该检验方向是由发射波的超声传感器传递给超声波的方向。
该预定阈值由标准设定。通常，定位切口(深度和方向)和已知尺寸(最常见的是标准化的、配置在样品管中的)被用作参考缺陷或标准缺陷。
在测试过程中，最常被调查的不同类型的缺陷如下：
－表面缺陷：
ο内部或外部纵向缺陷。这些缺陷响应于具有大致横向方向的超声突发(即，基本上位于垂直于管子轴的平面内或者换句话说在管子的截面中的突发)产生具有大于预定阈值的振幅的回声。
ο内部或外部横向缺陷，也称为横穿缺陷。这些缺陷响应于一般纵向方向的超声突发即基本上位于包含管子轴的平面内的突发，产生具有超过另一预定阈值的振幅的回声。
ο斜缺陷。这些缺陷响应于相对于包含传感器和管子轴的平面的一般发散方向的超声波突发，产生具有超过另一预定阈值的振幅的回声。斜缺陷响应于在纵向方向和横向方向之间的中间方向的突发产生具有超过另一预定阈值的振幅的回声。
－壁内缺陷，通常称为“分层”。这些缺陷响应于一般径向的超声突发，产生具有超过预定阈值的振幅的回声。
实际上，这些瑕疵并不是纯纵向或横向的，而是在这些方向中的一个或另一个上返回或多或少重要的回声。瑕疵的方向可以被视为其最大反射面的方向。
检验的持续时间主要取决于执行的突发的数量、超声波在管子内行进和返回路程所需的时间、传感器和钢之间的接口的可能耦合内的传播时间以及某种程度上的接收到的返回信号的处理时间。
为了协调与生产速度和安全性相关的必要性，通常限制超声突发的数量，并且，在各管子中只研究具有一些特定方向的缺陷。
限制突发的数量还使得能够限制数据的电子处理，并由此限制数据处理所需的硬件的成本。
存在通常通过其复杂性来区分的各种超声传感器。
第一类型的换能器是单元件换能器(或单晶换能器)。这种类型的传感器具有由结构固定的超声波发射取向。为了实现本发明，该传感器可以被机动化以形成能够发射具有选择的发射取向θe的超声波即使得能够改变发射取向θe的取向传感器。
第二类型的换能器是超声换能器，称为相控阵列或顺序控制网络，也称为多元件线性换能器。这种类型的换能器包括以压电元件的形式沿着主方向分布在换能器的有源面上的多个电声换能器元件。例如，这些压电元件可以被放置为彼此对齐，并且形成有时称为的“传感器柱”。呈现这种分布的换能器被称为“一维的”。传感器元件被同时激活或根据时间定律按时间差被顺序地激活，以组合由此产生的超声波，以形成偏转的、可选地聚焦的(传感器之前的焦点)波束，这使得能够检验管子关于在相应方向上取向的缺陷的存在。
已知使用超声波的检验装置包括一维相控阵列类型的换能器，换能器分布在待检验的管子的周围。这种装置使得能够检测纵向缺陷和分层，但只在管子的减小区段中。一维相控网络的传感器是最常用的传感器，因为它们实现起来更经济并且允许更快的检验。
从WO2014/096700中还知道包括超声换能器的用于检验冶金产品的装置，该超声换能器具有可以彼此独立地工作并以二维模式分布的多个基本换能器(29)。通过特别是使得能够在不受相当于传感器的主方向的任何方向限制的情况下对突发取向，这种类型的换能器使得能够通过使用单个传感器检测具有任何倾斜的缺陷。
能够通过电磁装置产生超声波的EMAT传感器也是已知的。这些传感器通常使得能够避免依赖于传感器和待检验的元件之间的耦合装置。
从WO 2003/50527中也知道使用一维相控阵列类型传感器的用于冶金产品的无损检验装置。各换能器元件被一次激活，然后处理电路分析管子对该单一发射的总体响应，该总体响应在本领域中被称为“突发(tir)”。基于在管子的横向上执行的突发，不仅能够确定位置垂直于该方向的缺陷的存在，而且还能够确定呈现相对于该垂直方向在正负10°之间的倾斜的缺陷的存在。
在本文的其余部分中，如本领域技术所公知的，超声换能器可以同样地由术语“传感器”或“探头”或“换能器”表示。
实际上，在管状产品的试验台上，通常使用三个换能器：两个换能器专用于检测纵向取向的缺陷，这使得能够在两个行程方向上或者呈现相对于该纵向方向在正负20°之间的倾角的方向上实施检验，并且，第三传感器用于检测相对于管状产品横向取向的缺陷。通常使用第四个传感器用于检验是否存在分层以及测量管状产品的壁厚。为了在管状产品的纵向行程的两个方向上实施检测，除了上述第三传感器之外，还能够具有专用于检测横向缺陷的第五传感器。
从FR 3000212也知道能够检验冶金产品、检测其中的任何方向的缺陷的超声检验装置。所讨论的装置使用被激活减少次数的单个传感器，这使得能够保持良好的检验率。
根据某些已知的实施方式，传感器被固定，并且，对管子赋予螺旋运动。
根据其他已知的实施方式，超声传感器或探头以每分钟几千转的速度围绕在可以达到约每秒1米的线性速度下前进的管子被旋转驱动。
在其他已知的实施方式中，例如在FR 2796153中，传感器由围绕管子的多个超声换能器元件构成。电子器件通过切换被激活元件组并因此用电子扫描代替传感器的上述机械旋转，允许使得超声束的原点围绕管子旋转。
本领域技术人员熟知的这三种设备分别称为“旋转头”设备、“旋转管子”设备和具有多种周围传感器元件的设备。在使用通过电子扫描工作的传感器的情况下，管子/传感器的相对旋转是假定的(虚拟的)(virtuelle)。如本文所使用的，表达方式“管子与换能器配置之间的相对旋转/平移运动”涵盖相对旋转为假定的的情况。
所有这些技术现在用于具有被称为恒定的截面的管状产品。“具有恒定截面的管状产品”是指厚度恒定或者至少其厚度具有恒定标称值并允许在这些管子生产过程中固有的微小尺寸变化，从而变化是无意的、在由标准规定的公差值范围内演变。例如，在更通常的公称直径和厚度上，API管子的尺寸公差为公称厚度的约-12.5％到约+12.5％。
然而，管状产品的生产技术最近已经发展，并且现在使得能够获得具有复杂形状即具有厚度的有意变化和/或其内径和/或外径的有意变化、从而特别是导致变化大于诸如上述的根据API标准的-12.5％至+10％公称厚度的公差的钢管子(可选地，具有大长度和大直径)。
目前，针对在管状产品中存在缺陷的超声检验装置不适于检测具有这些复杂形状的管状产品中的缺陷。特别地，用于在以工业速率生产后检验管状产品的自动超声检验装置特别不适于检查具有复杂形状的管状产品。
因此，需要更好地检测这些具有复杂形状的管状产品中的可能缺陷。
发明内容
申请人已经开发了用于钢管产品的无损检验技术，该钢管产品任选地具有大的长度，即一般达20米，并且任选地具有大直径，即直径达30英寸即达约77厘米；具有复杂的形状，即在外部和/或内径上具有变化。例如，尺寸变化可由管子的变粗产生。这些长度和直径值不限制本发明的应用领域。
这些管子可能呈现不同的管段类型：
－具有恒定厚度和恒定内外直径的管段，
－具有恒定内径和纵向变化的外径从而导致管子壁厚增加或减小的管段，
－具有恒定外径和纵向变化的内径从而导致管子壁厚增加或减小的管段，
－具有分别改变的外径和内径使得管子的厚度具有或没有纵向变化的管段。
当前的自动检验台适于检测外径和内径不变的管子即仅具有恒定厚度和恒定外径和内径的管段的管子中的缺陷，但申请人注意到，这些已知的测试台不适合于包括外径和/或内径沿其轴变化的不同类型的管段的管状产品的完全检验。事实上，只有外径和内径不变的主要管段才能用现有技术的自动检验台进行检验。
事实上，申请人注意到，通过超声束的发射和接收的原理对缺陷的检测是基于对超声束路径的代表性度量，特别是入射超声束在被缺陷反射后到达(返回)传感器的部分。该超声突发路径具有显著的特征：路径的距离、轨迹的方向、波束的振幅。对于各类型的缺陷和截面已知为常数的管状产品的各模型，这些特征是恒定的。“管子的模型”通常指包括公称外径、公称内径或公称厚度、使用的钢等的一组数据。
申请人注意到，当管状产品具有不恒定的截面即具有诸如以上讨论的那些的不同类型的管段时，通过已知设备进行检测是无效的：在换能器上测量的超声突发的回声可能具有太低而无法检测到的振幅或者根本没有被检测到。
申请人注意到，管状产品截面的变化导致超声束路径的不确定和偏差。很明显，本发明将补偿管状产品截面变化的影响，以允许优化的工业检查改进对具有非恒定截面的管状产品中的缺陷的检测。
因此，本发明使得尽管管状产品的壁的尺寸和/或形状发生变化也能够提高缺陷的可检测性。因此，用术语“复杂管状产品”表示上述壁的尺寸和/或形状发生变化的管状产品。
根据本发明的一个方面，根据本发明的装置和方法通过以下方式提供解决方案：根据换能器的位置特别是传感器的纵向位置，改变传感器的发射取向，或者还改变传感器的发射增益，来适配来自换能器的超声波发射设定参数
根据本发明的另一方面，根据本发明的装置和方法通过以下方式提供解决方案：根据换能器的纵向位置(例如接收增益)或者回声信号的时间获取窗口的位置，来适配超声信号的接收参数。
根据本发明的另一方面，根据本发明的装置和方法通过以下方式提供解决方案：根据换能器的周向位置(诸如发射取向、发射或接收增益)或者回声信号的时间获取窗口的位置，来适配换能器的超声波的发射指令参数和/或超声信号的接收参数。
附图说明
－图1和图2分别是从正面和侧面观看的检验冶金产品的传统设备；
－图3示出超声传感器对管子壁的声透射的原理；
－图4示出具有可变外径和内径的复杂形状的管子壁的截面示意图，并且示出超声换能器在横向缺陷上的突发；
－图5示出超声突发的A扫描及其随时间的回声；
－图6a-c表示具有具有纵向缺陷的变化截面的样品管子的详细截面、以及根据超声回声的信噪比和超声回声的振幅的方面的现有技术和本发明的实施例的装置的超声突发响应的两个比较图；
－图7a-e表示具有具有横向缺陷的变化截面的样品管子的详细截面、以及根据超声回声的信噪比和超声回声的振幅在两个检测方向上的现有技术的装置和根据本发明的实施例的装置的超声突发在横向缺陷上的响应质量的比较图；
－图8a-c表示具有具有平底孔类型缺陷的变化截面的样品管子的详细截面、以及根据超声回声的信噪比和根据超声回声的振幅的方面的现有技术的装置和根据本发明的实施例的装置之间的超声突发对平底缺陷的响应质量的比较图；
－图9代表本发明的实施例在具有内部纵向切口类型的缺陷的样品上的示例性实现以及获得的相应C扫描；
－与图9类似，图10代表本发明的实施例的另一示例性实现以及当在检测方向上检测内部横向缺陷时获得的相应结果；
－与图9类似，图11代表本发明的实施例的另一示例性实现以及当在检测方向上检测内部横向缺陷时获得的相应结果；
－图12是根据本发明的实施例的获取路径和处理电子器件的一部分的原理图。
－图13是根据本发明的另一实施例的获取路径和处理电子器件的一部分的原理图。
附图和附录包括具有明确特征的要素。因此，如果适当的话，它们不仅可用于本发明的描述，还可用于本发明的定义。
具体实施方式
以下，主要与本发明的优选实施例相对应地从根据换能器的纵向位置的检测参数的变化的方面描述本发明。然而，本发明还意在应用于结合或不结合检查参数随传感器的纵向位置的变化的、检查参数随换能器的周向位置的变化。
本发明涉及用于检查复杂管状产品(3)的缺陷的无损检验的自动化装置，该自动化装置包括：
－至少一个超声换能器(5)，具有由沿着复杂管状产品(3)的纵向位置(L)和周向位置(a)限定的位置并且被布置为发射具有发射取向θei(L，A)的超声束(Em)；
－控制和处理电子器件(6)，该控制和处理电子器件(6)包括用于激活传感器和接收返回信号的电路和
－具有增益(Gi(L；A))的至少一个放大级(21，31)，
－被配置为对回声信号(Dv，Ds)施加时间滤波器(FTi(L；A))的时间滤波器模块(24)，
并且，控制和处理电子器件(6)被配置用于根据超声换能器的纵向(L)和/或周向(A)位置限定至少一个超声突发参数(Vi)，以检测管子壁中的缺陷，所述至少一个参数选自脉冲发射取向(θei(L；A))，增益(Gi(L；A))或时间滤波器(FTi(L；A))的位置。
根据本发明的一个方面，控制和处理电子器件(6)可以被配置为根据至少一个超声换能器(5)的周向位置(A)限定至少两个超声突发参数(Vi)，以捕获管子壁中的缺陷，所述至少一个参数选自突发发射取向(θei(L；A))、增益(Gi(L；A))或时间滤波器(FTi(L；A))的位置。
或者，控制和处理电子器件(6)可以被配置为根据至少一个超声换能器(5)的纵向位置(L)限定至少两个超声突发参数(Vi)，以捕获管子壁中的缺陷，所述至少一个参数选自突发发射取向(θei(L；A))、增益(Gi(L；A))或时间滤波器(FTi(L；A))的位置。
根据一个方面，控制和处理电子学(6)被配置为根据至少一个超声换能器(5)的纵向位置(L)限定超声突发(Vi)的突发发射取向(θei(L；A))、增益(Gi(L；A))和时间滤波器(FTi(L；A))的位置。因此，控制和处理电子器件(6)还可以被配置为根据至少一个超声换能器(5)的周向位置(A)限定选自超声突发(Vi)的突发发射取向(θei(L；A))、增益(Gi(L；A))和时间滤波器(FTi(L；A))的位置当中的至少一个参数。
另外，该装置可以包括至少一个用于关于复杂管状产品(3)确定至少一个超声换能器5的纵向位置(L)的位置传感器(7a)。或者，该装置可以包括至少一个用于关于复杂管状产品(3)确定至少一个超声换能器5的纵向位置(L)和周向位置(A)的位置传感器(7a)。
至少一个位置传感器(7a)可以选自增量编码器、齿条轮编码器、线性编码器、拉线编码器、激光测速仪、编码器轮或编码器轮比。
或者，该装置可以包括用于确定超声换能器5的相对纵向(L)和周向(A)位置的至少一个定时器(7b)。
根据另一方面，至少一个放大级(21、31)可以是具有发射增益(Gei(L；A))的发射放大级(21)，并且控制和处理电子器件(6)被配置为根据超声换能器(5)的纵向位置(L)改变所述发射增益(Gei(L；A))。
在变型例中，至少一个放大级(21、31)可以是具有接收增益(Gri(L；A))的接收放大级(31)，并且控制和处理电子器件(6)被配置为根据超声换能器(5)的纵向位置(L)改变所述接收增益(Gri(L；A))。
在另一变型例中，该装置可以包括具有发射增益(Gei(L；A))的发射放大级(21)和具有接收增益(Gri(L；A))的接收放大级(31)，其中，控制和处理电子器件(6)被配置为根据超声换能器(5)的纵向位置(L)改变发射增益(Gei(L；A))或接收增益(Gri(L；A))。
根据另一方面，控制和处理电子器件(6)可以包括能够以至少一个超声换能器(5)的至少一个纵向位置(L)和对应于突发的发射取向参数(θei(L；A))、增益(Gi(L)和/或时间滤波器FTi(L；A))的位置的至少一个数据集之间的关联的形式存储数据的参数存储器模块(MEMp)。
因此，控制和处理电子器件(6)可以包括能够以至少一个超声换能器(5)的至少一个周向位置(A)和对应于突发的发射取向参数(θei(L；A))、增益(Gi(L)和/或时间滤波器FTi(L；A))的位置的至少一个数据集之间的关联的形式存储数据的参数存储器(MEMp)模块。
此外，控制和处理电子器件(6)可以包括能够以超声换能器5的纵向和周向位置耦(L；A)和对应于突发的发射取向参数(θei(L；A))、增益(Gi(L)和/或时间滤波器FTi(L；A))的位置的至少一个数据集之间的关联的形式存储数据的参数存储器(MEMp)模块。
根据本发明的一个方面，参数存储器(MEMp)模块可以包括对应于以接收增益(Gei(L；A))和发射增益参数(Gri(L；A))的形式的增益参数(Gi(L；A))的至少一个数据集。
根据本发明的另一方面，控制和处理电子器件(6)可以被配置为针对超声换能器(5)的一个位置发射多个超声突发(Vi)，超声突发(Vi)具有包含于位置最小取向角θemini(L)和位置最大取向角θemaxi(L)之间的发射角θei(L)。
因此，控制和处理电子器件(6)可以被配置为对至少一个超声换能器(5)的位置实施2到8个超声突发(Vi)。
根据本发明的一个方面，至少一个超声换能器(5)可以是超声换能器条。
根据本发明的某个方面，至少一个超声换能器(5)可以是相控阵列传感器。
本发明还涉及用于检查具有不同外径或内径的管状产品的自动化方法，该自动化方法包括以下步骤：
a.至少一个超声换能器(5)被定位在第一位置(P1)，
b.通过以第一发射增益Gei(P1)发射具有第一取向θei(P1)和第一发射倍率的超声束(Em)，实施第一超声突发(Vi)，
c.捕获由复杂管状产品(3)返回的回声，并将接收的回声转换为被施加第一接收增益Gri(P1)的接收信号，
d.在第一时间窗口(FTi(P1))中分离信号的一部分，
e.通过以包括第二取向θei(P2)、第二发射增益Gei(P2)、第二接收增益Gri(P2)、第二时间窗口(FTi(P2))的第二超声突发参数在第二位置(P2)上重复步骤a至d，来执行第二超声突发，以及
来自第二取向θei(P2)、第二发射增益Gei(P2)、第二接收增益Gri(P2)、第二时间窗口(FTi(P2))的第二超声突发参数中的至少一个与第一取向θei(P1)、第一发射增益Gei(P1)、第一接收增益Gri(P1)或第一时间窗口(FTi(P1))不同。
根据该方法的一个方面，第一位置(P1)包括第一纵向位置(L1)和第一周向位置(A1)，并且，步骤e)被步骤f)替代，在该步骤f)中，通过以包括第二取向θei(L2)、第二发射增益Gei(L2)、第二接收增益Gri(L2)、第二时间窗口(FTi(L2))的第二超声突发参数在第二纵向位置(L2)上重复步骤a)到d)，来执行第二超声突发，以及
在第二取向θei(L2)、第二发射增益Gei(L2)、第二接收增益Gri(L2)、第二时间窗口(FTi(L2))之中的第二超声突发参数中的至少一个与第一取向θei(P1)、第一发射增益Gei(P1)、第一接收增益Gri(P1)或第一时间窗口(FTi(P1))不同。
应当理解，当电子器件被配置为根据超声发射装置的纵向位置L限定超声突发Vi的至少一个参数以检测管子壁中的缺陷时，所述至少一个参数选自突发发射取向θei(L)、增益Gi(L)或时间滤波器FTi的位置(L)；当电子器件被配置为在超声发射装置的至少一个第一纵向位置L1上限定超声突发Vi的至少一个参数以检测管子壁中的缺陷时，所述至少一个参数选自突发发射取向θei(L)、增益Gi(L)或时间滤波器FTi(L)的位置，并且，电子器件还被配置为在至少一个第二纵向位置L2上限定与在所述至少一个第一纵向位置L1上选择的一个或多个参数不同的选自突发发射取向θei(L)、增益Gi(L)或时间滤波器FTi的位置(L)的至少一个参数。
参考图1和图2。
超声波测试装置包括支撑待检验的具有X轴的复杂管状产品3的测试台1和超声换能器5，超声换能器5被定位为接近复杂管状产品3的外周表面并且链接到包含用于激活传感器的电子电路的控制和处理电子器件6。
可将复杂管状产品3进行螺旋运动，以使得检验装置检查复杂管状产品3的整体。
在变型例中，将复杂管状产品3只进行相对于工作台1的旋转运动，并且换能器5相对于复杂管状产品3的运动同步地或顺序地在工作台1的纵向上滑动。换能器5可以被安装在相对于测试台1可移动的滑架上。根据另一变型例，换能器5可以围绕复杂管状产品3旋转，而后者相对于工作台1同步或顺序地平移。通常，由此产生两种类型的检验轨迹：被称为螺旋轨迹的第一轨迹，或被称为按单元区段增量的第二轨迹。按区段的增量轨迹允许传感器在沿纵向前进一个增量之前扫描管状产品的周向以执行新的周向扫描。这种类型的轨迹可以具有简化电子器件以及例如当检验参数的变化取决于换能器的纵向位置时最小化检验参数的变化的优点。
这些轨迹使得能够通过使用相对于复杂管状产品3的圆周具有减小跨度的传感器检验整个复杂管状产品3。作为替换，可以提供更多的传感器，这些传感器被布置成复杂管状产品3周围的环状，并且确保在复杂管状产品3相对于换能器5滑动时保证覆盖的突发序列。
耦合介质或本领域中的“耦合剂”可以例如以凝胶或水的形式加入在换能器5和复杂管状产品3的外周表面之间。在变型例中，该装置可以包括装满复杂管状产品3和换能器5被浸入其中的水或任何其他液体耦合介质的箱。在另一变型例中，该装置可以包括具有水喷射设备，于是水流构成耦合介质。
装置意在检查复杂管状产品3，以核实是否在其中存在彼此具有不同取向的缺陷。检查的方向对应于被研究的缺陷在复杂管状产品3内的取向。
为了使得能够在来自复杂管状产品3的响应中区分源自缺陷的回声和源自瑕疵的回声，必须针对各检查方向校准该装置。
现在参考图3，该图3表示具有横向缺陷或内部横穿缺陷Dti、具有X轴、具有恒定截面的管状产品以及执行超声突发的超声换能器5，该超声突发的波束在内部横穿缺陷Dti上被反射并且返回到换能器。
当前的检测技术使用被定位为接近具有恒定截面的管状产品的超声换能器5。这些传感器通过通常为水的液体耦合剂间接地耦合到管子。换能器5具有与复杂管状产品3的轴X并因此与具有恒定截面的管状产品的外壁大致正交的主方向。
一般地，超声脉冲在管状产品的厚度内传播直到所述产品的壁的内表面，并且在管状产品的内表面和外表面之间进行多个往返。在没有缺陷的情况下，射束在复杂管状产品3中反射几次，并且金属的吸收系数有助于逐渐减小超声波。
为了执行超声突发，换能器5被控制，以在波遇到水/钢界面的位置处以关于水/钢界面法线的例如约17°的入射角θi将超声波发射到例如为折射率为n水的水的耦合剂中。该波在耦合剂中传播直到管状产品的表面，并且折射波以例如约40°的折射角θr在例如为折射率为n钢的钢的管状产品的材料中传播。入射角θi和折射角θr之间的联系由Snell-Descartes定律表示。
sin(θi)/V水＝sin(θr)/V钢
这里，V水是超声波在水中的速度，V钢是波在钢中的速度。
管子的材料中的约40°的该折射角或声透射角是用于检测位于内表面和外表面上的内部或外部缺陷的非常有效的角。事实上，缺陷上的约40°的角θd通常使得能够确保由缺陷反射的超声波或回声执行反向路径以返回到传感器。
应当理解，图3所示的情况对应于具有恒定截面的管子的常规检查情况和内部横向缺陷Dti的检查。然而，当待检查管子包括具有不同尺寸的管段以及管子的内径和/或外径变化的管段时，内表面和/或外表面可以呈现斜坡，并因此更难获得希望的缺陷上的角θd，以来使得超声突发的回声返回到换能器5。
这如图4所示，该图4表示具有可变截面的复杂管状产品3的一部分的纵向截面图。换能器5沿轴X纵向定位，以发射在管子外壁的斜率相对于管状产品的纵轴X形成非零角α的管段上穿过复杂管状产品3的超声波：这是管子的外径改变的管段。因此，不是超声束穿透到管子壁中，而是管子外表面的法线形成补角α。因此，当希望获得在缺陷上以40°θd角遇到内部横向缺陷Dti的超声束时，必须考虑该角α。
图4示出超声波遇到位于复杂管状产品3的内壁关于管子纵轴具有非零角β的管段上的内部横向缺陷Dti的附加困难。在这种情况下，缺陷上的角θd必须等于折射角θr加上内外壁的各斜角α和β。例如，为了获得由横向缺陷反射的超声突发波返回到换能器5，必须适配发射角θe的取消以获得角θd＝θr+α+β约等于40°。。
在超声无损检验的领域中，经常使用以下术语：
－“扫描”表示一组管子/传感器的相对位置，
－“增量”表示扫描步长(与再发频率或超声突发频率成反比)，
－“A扫描”表示在超声换能器的端子上测量的电压的曲线图，横轴为进行的时间，纵轴为电压的表示，也称为超声振幅。
－“B扫描”表示与增量的给定值相关的图像，横轴为对应于超声突发的扫描，纵轴为进行时间，在各点上，转换的超声振幅为灰度级或颜色(用于相控阵列传感器的电子扫描、用于单元件传感器的机械扫描)，
－“回声动态”通常表示代表根据换能器的增量位置接收的最大振幅的曲线图，例如，换能器的每个位置存在一个突发时的突发数量，
－“C扫描”表示具有横轴和纵轴的、超声波的突发点的平面空间中等效位置的图像，该等效位置被转换为灰度级或颜色，代表在讨论的时间选择器中从A扫描记录的该突发的最大超声振幅(“图像振幅”)。在管子的情况下，C扫描的横轴上的点对应于管子的长度上的位置，纵轴上的点对应于管子的周向上的位置。
ο在扁平产品的情况下，C扫描的横轴上的点对应于平坦产品的长度上的位置，纵轴上的点对应于扁平产品的宽度上的位置。
图5以图示的方式表示在称为A扫描的返回上捕获的信号的时间轮廓。这种信号包括发射的射束的脉冲Em和在返回上捕获的回声的脉冲。A扫描信号可以包括一系列脉冲Em，接着是来自水和管状产品外表面之间的界面的回声的脉冲Int，然后，在在管子内表面和/或其外表面上存在缺陷的情况下，是与内表面上的缺陷有关的回声信号Dv和与外表面上的缺陷有关的回声信号Ds。实际上，由于管状产品外表面上的缺陷，界面回声Int比回声Ds占优势，并掩盖该回声Ds。这就是为什么通常在由管状产品的内表面反射的射束上捕获到外表面上的缺陷的回声Ds。
当在管状产品的内表面上存在缺陷的情况下，如果回声强度在时间窗口Fe1中超过阈值S1，则检测到回声Dv的最大强度。
当在管状产品的外表面上存在缺陷的情况下，如果回声强度在时间窗口Fe2中超过阈值S2，则检测到回声Ds的最大强度。
因此，回声动态曲线是对执行的各突发在检验窗口中接收的信号的最大振幅随时间的变化的表现。作为替代，回声动态曲线可能是随着管子的纵向位置、接收信号的最大振幅的表现。
图5示出检测门的原理，该检测门的目的是选择回声信号的一部分以可能识别瑕疵。
各电子信道包括为了隔离连续的时间窗口连接到换能器元件的时间滤波器FT(例如采样器阻断器)，该时间窗口能够呈现与所调查的缺陷(例如内部或外部缺陷)相关的回声。
根据本发明的装置可以包括具有时间滤波器模块24的电子器件，该时间滤波器模块24被配置为应用至少一个时间滤波器FTi(L；A)，以在相应的周期Tri(L；A)内隔离其中可能存在代表缺陷存在的回声Dv和/或Ds的时间窗口Fei(L；A)。
窗口Fei(L；A)的时间位置和宽度取决于超声在金属中的传播速度和耦合剂高度(例如水的高度)中的传播速度、突发周期Tr、金属管子的外径和厚度。
根据本发明，时间窗口Fei(L；A)的位置和宽度可取决于传感器的纵向位置(L)或传感器的周向位置(A)或传感器的纵向位置和周向位置的组合(L；A)。事实上，随着管子的外径和/或内径的变化，超声波的路径可以随着换能器5的纵向位置(L)而不同。因此，主要的变化参数是：在耦合剂中行进的距离、在管状产品中的钢中行进的距离、钢/耦合剂或钢/空气界面相对于换能器5的距离以及界面表面相对于传感器的取向。例如，在管子的第一管段中，路径可以比该波在管子的另一管段中的路径短，在该另一管段中，管子的厚度增加。因此，根据传感器的位置调整时间窗口Fei(L)的位置和宽度以避免使用资源消耗大的宽时间窗口或减少误检测是有利的。类似地，在沿其圆周具有可变厚度的管子中，超声波的路径由厚度的该变化以及在外表面和内表面上产生的一个或多个斜率修改。
根据另一方面，根据本发明的装置可以包括一个或更多个超声换能器5。超声换能器5包括能够发射或接收超声的换能器元件。
根据本发明的装置可以包括用于超声换能器5的突发电子器件(6)，从而使得能够对换能器5的给定位置执行多个突发。所述突发电子器件可以包括用于执行的各突发的公共组件和/或为在给定位置执行的突发中的每一个保留的专用组件。换句话说，突发电子器件可以包括不同突发共用的信道或用于各突发的专用信道。在下文的描述中，提及与突发号码i相关联的获取信道Vi，而不管所使用的电子组件的结构如何。因此，对于1到n的i变量，公共信道可以连续地执行信道Vi的n个突发，或者在其中可以有n个专用信道以执行n个突发。例如，电子器件可以被配置为在换能器5的每个位置上执行1到8个突发。优选地为2到6个突发。
优选地，对于换能器5的给定位置实施多个超声突发的能力使得能够对这些超声突发应用包含于最小位置发射角θemini(L；A)和最大位置发射角θemaxi(L；A)之间的多个发射取向θei(L；A)。用不同的发射取向对超声换能器(5)的同一位置执行多个超声突发的能力使得能够补偿被检查对象中的无意变化。这将在示例中加以说明。
因此，获取信道Vi被配置为对换能器5的给定位置执行一系列超声突发。
图12是经由电子电路与超声换能器5相关联的控制和处理电子器件6的流程图，用于在能够实现本发明的示例性装置中进行无损检验。
该图的目的是更好地显示本发明的某些特定特征；因此，此视图被简化，并且不特定于特定类型的传感器，但是本领域技术人员将知道如何根据在装置中使用的传感器的类型使该图适应性改变。
图12中的信道Vi包括控制换能器元件的发射的脉冲发生器20。
脉冲发生器20可以连接到发射放大级21，该发射放大级21的功能是通过应用发射增益Gei(L)放大脉冲信号。该放大级21使得能够放大产生超声突发的电信号。
该放大级21可以被配置为根据传感器的位置特别是传感器5的纵向位置L使发射增益Gei(L)适配，并且出于该原因，放大级21可以链接到包含相对于传感器5的纵向位置(L)的放大值的参数存储器MEMp。
发射放大级21可以链接到被配置为将取向θei(L)应用于超声突发束的定向级22。优选地，该级应用超声传感器5的整体式换能器的激活的时间定律。或者，特别是当传感器5是单元件类型时，该级控制传感器5的例如传感器机动支撑板的形式的取向模块，。
发射放大级21和定向级22与换能器发射元件E相关联，并且被配置为允许发送具有与所应用的发射增益Gei(L)对应的功率和与所选择的发射取向θei(L)对应的方向的超声突发。定向级22可以链接到包含关于传感器5的纵向位置L的取向值的参数存储器MEMp。
因此，发射放大级21和定向级22可以链接到参数存储器模块MEMp，该参数存储器模块MEMp包含根据传感器的纵向位置和所表征的缺陷的类型的取向θei(L)参数和发射增益Gei(L)参数。
定位模块23被配置为以纵向位置(L)和周向位置(A)的形式向参数存储器模块发送传感器的位置。定位模块23包括定位电子器件和至少一个位置传感器7a(在图12中未示出)。定位模块23向参数存储器模块MEMp指示，对于意在根据传感器5的位置检测某种类型的缺陷的突发，哪些是信道Vi中的有效参数的值。
图13表示能够根据传感器5的纵向位置L和周向位置A使超声突发参数同时适配的本发明的实施例的控制和处理电子器件6的原理图。发射21级和接收31放大级可以被配置为分别根据传感器5的纵向位置L和周向位置A应用发射Gei(L；A)或接收Gri(L；A)增益。类似地，定向级22被配置为对超声突发束应用取向θei(L；A)，并且时间滤波器FTi(L，A)被配置为根据传感器5的纵向和周向位置应用时间窗口。在本实施例中，这些参数中的至少一个根据传感器5的纵向位置L变化，并且这些参数中的至少一个根据传感器5的周向位置A变化。在这种情况下，参数存储器MEMp适于包含适当的参数。然后，定位模块23被配置为向参数存储器模块发送传感器的纵向(L)和周向A位置。
位置传感器7a可以是增量编码器、齿条编码器、线性编码器、拉线编码器、激光测速仪、编码器轮或编码器轮比。
或者，定位模块可以包括定时器7b而不是位置传感器(7a)。该替代方案是可能的，因为自动测试台配备有相对于换能器的管子的相对运动装置，从而使得能够建立随时间确定的可重复的相对轨迹。然而，定时器7b可能比位置传感器7a的精度低。
如前所述，在第一变型例中，传感器5的位置对应于换能器5的纵向位置(L)。在第二变型例中，传感器5的位置对应于换能器5的纵向位置(L)和周向位置(A)。然后，定位模块23被配置为向参数存储器模块发送传感器的纵向位置(L)和周向位置(A)。在第三变型例中，传感器5的位置对应于传感器5的周向位置A。然后，定位模块23被配置为向参数存储器模块发送传感器的周向位置(A)。
传感器5的发射换能器Ei可以发射超声波的定向束。
信道Vi包括接收换能器Ri，该接收换能器Ri可以是与发射换能器Ei相同的换能器或另一换能器。接收换能器Ri可以接收发射信号的任何回声，并将其转换为相应的电信号。接收换能器Ri可以链接到接收放大级31，该接收放大级31的功能是放大由接收换能器Ri接收的电信号。
接收放大级31可以被配置为对接收信号应用具有表示为Gri(L)的信道Vi的接收增益的放大，该接收增益根据换能器5的纵向位置(L)和/或周向位置(A)以及所研究缺陷的性质被选择。类似于可配置发射放大，调制接收放大级的增益的能力使得能够改进缺陷的检测。当该级配置有模拟放大时，其优点是放大接收信号、同时在一定程度上限制接收噪声的放大。当该级配置有数字放大时，这使得能够放大接收信号，但缺点是噪声放大比模拟放大更大。
接收换能器Ri还可以链接到被配置为应用一个或多个时间滤波器(FTi(L))的时间滤波器模块24。各时间滤波器FTi(L)分离其中可能存在超声突发的回声的时间窗口。因此，时间滤波器FTi(L)的功能是选择对应于在其中由典型缺陷偏转的超声突发的回声Dv、Ds很可能返回到接收传感器R并且能够在所选择的时间段内具体地处理该信号的时间窗口的接收信号的部分。这使得能够减少电子器件的存储资源和计算能力，并且这也使得能够避免测量可能不对应于从为了检测某种类型的缺陷而执行的超声突发期望的回声的回声(例如二次回声)。
时间滤波器模块24可以链接到参数存储器模块MEMp，该参数存储器模块MEMp包含根据传感器的纵向位置(L)(并且，在变型例中，根据传感器的周向位置(A)及其纵向位置(L))和要表征的缺陷的类型的时间滤波器的位置参数。
存储器MEMp可以被配置为包含与根据传感器位置(L)的窗口Fei(L)的位置和宽度相关的数据。相应地，时间滤波器模块24包括被配置为修改针对各获取信道Vi的时间窗口Fei(L)的位置和宽度的时间滤波器FTi(L)。
在第一变型例中，对于同一类型的缺陷，检测门具有相同的持续时间或长度。然后，代表性变量是通常以相对于执行的突发的延迟的形式实现的打开检测门的时刻或其开始位置。
在第二变型例中，修改检测门的开始位置和结束位置，从而能够生成可变长度的检测门。因此，在该变型例中，为了配置值FTi(L)，使用两个代表性变量。
时间滤波器模块24之后是处理模块25，包括标记接收信号Ds、Dv的强度最大值的阈值检测器。该处理模块25链接到信道26的获取存储器，以记录各信道Vi的回声的最大强度。
当信道Vi具有其自身的电子器件时，信道26的获取存储器以相同的方式链接到装置的模拟信道，例如，存储器26链接到信道V1 V2V3，…V8中的每一个。
当存在用于多个突发的单个电子器件时，模块26被配置为存储从与超声突发i相关联的各信道Vi接收的信号的最大强度。
信道26的获取存储器可以链接到被配置为生成回声动态曲线的计算模块27。计算模块27还可以从在给定位置针对所选择的缺陷类型执行的i个超声突发中的最大强度的接收信号生成A扫描、B扫描，并且该计算模块27还可以生成被检查管状产品的C扫描。
信道26的获取存储器可以链接到阈值比较器28。阈值比较器28比较接收的回声信号的强度最大值和存储在专用报警阈值存储器29中的报警触发阈值电平。该比较器可以触发操作员报警模块30的动作。
在本发明的另一实施例中，电子器件6被配置为根据超声发射装置的纵向位置(L)和周向位置(A)限定至少一个超声突发参数，以捕获管子壁中的缺陷，所述至少一个参数选自突发发射取向θei(L；A)、增益G(L；A)或时间滤波器FTi(L；A)的位置。
申请人对具有专门制作的缺陷的样品管状产品实施多个系列的测试，以确定这些缺陷的检测质量。
在第一示例中，图6a中的具有轴(X)的样品管子(1)具有被布置如下的多个管段1a至1e：
－管段1a包括恒定的外径(Dext)和内径(Dint)。
－管段1b包括非恒定的外径(Dext)和内径(Dint)，外径(Dext)从管段1a增加到管段1c，内径沿相同方向减小。
－管段1c包括从管段1b增加到管段1d的外径，并且内径是恒定的。
－管段1d包括均从管段1c增加到管段1e的外径和内径。
－管段1e包括恒定的外径和从管段1d增加的内径。
在图6a中的样品管子上产生长度为25mm的纵向切口dli(标识为dl1至dl10)。切口的深度是恒定的，因此切口的底壁基本上平行于产生这些切口的表面，图6a中未示出这一点。
图6a中的管子由现有技术的自动缺陷检测装置进行检查，然后使用根据本发明的装置，以测量每个纵向切口dli的返回回声的强度。在根据本发明的装置中，仅发射角θe(L)在获取信道上改变。
在代表曲线图的图6b和6c中表示该测试的结果，在曲线图中，横轴为对应于图6a中的切口的切口dli的号码，纵轴为图6b的信噪比和相对于图6c中的参考切口No.5的单位为dB的振幅损失。
图6b表示三条曲线：
－界定选择的切口在12db处的最小信噪比的阈值曲线，
－用现有技术的装置记录的信噪比曲线(Lex)。
－用根据本发明的装置记录的信噪比曲线(Linv)。
图6c表示两条曲线：
－用现有技术的装置记录的关于参考切口No.5的振幅损失(单位为dB)的曲线(Lex)，
－用根据本发明的装置记录的关于参考切口No.5的振幅损失(单位为dB)的曲线(Linv)。
很明显，切口5和10由现有技术的装置和根据本发明的装置在相同的水平上被记录，这是正常的，因为切口5和10位于具有恒定截面的管段中，并且，两个装置的结构不同在该管段中不起作用。
另一方面，切口2、3、6、7在现有技术的装置中送回非常微弱的回声，其水平低于可检测阈值，而根据本发明的装置使得能够获得在所有情况下都大于23dB的高水平的回声。
由此推断，在生产中的检查模式下，现有技术的装置检测不到切口2、3、7甚至6，而根据本发明的装置使得能够检测这些切口。
图6c表示参考切口(这里是dl5)与其他切口上的回声强度之间的振幅损失。信号电平通常设定在参考切口No.5(或dl5)上的0dB处。根据本发明的装置接收的最小强度小于13dB，而与现有技术的装置的3个缺陷的差异达到35dB。
图7a中的样品管子在与上述示例类似的一系列不同管段上具有横向切口dti(dt1至dt18)。回顾一下，诸如在图3和图4中给出的那样，横向缺陷可以使用在纵向平面上具有选择取向的突发被检测，横向缺陷可以在两个纵向方向上被检测。图7b、7c、7d、7e表示对于在图6a-c中的试验中使用的现有技术装置和根据本发明的装置即仅通过改变获取信道上的发射角θe(L)在第一检查方向和第二检查方向测量的回声的信噪比和振幅的值。
注意，对于图7b、7c中的第一个方向的检查，在某些内部或外部横向缺陷上测量的返回振幅上存在明显的改善。更具体地，利用现有技术的装置，编号的缺陷Dt2、Dt3、Dt11、Dt15和Dt16可以在有限的范围内被检测到，或者由于其接收回声的信噪比等于或小于12dB而不能被检测。
通过根据本发明的装置，所有这些缺陷被检测到。此外，接收回声的信噪比水平较高，大于20dB，这使得能够从背景噪声中正确区分回声。根据本发明的装置还使得能够在内部横向缺陷上的回声的不同记录强度之间具有改善的均匀性，缺陷Dt1和缺陷Dt6之间的差异小于12dB。对于外部缺陷Dt10和Dt12，该差异小于25dB。
图7b-e表明，特别是在其截面具有纵向变化的外径的管段上，根据本发明的改变突发取向角的装置使得能够获得比现有装置更好的结果。在图2的检测方向上，对于内部和外部横向缺陷，记录的回声强度的均匀性均得到改善，内部或外部横向缺陷信噪比的偏差小于12dB。
下面通过图9到图11中的示例看到，根据本发明的装置还可以通过同时改变发射取向θei(L)和增益Gi(L)达到非常好的均匀性水平。
图7c表示，某些可被视为重大的缺陷的回声仍有振幅损失，特别是对于通过在管状产品内表面上反射的超声束回声检测的外部缺陷；因此，路径特别长，并且返回回声的衰减对内径和外径的变化更敏感。在缺陷12到14上，衰减仍然可以是25dB的量级。因此，可以进一步改善该响应，这将在以下的实施例中公开，在该实施例中，电子器件6被配置为根据超声发射装置的纵向位置(L)改变选自脉冲发射取向θei(L)、增益Gi(L)或时间滤波器FTi(L)的位置的至少两个超声突发参数。
图8a和图8b-c分别表示被制作关于称为“分层”的壁中的缺陷的检测被用作标准缺陷的4个平底孔Tfpi的样品管子以及通过测量信噪比(图8b)和测量信号的振幅(dB)(图8c)的现有技术的装置Lex和根据本发明的装置Linv的比较曲线。类似于在图6和7的框架内实施和公开的测试，该装置的电子器件被配置为改变突发取向参数θei(L)和时间滤波器FTi(L)沿纵向轴的位置，而不改变增益。
平底孔Tfpi的直径为6mm，深度等于工件局部厚度的一半。决定产生与管子轴平行的底部，没有与管子内壁平行的底部。
图8b表示外径纵向变化的管段上的信噪比的约5dB的改善。图8c表示同一管段上的返回信号的振幅电平的大于15dB的改善。对于平底孔的检测，仅内径的管段的变化似乎不影响测量质量。
这些结果表明，由于平底孔Tfp3和Tfp2的返回回声强度更大，因此根据本发明的装置还使得能够提高分层型缺陷的可检测性。
在平底孔Tfp1和Tfp4上没有发现差别，因为这些孔是在具有恒定外径的管段上产生的，并且，内壁的坡度对测量没有影响，因为超声突发指向平底。这种情况的改善源于发射取向θe(L)的取向选择和随传感器的纵向位置的检测时间滤波器FTi(L)的位置。
对具有不同厚度和不同配置的其他样品管子进行测试并给出了类似的结果，即，与现有技术的装置相比，根据本发明的装置在所有类型的缺陷的可检测性方面都有显著改善。
图9由图9a、图9b、图9c组成，旨在表示完整的试验组件，图9a所示为具有不同外径和内径并配有表示为A、B、C的三个内部纵向切口的管状产品轮廓。
图9b表示在根据本发明的实施例的装置扫描管状样品93之后获得的C扫描95，其中三个超声突发参数Vi随超声换能器5的纵向位置而变化。
在图9b中的C扫描95中，对应于三组检查参数的三个区域是明显的。这些组的参数如图9c所示。曲线图97表示各区域的发射角θei(L)的最小值和最大值，并且应该理解，最小值和最大值之间的每3°增量的所有值被检查。因此，在区域1中，发射角θei(L)在0°到6°之间变化。通过θe1([1])＝0°；θe2([1])＝3°；θe3([1])＝6°的三个电子信道对各检查位置执行三次突发。符号[1]替换传感器5到达第1区的所有轴向和周向位置，以供检查之用。在区域2中，在-6°和-3°每个位置执行两次突发。这些值在区域3中相同。关于纵向切口的检测，本领域技术人员理解，在检查纵向缺陷的情况下发射的超声束的取向包括：基本上包含在管子的截面中并且用在关于穿过发射的射束与管状产品的外表面之间的相遇点的管状产品的轴法线的约17°下选择的“机械角”θm通过超声换能器5的机械取向获得的横向成分；以及对应于通过相控阵列换能器的电子控制在图9中的实施例中获得的发射角θe(L)的纵向成分。在该检查的情况下，机械角θm是固定的，而发射角θe(L)随换能器5的纵向位置L而变化。
曲线图98表示时间窗口FTi(L)的开启和关闭值，并因此表示以mm为单位在水中给出的各区域的检测门的定位。区域3中的门相对于自身晚于区域1中的门的区域2中的门被延迟。这使得能够考虑到区域3中的超声波的较长路径，这里，与纵向切口A更接近换能器5的区域1相比，纵向切口C离换能器5最远。
增益Gi(L)及其相对于换能器5的纵向位置的变化由曲线图99表示。相对于在区域1中使用的增益，区域2和3中的增益增加了1dB。在该例子中，是接收增益Gri(L)根据换能器5的纵向位置被修改。
所获得的C扫描95表示，所有的纵向切口被满意地检测，并且没有导致“幻影”缺陷的不需要的回声。此外，在13或12dB上，在三个缺陷上信噪比96是非常均匀的。
图10由图10a、图10b、图10c组成，并且表示通过仅改变超声束的增益在检测内部横向缺陷时通过本发明的实现获得的结果的示例。在这里，沿方向1检查工件，即从缺陷A扫描到缺陷I。
图10a表示管状产品轮廓103的部分截面，该轮廓103具有纵向分布在管状产品103的内表面上并由字母A～I表示的横向切口104。各切口的长度为10mm。
图10b表示源自根据本发明的装置对管状产品103的检查的C扫描105。这种C扫描使得能够清楚地识别各切口A到I。根据本发明的装置使得能够识别所有这些切口。在图10b中的C扫描105上表示对应于沿纵向轴的管状产品的虚拟划分的编号区域1至8。这些区域对应于包括发射取向θie(L)、检测门FTi(L)的定位和增益Gi(L)的多组参数。结合C扫描105，表示在各检测的缺陷上测量的平均信噪比(SNR)106。
图10c表示各区域1到8的参数的值。在图10中的示例的框架内，用在曲线图107中表示的值选择发射取向，各区域的最小值和最大值是相同的，即分别在34°和43°之间。该装置被配置为在最小和最大边界之间每3°产生突发。因此，对于各突发位置，装置总共执行4次突发，角度如下：34°、37°、40°、43°。因此，无论使用的换能器5的纵向定位(L)如何，突发的取向都是不变的。
图10c还表示108中的检测门的定位。在作为对实验选择的耦合介质的水中，这些门的位置值是以毫米为单位给出的。对于所有区域1到8，这些值相同。因此，无论所使用的传感器5的纵向定位(L)如何，检测门的位置都是不变的。
图10c通过曲线图109对于各区域1到8表示为了形成增益Gi(L)除了基本增益之外的增益值(dB)。附加增益为例如在区域1中为3dB、在区域3中为7dB且在区域7中为10dB。对于在给定的纵向位置(L)处执行的不同取向的4个突发中的每一个，增益Gi(L)是相同的。因此，在区域1中，对于给定的位置，在34°的钢中的发射角下执行第一突发，附加增益为3db；在37°下执行第二突发，附加增益为3dB；在40°下执行第三突发，附加增益为3dB；在43°下执行第四突发，附加增益为4dB。
图10b中的C扫描105表示，仅增益Gi(L)的变化就使得能够检测所有瑕疵，从而使得能够获得第一满意的结果。然而，所获得的C扫描具有非均匀的信噪比，该信噪比根据区域在18和25dB之间变化。为了经济起见，C扫描表示其他缺陷，这些缺陷与对其他实验在同一管状部件上制作的切口相对应。
图11表示通过根据本发明的装置用具有切口A～I的相同的管状产品104进行的第二试验，这次在方向2上实施检查，即从缺陷I向缺陷A扫描，在该装置中，参数组与在图10a-c的框架中使用的参数组的不同在于它使用三个参数沿管状产品103的纵向轴的变化。新的参数组如图11c所示，并且获得的相应的结果如图11b所示。
图11C中的参数组沿管状产品的纵向轴分成编号为1至4的4个区域，即前面在图10a-c中表示的区域的一半。
图11c在曲线图119中表示增益Gi(L)的发展，表示相对于被选择作为检查参考增益的基准增益值的在各区域中应用的附加增益，单位为dB。因此，在区域No.1中附加增益为零，区域No.2为2dB，区域No.3为1dB，区域No.4为2dB。在该例子中，这些增益变化使得能够补偿超声波的较长路径，或者例如在图11a-c的区域2中，补偿来自倾斜并且由于该原因会更弱地在突发方向上反射信号的横向切口C的较弱响应。
图11c在118中表示检测门FTi(L)的位置根据各区域而不同。例如，该定位在区域2中的水中在220mm至240mm之间，在区域4区在240mm至270mm之间。然后，区域4中的检测门不仅被定位为比区域2中的门更晚，而且比区域2中的门更宽。
图11在117中表示给定位置的突发的发射取向，代表区域1至区域4的每个区域的度数的钢中的发射角的最大值和最小值，并且通过在这些极值处实施突发并且还通过在两个极值之间递增3°，根据区域而不同。每个区域的突发的数量也不同。事实上，在区域No.1中，在37°和40°的角度的各位置上存在两个突发；在区域No.2中，在具有55°、58°、61°的角度的各位置上执行3个突发；在区域No.3中，也在40°、43°、46°上存在3个突发；最后在区域No.4中，在34°、37°、40°、43°的角度上的各位置上执行4个突发。作为该区域中的管状产品的内壁的坡度的结果，发射角在区域2中更大。区域4中的突发数量更多，因为在该区域中存在不同类型的直径变化，即使这些变化的幅度比区域2小。
C扫描115在图11b中表示，尽管管状元件仅被划分为4个区域，但实际上检测到了所有切口。因此，似乎没有必要创建限定参数组的许多区域，尽管沿管状产品上存在不同类型的管段。缺陷上的返回强度是均匀的(强度由C扫描中的颜色或灰度级表示)。因此，与图10b中的切口G上的噪声级相比，图11b中的切口G上的噪声级几乎被分成两个。至少有选自增益Gi(L)、发射取向θei(L)、时间滤波器FTi(L)的两个参数或三个参数根据传感器的纵向位置而变化，从而使得能够提高具有变化的截面的管状产品中的缺陷检测的质量。
此外，图11a-c的测试使得能够以比图10a-c的情况少20％的突发执行检查，同时以令人满意的信噪比和良好的响应均匀性保持缺陷的良好可检测性。
为了对给定类型的缺陷和给定类型的管状产品设定回声返回强度的阈值值，通常需要校准无损检验装置。也就是说，对于各类型的管状产品，通常存在纵向切口类型的缺陷的校准、横向切口类型的缺陷的校准和平底孔类型的缺陷的校准。例如，第一种类型可以是外径250mm、内径200mm的管子，而第二种类型可以是外径315mm、内径275mm的管子。
常规上，被配置在样品管子中的定位切口(深度和方向)被用作参考缺陷或标准缺陷，这些缺陷具有已知尺寸，最常见的是标准化尺寸。
为了限制突发数量并限制根据本发明的装置所需的计算能力，因此优选校准所述装置以对一个或多个超声传感器的不同纵向位置确定选自发射取向θe(L)、增益G(L)和/或时间滤波器FTi(L)的位置的参数的值。
优选地，选择将标准缺陷定位在不同的纵向位置，以对具有可变截面的待检复杂管状产品3的各管段类型获得所述参数的值。换句话说，可以对具有可变截面的复杂管状产品3的不同管段实施校准。在与待检复杂管状产品相似的样品管子上执行校准。因此，样品管子的直径和厚度值与待检管状产品的模型相似，即相同的管段、相同的复杂形状。此外，样品管子必须由与模型材料相同的材料即相同的钢号制成，并且具有相同的热处理、相同的表面状况。
然后，基于代表给定管状产品的样品管子，并且对某种类型的缺陷，校准过程使得能够将作为发射取向θe(L)、增益G(L)和/或时间滤波器FTi(L)的位置的参数与超声换能器5的各位置相关联。然后，这些参数可以存储在表中，诸如存储于下面所示的表中，用于根据传感器的纵向位置(L)进行参数化。
纵向位置 取向θ<sub>j</sub>e(L) 增益G(L) 检测门FT(L)
L 1 θe(L1) G(L1) FT(L1)
L 2 θe(L2) G(L2) FT(L2)
L 3 θe(L3) G(L3) FT(L3)
… … … …
L X θe(LX) G(LX) FT(LX)
… … … …
现在参考图12。
通过工业过程获得的具有可变截面的复杂管状产品3可以具有相对于期望公称值的尺寸变化。因此，从传感器的角度来看，要检验的管状产品的壁可以具有与公称坡度和定位不同的壁的实际坡度或壁的实际坡度定位。作为结果，可以回顾，对于诸如发射取向θei(L)、增益Gi(L)和/或时间滤波器FTi(L)的位置的参数具有单一值并不总是使得能够对于给定缺陷的检测具有对超声突发的最佳响应。
因此，根据本发明的实施例，装置包括控制和处理电子器件6，该控制和处理电子器件6能够对于纵向位置(L)通过信道Vi实施一系列超声突发，同时对各信道Vi改变选自发射取向θje(L)、增益Gi(L)和/或时间滤波器FTi(L)的位置的参数中的至少一个，这些参数接近作为发射取向θe(L)、增益G(L)和/或时间滤波器FT(L)的位置的参数的公称值。
例如，对于在给定纵向位置Pex处的横向缺陷Dtex的检查，可以在纵向平面中的水中20°处确定相应的发射取向θe(Pex)。在水中以1°的递增用16°～23°的发射取向θe执行8次超声突发。因此，控制和处理电子器件6被配置为执行n个突发序列，例如从1到10个突发序列。
相应回声的各最大振幅被存储在各自的信道存储器MemVi中，这些值通过可以从在信道Vi中的每一个上记录的振幅保留最大振幅的信道比较模块“Comp信道”进行比较。通过链接到阈值存储器的阈值比较模块比较记录的最大振幅。如果在不同信道上记录的最大振幅超过该类型缺陷的阈值，则报警模块发出报警。
在存储器MEMp中，发射取向θje(L)可以有利地由可以是发射角的纵向成分和横向成分(θNe(L)；θSe(L))i的一对角限定，这一对角分别表示超声传感器的法线与突发在纵向平面即包含管状产品的轴的平面中的投影之间的角和超声传感器的法线与突发在横向平面即包含管状产品的截面的平面中的投影之间的角。
例如，在图9中的检验框架内，角的横向分量θSe(L)等于传感器的机械角θm，并且在整个检验过程中固定，其值通常选择为17°，而角的纵向分量θNe(L)根据纵向位置(L)而变化，其值在-6°和6°之间。为了检查纵向切口或平底孔类型的缺陷，传感器的机械角θm通常选择在0°。
在实践中，这种分解适于所使用的传感器类型。对于多元件线性传感器，只能在单个平面上修改角度。因此，纵向和横向的两个角中的第一个角是机械的，而这两个角中的第二个角是电子驱动的。对于多元件矩阵换能器，可以用电子方式驱动这两个角。
增益Gi(L)是应用于位置(L)的增益。最常见的情况是，所有信道的增益基本相同。特别是为了提高分层类型的缺陷的可检测性，改变增益并因此对各信道限定多个增益Gi(L)可能是有利的。这也使得能够改善倾斜缺陷上和通过具有不同发射取向的突发的响应均匀性。
在优选实施例中，增益G(L)被应用于对应于超声波发射的信号。
在另一实施例中，增益G(L)被应用于对应于超声突发回声的接收的信号。然后将接收增益G(L)表示为Gr(L)。修改接收增益Gr(L)比发射增益Ge(L)更为有利，因为后者的增益可能具有放大接收的噪声的缺点，因此可能是误报的来源。
在变型实施例中，装置包括根据信道Vi选择并且表示为Gei(L)的发射增益。
在另一变型实施例中，装置包括根据信道Vi选择并且表示为Gri(L)的接收增益。
在存储器MEMp中，代表检测门FT(L)的数据可以是指示时间检测门的开始和时间检测门的结束的数据耦(couplet)。
存储器MEMp还可以以若干系列值的形式配备代表各信道Vi的检测门的数据(表示为FTi(L))。事实上，对于纵向位置L，可能存在具有不同取向的i个突发，并且检测门的位置可能需要从不同的检测门自适应。此外，检测门位置的变化使得能够补偿管状产品的壁厚的尺寸差异。在管子厚度超过所需的公称值的情况下，超声波的实际前行时间较长。因此，提供在时间上与第一检测门连续定位的第二检测门可能是有利的。
此外，根据实施例，可以具有在发射角和应用的增益上具有相应值的两组信道Vi，这两组主要通过检测门FTi(L)的位置来区分，以允许使用第一组信道Vi检测内部缺陷并用第二组信道Vi检测外部缺陷。
Figure BDA0002330185480000311
Figure BDA0002330185480000321
在根据本发明的适于检查具有仅具有其周向厚度的有意变化的并因此在所述管状产品长度上没有其截面的有意变化或者换句话说沿管状产品的具有基本上不变的厚度的管状产品的试验台的实施例中，通过用变量A替代变量L，可以与前面的实施例类似地组织存储器MEMp。
在根据本发明的适于检查沿管状产品的厚度和管状产品的周向均具有有意变化的管状产品的工作台的另一实施例中，通过用变量耦(L；A)替代变量L，可以与前面的详细实施例类似的方式组织存储器MEMp。
本发明还涉及用于检测具有复杂形状的管状产品中的缺陷的无损检验方法，该方法包括以下步骤：
－关于复杂管状产品3将超声换能器5定位在关于复杂管状产品3的第一位置P1；
－对于该第一位置P1，用具有至少一个第一发射取向θje(L；A)、第一发射增益Gei(P1)的超声束执行至少一个超声突发，并且接收回声信号并且将至少一个第一接收增益Gri(P1)和第一时间滤波器FTi(P1)应用于该回声信号；
－将超声换能器相对于复杂管状产品3定位在第二位置P2；
－对于该第二位置P2，用第二发射取向θje(P2)、第二接收增益Gri(P2)或第二发射增益Gei(P2)、第二时间滤波器FTi(P2)执行至少一个第二超声突发；
－来自第二发射取向θje(P2)、第二接收增益Gri(P2)、第二发射增益Gei(P2)、第二时间滤波器FTi(P2)的至少一个分别不同于第一发射取向θje(P1)、第一接收增益Gri(P1)或第一发射增益Gei(P1)、第一时间滤波器FTi(P1)。
在该方法的实施例中，位置P1是超声传感器5的第一纵向位置L1，位置P2是超声传感器5的第二纵向位置L2。
该方法可应用于形成检查管段的一组相邻纵向位置L。然后，可以形成超声突发Vi将具有形成第一组突发参数的突发的相同参数的第一检查管段，并且可以形成超声突发将具有另一组突发参数的另一检查管段，该另一组突发参数通过来自发射取向θje(L)、接收增益Gri(L)、发射增益Gei(L)、时间滤波器FTi(L)的参数中的至少一个与第一组突发参数区分。
可以理解，对于纵向位置L，可以用以包含于1°～15°之间的角增量规则分布的突发基本上沿着管状产品的整个周向、例如在360°上执行超声突发，从而在由纵向位置L和周向位置A确定的超声换能器的5的位置上执行突发。
在该方法的第二实施例中，位置P1是超声换能器5的第一周向位置A1，位置P2是超声换能器5的第二周向位置A2。
在该方法的第三实施例中，位置P1是超声传感器5的第一纵向L1和周向A1位置，位置P2是超声传感器5的第二纵向L2和周向A2位置。
可以理解，对于超声换能器5在给定的纵向L和周向A位置处的位置，可以通过在各突发之间改变来自发射取向θje(L；A)、接收增益Gri(L；A)、发射增益Gei(L；A)、时间滤波器FTi(L；A)的至少一个参数执行一系列超声突发。优选地，发射取向θje(L)在最小值θmine(L；A)和最大值θmaxe(L；A)之间变化。这使得改进缺陷检测成为可能，尽管管状产品存在非故意的几何缺陷(椭圆度、偏心度)。

Claims (22)

1.一种用于检测复杂管状产品(3)的缺陷的无损检验自动化装置，包括：
－至少一个超声换能器(5)，具有由沿着复杂管状产品(3)的纵向位置L和周向位置A限定的位置，并且被布置用于发射具有发射取向θei(L，A)的超声束Em；
－控制和处理电子器件(6)，该控制和处理电子器件(6)包括用于激活传感器和接收返回信号的电路和
－至少一个具有增益Gi(L；A)的放大级(21，31)，
－被配置用于对回声信号Dv，Ds施加时间滤波器FTi(L；A)中的时间窗口Fei(L；A)的位置和宽度的时间滤波器模块(24)，其特征在于，控制和处理电子器件(6)被配置用于根据超声换能器的纵向位置L和/或周向位置A限定至少一个超声突发参数Vi，以捕获管子壁中的缺陷，所述至少一个参数选自突发的发射取向θei(L；A)，增益Gi(L；A)或时间滤波器FTi(L；A)中的时间窗口Fei(L；A)的位置和宽度。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，控制和处理电子器件(6)被配置用于根据至少一个超声换能器(5)的周向位置A限定至少两个超声突发参数Vi，以捕获管子壁中的缺陷，所述至少一个参数选自突发的发射取向θei(L；A)、增益Gi(L；A)或时间滤波器FTi(L；A)中的时间窗口Fei(L；A)的位置和宽度。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，控制和处理电子器件(6)被配置用于根据至少一个超声换能器(5)的纵向位置L限定至少两个超声突发参数Vi，以捕获管子壁中的缺陷，所述至少一个参数选自突发发射取向θei(L；A)、增益Gi(L；A)或时间滤波器FTi(L；A)中的时间窗口Fei(L；A)的位置和宽度。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，控制和处理电子器件(6)被配置用于根据至少一个超声换能器(5)的纵向位置L限定超声突发Vi的突发的发射取向θei(L；A)、增益Gi(L；A)和时间滤波器FTi(L；A)中的时间窗口Fei(L；A)的位置和宽度。
5.根据权利要求3至4中任一项所述的装置，其特征在于，控制和处理电子器件(6)还被配置用于根据至少一个超声换能器(5)的周向位置A限定选自超声突发Vi的突发的发射取向θei(L；A)、增益Gi(L；A)和时间滤波器FTi(L；A)中的时间窗口Fei(L；A)的位置和宽度的至少一个参数。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，包括至少一个位置传感器(7a)，用于相对于复杂管状产品(3)确定至少一个超声换能器(5)的纵向位置L。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，包括至少一个位置传感器(7a)，用于相对于复杂管状产品(3)确定至少一个超声换能器(5)的纵向位置L和周向位置A。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，至少一个位置传感器(7a)选自增量编码器、齿条轮编码器、线性编码器、拉线编码器、激光测速仪、编码器轮或编码器轮比。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，包括至少一个用于确定超声换能器5的相对纵向位置L和周向位置A的定时器(7b)。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述至少一个放大级(21，31)是具有发射增益Gei(L；A)的发射放大级(21)，并且控制和处理电子器件(6)被配置用于根据超声换能器(5)的纵向位置L改变所述发射增益Gei(L；A)。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述至少一个放大级(21，31)是具有接收增益Gri(L；A)的接收放大级(31)，并且控制和处理电子器件(6)被配置用于根据超声换能器(5)的纵向位置L来改变所述接收增益Gri(L；A)。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，包括具有发射增益Gei(L；A)的发射放大级(21)和具有接收增益Gri(L；A)的接收放大级(31)，并且，其中，控制和处理电子器件(6)被配置用于根据超声换能器(5)的纵向位置L来改变发射增益Gei(L；A)或接收增益Gri(L；A)。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，控制和处理电子器件(6)包括能够以至少一个超声换能器(5)的至少一个纵向位置L和对应于突发的发射取向参数θei(L；A)、增益Gi(L；A)参数和/或时间滤波器FTi(L；A)中的时间窗口Fei(L；A)的位置和宽度参数的至少一个数据集之间的关联的形式存储数据的参数存储器模块MEMp。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，控制和处理电子器件(6)包括能够以至少一个超声换能器(5)的至少一个周向位置A和对应于突发的发射取向θei(L；A)参数、增益Gi(L；A)参数和/或时间滤波器FTi(L；A)中的时间窗口Fei(L；A)的位置和宽度参数的至少一个数据集之间的关联的形式存储数据的参数存储器模块MEMp。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，控制和处理电子器件(6)包括能够以超声换能器(5)的纵向和周向位置耦(L；A)和对应于突发的发射取向θei(L；A)参数、增益Gi(L；A)参数和时间滤波器FTi(L；A)中的时间窗口Fei(L；A)的位置和宽度参数的至少一个数据集之间的关联的形式存储数据的参数存储器模块MEMp。
16.根据权利要求13所述的装置，其中，参数存储器模块MEMp包括对应于以接收增益Gei(L；A)参数和发射增益Gri(L；A)参数的形式的增益Gi(L；A)参数的至少一个数据集。
17.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，控制和处理电子器件(6)被配置用于针对超声换能器(5)的一个位置发射多个超声突发Vi，超声突发Vi具有包含于位置的最小取向角θemini(L)和位置的最大取向角θemaxi(L)之间的发射角θej(L)。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，控制和处理电子器件(6)被布置用于对至少一个超声换能器(5)的一个位置实施2到8个超声突发Vi。
19.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其中，至少一个超声换能器(5)是超声换能器条。
20.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其中，至少一个超声换能器(5)是相控阵列传感器。
21.一种自动化检验具有变化的外径或内径的管状产品的方法，其中，
a.将至少一个超声换能器(5)定位在第一位置P1，
b.通过以第一发射增益Gei(P1)发射具有第一取向θei(P1)和第一发射倍率的超声束Em，来实施第一超声突发Vi，
c.捕获由复杂管状产品(3)返回的回声，并将捕获的回声转换为被施加第一接收增益Gri(P1)的接收信号，
d.在第一时间窗口FTi(P1)中分离信号的一部分，
e.通过以包括第二取向θei(P2)、第二发射增益Gei(P2)、第二接收增益Gri(P2)、第二时间窗口FTi(P2)的第二超声突发参数在第二位置P2上重复步骤a至d，来实施第二超声突发，
其特征在于，
在第二取向θei(P2)、第二发射增益Gei(P2)、第二接收增益Gri(P2)、第二时间窗口FTi(P2)之中的第二超声突发参数中的至少一个与第一取向θei(P1)、第一发射增益Gei(P1)、第一接收增益Gri(P1)或第一时间窗口FTi(P1)不同。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，第一位置P1包括第一纵向位置L1和第一周向位置A1，并且，步骤e)被步骤f)替代，在该步骤f)中，通过以包括第二取向θei(L2)、第二发射增益Gei(L2)、第二接收增益Gri(L2)、第二时间窗口FTi(L2)的第二超声突发参数在第二纵向位置L2上重复步骤a)到d)，来实施第二超声突发，
其特征在于，
在第二取向θei(L2)、第二发射增益Gei(L2)、第二接收增益Gri(L2)、第二时间窗口FTi(L2)之中的第二超声突发参数中的至少一个与第一取向θei(P1)、第一发射增益Gei(P1)、第一接收增益Gri(P1)或第一时间窗口FTi(P1)不同。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210172911A1 (en) * 2018-07-26 2021-06-10 Vallourec Tubos Do Brasil Ltda. Method for assessing inclusive level in steel tubes using high frequency transducer in the automatic ultrasound inspection
FR3096286B1 (fr) * 2019-05-20 2021-06-11 Vallourec Tubes France Procédé de génération d’un indice de compatibilité entre deux extrémités de deux tubes, tube muni d’un indicateur de compatibilité
JP7570842B2 (ja) 2020-07-31 2024-10-22 株式会社東芝 超音波画像評価装置および超音波画像評価装方法
JP7641936B2 (ja) * 2022-08-04 2025-03-07 三菱重工業株式会社 欠陥解析装置、欠陥解析方法、プログラムおよび学習装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101765768A (zh) * 2007-06-21 2010-06-30 V&M法国公司 呈现可变的内和外半径剖面的管形车轴的自动无损控制方法和设备
DE102012112119A1 (de) * 2012-12-11 2014-06-26 Ge Sensing & Inspection Technologies Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur oberflächennahen zerstörungsfreien Prüfung eines rotationssymmetrischen Werkstücks mit abschnittsweise wechselndem Durchmesser mittels Ultraschall
WO2014147344A1 (fr) * 2013-03-21 2014-09-25 Vallourec Tubes France Dispositif et procédé de contrôle non destructif de produits tubulaires avec des réseaux en phase électroacoustiques, notamment sur site
CN105074454A (zh) * 2012-12-21 2015-11-18 法国瓦卢瑞克钢管公司 用于金属性能的无损控制的装置和方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1548670A (zh) * 1967-10-27 1968-12-06
US4016750B1 (en) * 1975-11-06 1994-04-05 Stanford Research Inst Ultrasonic imaging method and apparatus
JPS593254A (ja) * 1982-06-29 1984-01-09 Hitachi Ltd 超音波探傷装置
JPH02227662A (ja) * 1989-02-28 1990-09-10 Mitsubishi Electric Corp 鋼板用超音波自動探傷装置
JPH0333652A (ja) * 1989-06-30 1991-02-13 Hitachi Ltd 超音波検査方法及び超音波検査装置
JP2649299B2 (ja) * 1992-01-17 1997-09-03 財団法人鉄道総合技術研究所 中ぐり車軸の斜角探傷における屈折角の補正方法
FR2796153B1 (fr) * 1999-07-09 2001-11-30 Setval Controle non destructif a capteurs ultrasonores repartis
JP2001027628A (ja) 1999-07-15 2001-01-30 Nkk Corp 多重配管の検査方法および装置
RU2182331C1 (ru) * 2001-05-25 2002-05-10 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Способ внутритрубной ультразвуковой дефектоскопии
FR2833706B1 (fr) 2001-12-13 2004-07-23 Setval Controle non destructif a capteurs ultrasonores, de produits de metallurgie
RU2212660C1 (ru) * 2001-12-25 2003-09-20 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Способ внутритрубного ультразвукового контроля
RU2204113C1 (ru) * 2002-03-28 2003-05-10 ЗАО "Нефтегазкомплектсервис" Носитель датчиков для внутритрубного инспекционного снаряда (варианты)
US6813950B2 (en) * 2002-07-25 2004-11-09 R/D Tech Inc. Phased array ultrasonic NDT system for tubes and pipes
CN100458360C (zh) * 2003-03-07 2009-02-04 技术工业公司 检查金属管材的方法
JP3861833B2 (ja) 2003-03-14 2006-12-27 株式会社日立製作所 超音波検査方法及び装置
JP4816731B2 (ja) 2006-06-13 2011-11-16 住友金属工業株式会社 超音波探傷方法、溶接鋼管の製造方法及び超音波探傷装置
FR2925690B1 (fr) * 2007-12-21 2010-01-01 V & M France Controle non destructif,en particulier pour des tubes en cours de fabrication ou a l'etat fini.
JP2009236794A (ja) 2008-03-28 2009-10-15 Sumitomo Metal Ind Ltd 管の超音波探傷方法及び装置
US9500627B2 (en) * 2012-06-26 2016-11-22 The Boeing Company Method for ultrasonic inspection of irregular and variable shapes
FR3006447B1 (fr) 2013-05-30 2015-05-29 Snecma Procede d'inspection par transmission d'ultrasons ameliore
RU2635016C2 (ru) * 2013-07-02 2017-11-08 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Внутритрубный снаряд с системой беспроводной передачи данных
US10338036B2 (en) * 2014-05-01 2019-07-02 TecScan Systems Inc. Method and apparatus for scanning a test object and correcting for gain
US10209223B2 (en) * 2015-05-26 2019-02-19 The Boeing Company Real-time fusion of ultrasound and eddy current data during non-destructive examination
RU170507U1 (ru) * 2016-12-20 2017-04-26 Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) Устройство ультразвукового контроля труб, патрубков, корпусов цилиндрической формы, имеющих ступенчатое внутреннее сечение

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101765768A (zh) * 2007-06-21 2010-06-30 V&M法国公司 呈现可变的内和外半径剖面的管形车轴的自动无损控制方法和设备
DE102012112119A1 (de) * 2012-12-11 2014-06-26 Ge Sensing & Inspection Technologies Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur oberflächennahen zerstörungsfreien Prüfung eines rotationssymmetrischen Werkstücks mit abschnittsweise wechselndem Durchmesser mittels Ultraschall
CN105074454A (zh) * 2012-12-21 2015-11-18 法国瓦卢瑞克钢管公司 用于金属性能的无损控制的装置和方法
WO2014147344A1 (fr) * 2013-03-21 2014-09-25 Vallourec Tubes France Dispositif et procédé de contrôle non destructif de produits tubulaires avec des réseaux en phase électroacoustiques, notamment sur site

Also Published As

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