一、减少内应力的方法 1、锤打和锻冶——机械法 当焊修较长的裂缝和堆焊层，需要以一端连续焊到另一端时，在焊修进行中，趁着焊缝和堆焊层在炽热的状态下，用手锤敲打，这样可以减少焊缝的收缩和减少内应力。敲打时，焊修金属温度800℃时效果好。若温度下降，敲打力也随之减小。温度过低，在300℃左右就不允许敲打了，以免发生裂纹。锻冶方法的道理与上述基本一致，不同的是要把焊件全部加热后再敲打。  2、预热和缓冷——热力法 此种方法就是焊修前将需焊的工件放在炉内，加热到一定的温度(100～600℃)，在焊接过程中要防止加热后的工件急剧冷却。这样处理的目的是降低焊修部分温度和基体金属温度的差值，从而减少内应力。缓冷的方法是将焊接后的工件加热到600℃，放到退火炉中慢慢地冷却。  3、“先破后立”法 铸铁件用普通碳素钢焊条焊接时，很容易产生裂纹，用铸铁焊条又不经济。现介绍一种“先破后立”用碳素钢焊条焊接的方法：先沿焊缝用小电流切割，注意只开槽而不切透，然后趁热焊接。由于切割时消除了裂纹周围局部应力，不会产生新裂纹，焊接效果很好。  在焊接过程中减少内应力有以上三种方法，现举例如下：铸铁泵壳裂缝的焊接。 (1)在裂缝的两端点钻止裂孔(φ10mm)，以防焊接中裂缝进一步向外扩展。 (2)用手动磨光机在裂缝的位置开坡口，坡口顶宽8～9mm，略成V字形，深32mm(此泵泵壳壁厚为40mm)，使得能够焊入电焊液。 (3)焊接为手工焊，采用φ3.2mm专用铸铁电焊条，使用直流电焊机，反接，电流为150A，实施间断焊，即每焊长15～20mm电焊缝，停等片刻。在停焊间隙，当焊接熔液凝固后，由白热状态到红热状态时，用小尖锤捶击电焊缝，捶击用力要轻，速度要快，次数要多，使焊缝金属减薄向四周伸长，抵消一些焊缝收缩并减少焊接应力，这样能有效地提高焊缝金属的抗裂性(注意使用小锤头必须是半径为10mm左右的圆弧形的)。待焊接熔池冷却到暗红色消失后再接着焊。 (4)对于较长的裂缝，为避免开裂，必须分段焊补。分段的原则是先焊能自由伸缩的那段。如分三段，应首先焊中间的一段，当此段冷至暗红色消失时，立即施焊另一段，然后焊**后一段。 (5)施焊前，先对焊缝区进行预热，焊后保温，以降低冷却速度。预热、保温不仅能提高焊缝金属的抗裂性，而且还有益于降低熔合线附近区域的硬度。 二、减少和防止焊接时变形的方法 1、预热法 在焊接前对焊接件进行预热，不仅可以减少内应力，而且也是一种减少变形的好方法。  2、预加反变形法 预加反变形法是根据被焊金属的性质，预先凭经验估计出焊修后发生变形的方向和收缩量，在焊修前，将工件用机械方法进行预变形，使焊修后的变形恰好和预变形抵消。  3、水冷法 此种方法就是利用冷水喷射焊件，用降低基体金属的温度来防止变形，也可以将焊件浸在冷水槽中，露出需要焊修的部分，这样使基体金属温度不会升高，因此焊修件也不会引起变形。 4、夹固法 此种方法就是用刚性较大的夹具紧固焊件，防止被焊件在焊接时产生变形。但此法将在焊件内部残留着内应力，因此，这种方法主要应用于具有良好可塑性的低碳钢薄板焊接。  5、合理选择焊接规范 在焊接前，合理选择焊接规范，对减少焊件变形影响很大。如随着电流强度的增加，焊件的变形相应增大。焊缝的焊接顺序对减少焊件变形有很大意义，结构上的焊缝，应该使被连接的两个部件之间的焊缝**后焊成。对于柱形板结构，应该先焊纵向(轴向)焊缝，然后焊环形焊缝，否则，会使结构中央引起凸起变形，甚至裂缝。若焊件是一些钢板组成的金属板，应首先拼焊钢板的横向焊缝，当组成单个板条后，可采用分段焊，每一段都是朝着与施焊总方向相反的方向施焊，即采用逆向焊接法。  另外，在焊接焊件时，如条件允许，应尽量采用快速和多层的焊接方法，各层间隔时间越短，效果就越好。

利用电磁感应原理，通过检测被检测工件内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法称为无损检测。在工业生产中，涡流检测是控制各种金属材料及少数非金属（如石墨、碳纤维复合材料等）及其产品品质的主要手段之一。与其他无损检测方法比较，涡流检测更容易实现自动化，特别是对管，棒和线材等型材有着很高的检测效果。下面介绍无损检测在一些新领域的应用： 1.1 厚度测量 厚度测量的应用主要有两个方面: 金属基体上膜层厚度的测量和金属薄板厚度的测量。非磁性金属上绝缘层厚度的测量, 是涡流测厚的一个重要应用领域。由于非磁性金属均为导电率较高的有色金属, 所以, 测量其表面绝缘层厚度实质上是测量探头线圈到基体金属的距离。为了抑制基体金属电导率变化对测量结果的影响, 一般都选用较高的检测频率, 此时, 基体电导率对电感分量的影响可以忽略, 而对电阻分量的影响仍较为显著。又由于电感分量主要受距离变化的影响。电阻分量主要受电导率变化的影响, 因此, 只要从电路上将探头阻抗变化信号的电感量取出, 再进行调零和校正, 就可测量出绝缘层厚度的变化。 当磁性金属表面覆盖有非磁性金属或绝缘层( 如钢件上的镀铬层或油漆层) 时, 同样可以利用电磁感应方法来测量其厚度。当线圈中通过激励电流时, 检测线圈和磁性基体之间建立了磁通路, 由于线圈和磁性基体之间间隙的变化( 即非磁性膜层厚度的影响) , 会改变磁路的磁阴, 并引起磁路中磁通量的变化, 因此, 只要通过检测线圈上感应电压的测量, 得出感应电压与间隙( 即膜厚) 的定量关系曲线, 再将其标记在指示仪表的表盘上, 以后便可直接从指示仪表上读出膜层的厚度。涡流法测量金属薄板厚度时, 检测线圈既可以采用反射法也可以采用透射法。反射法是探头的发射与接收线圈在被测体的同一侧, 所接收的信号是阻抗幅度变化信号, 材料厚度的变化对接收线圈阻抗变化呈非线性关系。因此, 要求在测量仪器内部实现非线性校正, 所以, 会产生较大的测量误差。透射法是根据探头线所产生的涡流场分布情况, 即在不同深度下涡流相位滞后程度随深度增加而增大, 根据接收信号与激励信号之间的相位差直接得到被测材料厚度值, 无需进行非线性校正。 1.2 涡流探伤 由于涡流的趋肤效应, 所以涡流探伤只能用来发现金属工件表面和近表面的缺陷。但由于它具有简便、不需要耦合剂和容易实现高速自动检测的优点, 因而在金属材料和零部件的探伤中得到较为广泛的应用。涡流探伤还可以用于维修检验, 某些机械产品由于工作条件比较特殊( 如在高温、高压、高速状态下工作) , 在使用过程中往往容易产生疲劳裂纹和腐蚀裂纹。对这些缺陷, 虽然采用磁粉检测、渗透检测等都很有效, 但由于涡流法不仅对这些缺陷比较敏感, 而且还可以在涂有油漆和环氧树脂等覆箅层的部件上以及盲孔区和螺纹槽底进行检验, 还发现金属蒙皮下结构件的裂纹, 因而在维修行业受到重视。 1. 3 材质分选 涡流检测是,试件的电导率和磁导率是影响线圈阻抗的重要因素, 因此, 可以通过对不同试件电导率或磁导率变化的测定, 评价某些试件的材质。对非磁性金属材料的材质试验一般是通过电率的测定来进行。测试时不需将试件再加工, 只要试件表面有较小的平面( 如7501型涡流导电仪要求为 10～20mm)以放置探头就可以了, 检测简单易行, 适合对金属材料或零件的某些性质作快速无损的检查。通过对电导率的测定, 可以实现对金属成分及杂质含量的鉴别, 对金属热处理状态和硬度的鉴别, 对各种金属材料或零件的混料的分选。可见, 应用涡流法测定的电导率为材料的品质管理、质量检验提供了一个有效的方法。对铁磁性材料的材质试验一般是通过磁特性的测定来进行。例如, 强磁化方法是利用磁性材料磁滞回线中的某些量作为检测变量。由于这些量( 如饱和磁感应强度Bm、剩磁Br、矫顽磁力Hc 等) 都是试件材质的敏感量, 与试件的组织成分、热处理状态和力学性能等之间的可能存在对应关系。因此, 只要检测出磁滞回线中某些变量的数值, 就可以根据这种对应关系来推断材质的热处理状态和分选混料。弱磁化方法是利用初始磁导率作为检测变量, 可以直接利用某些涡流探伤仪( 如FQR7505)来进行材质分选。 1.4 金属表面锈蚀检测 金表面发生锈蚀时, 锈蚀产物( 主要是金属氧化物) 具有与基体金属不同的物理性能。它们物理性能尤其是电导率、磁导率之间的差异, 会影响涡流探头线圈的反映电阻和反映电感, 从而使采用涡流法检测金属表面的锈蚀成为可能为了检测金属表面的锈蚀状况, 我们制作了双线圈涡流传感器, 采用实验确定的检测率激励和相应的检测电路, 可以检测金属表面的锈蚀状况。根据我们的实验, 固定频率下锈蚀试块的提离效应曲线近似为直线, 从直线斜率的变化可以实性判定金属表面的锈蚀程度, 对碳钢件而言, 其表面锈蚀越严重则直线斜率越小。在采用微机数据采集系统后, 能很方便地完成对检测信号的采集、转换和处理。只 要使检测探头在试样上方上下移动一下, 就可以在屏幕上显示出该试样的提离效应曲线, 再通过线性回归处理画出其拟合直线, 再通过线性回归处理画出其拟合直线, 计算出直线的斜率。然后, 再把这个斜率与标样的检测结果相比较, 斜率值较小者锈蚀较为严重。作为一种新型无损检测方法, 涡流检测技术和理论研究进展很快。随着电子技术, 尤其是计算机和信息处理技术的发展, 涡流检测设备不断向微机化和智能化方向发展, 对缺陷定量评价和显示技术不断提高。可以预见, 涡流检测技术的应用会越来越广。 1.5金属表面、近表面裂纹缺陷的模拟检测 对于表面下裂纹，随着缺陷深度的增大，感应磁场**大值出现的时间就会越长；但是，对于表面裂纹，不同深度裂纹的感应磁场**大值出现的时间几乎相同。这说明脉冲涡流更适用于表面下深层裂纹的定量检测。在实际应用中，可根据不同深度人工缺陷的响应数据绘制出深度与感应磁场**大值出现时间的对应曲线，实际检测中测出缺陷响应信号**大值出现的时间后，对应到参考曲线上就可以确定缺陷的深度。 1.6腐蚀缺陷的定量检测及扫描成像 对腐蚀缺陷长度的定量检测，利用瞬态感应电压信号的过零时间对腐蚀缺陷深度的定量检测，利用瞬态感应电压信号的峰值对腐蚀缺陷体积的定量检测。采用在激励线圈底部的正中央，按照电流的流向对称的排列了8个检测线圈的涡流阵列线圈扫查加工有模拟腐蚀缺陷试样时，对称位置上的两个检测线圈接收到涡流响应信号**大峰值的比值之间存在的规律：对于不同的腐蚀深度，当探头阵列完全经过腐蚀扫描时，比值都大于或等于0．5；当探头阵列不完全经过腐蚀扫描时，比值都小于或等于0．2。因此，可以将这个比值作为一个特征参数，来判断检测线圈是否经过腐蚀，对于没有经过腐蚀的探头。在显示腐蚀图像的时候，其经过的扫描路径将不会被显示出来．这样就可有效地消除图像的失真。 1.7在役管线、管道的实际检测 中国特种设备检测研究中心应用荷兰制造的InCotest型脉冲涡流检测仪对某油气分离厂在役的凝析油管线和某热电厂在用的蒸汽管道进行了实际检测。在不去除保护层和隔热层状态下，采用脉冲涡流技术检测内部管道时发现两处腐蚀缺陷，采用脉冲涡流法对于这两处腐蚀深度的测量结果，与去保护层和隔热材料条件下超声的测量结果相比，**大误差分别为0．69 mm，0．64 mm，可满足工程检测标准要求的测量精。 1.8涡流无损检测技术在钢铁工业中的新应用 涡流检测作为五大常规无损检测方法之一，在钢铁行业中应用非常广泛，包括金属棒、线材探伤、结构件疲劳裂纹探伤、材料成分及杂质含量的鉴别、热处理状态的鉴别、混料分选、测量金属薄板的厚度等诸多方面。近年来，随着对涡流检测技术认识的深入以及计算机、仪器仪表和数字信号处理技术的发展，涡流无损检测技术在钢铁工业中的应用取得了一定突破，对于某些以往认为是检测极限或“不可能”的难题，找到了解决的办法或思路。例如，目前有人提出了1100℃以上高温连铸板坯表面缺陷模拟在线检测，将传统的涡流检测对象的温度提高了几百度，而瑞典一家公司研制出了检测1000℃高温钢和其他金属板材、坯材的涡流检测设备。此外，涡流检测的应用还延伸到了不锈钢毛细管、直径小于1mm的丝材及结晶器液位检测等方面。 1.8.1 1000℃高温连铸板坯表面缺陷的检测 涡流检测高温制品的局限性主要在于探头所能承受的温度，传统的涡流检测技术在高温条件下检测温度可达550℃，如果采用水冷探头检测，温度还可以提高。贾慧明等采用特殊材料研制的高温涡流探头，借助风冷与水冷相结合的办法，使传感器内部温度始终保持在40℃以下，能够长时间承受强烈的高温辐射。试验表明，利用该高温探头能够对1100℃以上铸坯在线检测出深度为1.5mm，宽度为0.3mm，长为10mm的表面缺陷。该技术能够有效抑制铸坯表面振动斑痕所产生的噪声影响，并借助计算机信号处理技术，实现对热态铸坯表面缺陷的定位、定量分析和打印记录，为实现对连铸坯在线无损检测提供了技术依据。 又据资料介绍，瑞典一家公司根据涡流技术，设计制造一种能检查1000℃左右的钢和其他金属板材和坯材表面缺陷的设备。该设备可以保证钢材表面的两个几乎垂直的方向都扫描到。利用计算机所组成的分析仪，把输入的信号分为严重缺陷、无害缺陷和未认清三种主要类别，并能够找出任何缺陷的位置。该装置能够精确测定毛坯表面上0.5mm深的刻痕位置。 1.8.2不锈钢毛细管的检测 对极其细小管径如不锈钢毛细管离线或在线无损探伤，采用电磁涡流检测方法虽然可行，但必须配置特种探头才能达到满意效果。因毛细管极其细小的管径，目前的工艺水平尚无法制作内穿探头，也无法使用点式探头进行检测，只能通过外穿过式探头进行检测。西安交通大学与爱德森（厦门）电子有限公司联合研制的差动式外穿探头，在对线圈的宽度、厚度、两线圈之间的跨度、探头和毛细管之间的间隙、线径等多方面进行计算及优选后，配置了特制的高级外穿式特种探头，在检测频率为666kHz时，对Φ1mm及Φ0.45mm的不锈钢毛细管进行检测，均获得了较好的效果。 1.8.3钢丝在线检测 钢丝在线检测一般使用两种方法：一种是旋转探测式，即涡流探测器绕钢丝高速旋转。这种方法主要用来检测沿钢丝纵向延伸的裂纹、刮伤和拉丝划痕。相对于钢丝的运动，探测器的轨迹这螺旋状。使用多个探测器并列高速旋转，可以达到100%的检查，但其表面探伤的灵敏度有限。在探测器和钢丝之间不易保持恒定的间距，间隙增加时灵敏度减少，如果钢丝偏心，间隙就会变化。采用高速处理器可以自动感知间隙，并不断地进行补偿，使系统的灵敏度得到提高。另一种是环绕线圈式。钢丝从环形线圈中穿过，换能器有效地检查涡流在一个剖面的分布，并与前一个剖面对比，适合检测点状缺陷和圆周方向的裂纹，对于横裂纹、V型裂纹、夹杂物、凹坑和折叠有很高的灵敏度。检测速度快，检测直径范围大。 环绕线圈式的驱动电流比旋转探测式高，有更好的深度穿透性。系统稳定性好，不受温度变化和其他因素的影响。当磁铁材料在居里点800℃以下时，磁饱和后会使信号受到抑制，但可以通过调节磁场强度避免磁饱和，提高灵敏感。目前大都使用环绕线圈式，也可以将上述两种方法结合使用。涡流技术在拉丝、油回火生产线、冷镦钢丝或弹簧钢丝生产中得到了很好的应用。水冷环绕线圈对温度超过1100℃的盘条进行检测，其检测速度超过500km/h。 1.8.4液位检测 结晶器液位的精确检测是连铸生产过程中实现液位自动控制的关键。涡流式钢水液位计具有反应速度快、测量精度高、不需特殊安全防护、安装维护方便等显著优点，实用化进展很快。宋东飞介绍了攀钢改造采用国内生产的RAM系列涡流型钢水液位控制仪的情况。该测量系统采用涡流式传感器测量钢水液位，由振荡器产生的50kHz高频信号供给传感器的初级线圈（激励线圈），由于受钢水内涡流电流的影响，由初级线圈产生交变磁场随液位高度变化。在次级线圈（测量线圈）内将产生与通过线圈磁场的强度成正比例变化的电压VγV2，从而差动电压（V1-V2）随液位高度变化。通过对V1-V2进行放大、相位、频率、振幅分析及线性化，送给16位的高性能单片机80C196KC处理，即得于液位高度测量信号，经控制仪转换成4～20mA信号送到结晶器液位控制系统PLC。该控制仪测量范围为0～150mm，分辩力为0.1mm。运行表明，该液位控制系统性能稳定可靠，使用精度达±3mm，不但减少了铸坯表面裂纹，提高了产品质量，而且经济效益显著。 1.9另外无损检测在其他高端领域也得到很好的应用： 1.9.1航天、航空 涡流检测技术已广泛用于航天、航空领域中金属构件的检测。为了确保飞机的飞行安全，必须对相关部件进行定期在役检测。涡流技术通常用于检测航空发动机叶片裂纹、螺栓、螺孔内裂纹、飞机的多层结构、起落架、轮毂和铝蒙皮下等表面和亚表面缺陷，同时用于检测机翼连接焊缝的缺陷等。检测中能有效抑制探头晃动、材质不匀等引起的干扰信号。金属磁记忆检测技术可用于上述部件应力集中部位或早期损伤的诊断。 1.9.2电力、石化 涡流检测技术用于电站（火电厂、核电站）、石油化工（油田、炼油厂、化工厂）等领域的有色及黑色金属管道（如铜管、钛管、不锈钢管、锅炉四管等）的在役和役前检测。对管道晶间腐蚀、壁厚减薄和外壁磨损等均能可靠检出，在检测中能有效地去除支撑板和管板的干扰信号。此外，涡流法还用于汽轮机大轴中心孔、发动机叶片，抽油竿、钻竿、螺栓、螺孔等部件的检测；声脉冲检测技术可用于各种金属或非金属管道的快速检测；金属磁记忆技术用于在役设备铁磁性零件早期损伤的诊断。 1.9.3冶金、机械 涡流检测技术用于各种金属管、棒、线、丝材的在线、离线探伤。在探伤过程中，能同时兼顾长通伤、缓变伤等长缺陷和短小缺陷（如通孔）；能够有效抑制管道在线、离线检测时的某些干扰信号（如材质不均、晃动等），对金属管道内外壁缺陷检测都具有较高的灵敏度；还可用于机械零部件混料分选，渗碳深度和热处理状态评价，硬度测量等。 1.9.4核能、军工 ;涡流检测技术用于核燃料棒、钛管、螺纹管等金属管道的检测；用于军工兵器的炮筒、导弹发射架、炮弹底座、弹壳，战机的发动机叶片、机翼、起落架和轮毂等的役前和在役检测；金属磁记忆技术用于装甲车、舰艇等金属结构件的早期诊断；低频电磁场、漏磁技术用于甲板、储油罐等铁磁性材料及焊缝质量控制。

        装配式建筑规划自2015年以来密集出台，2015年末发布《工业化建筑评价标准》，决定2016年全国全面推广装配式建筑，并取得突破性进展；2015年11月14日住建部出台《建筑产业现代化发展纲要》计划到2020年装配式建筑占新建建筑的比例20%以上，到2025年装配式建筑占新建筑的比例50%以上。所以对检测技术提出了新的要求，戈昱科技技术团队通过对各种套筒灌浆样件进行了大量无损检测实验（数字DR检测）实践，得出以下经验供参考：       1.套筒灌浆连接的可靠性，主要由两个指标控制，一是钢筋伸入套筒中的长度，二是灌浆的饱满度。便携式DR检测技术是目前对以上两个指标**直观、**方便的无损检测技术，结果可靠。图像清晰、内部灌浆饱和度一目了然、钢筋位置清楚。        2.要达到好的检测效果需要2个必要条件：       2.1 射线机的穿透能力要强：微焦点的300kv恒压便携机能满足穿透200-300mm混凝土的要求。               2.2 DR成像系统的软件功能要强大：由于混凝土的结构复杂，射线的衰减系数和一般工业、医疗的规律都不一样，需要高水平的图像处理软件进行降噪、锐化处理。才能获得高质量的图像进行观察，得出准确的结论。                   3.针对双排套筒并列布置，且节点处钢筋及注浆、双排灌浆套筒垂直透照影像重叠，对内部密实度识别产生影响；倾斜透照影像会区分开来。        

双相不锈钢具有奥氏体和铁素体的双相组织，而且单相含量一般都大于30%，兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，并且在塑性、韧性、耐腐蚀性等方面都“青出于蓝而胜于蓝”。 双相不锈钢焊缝的无损检测 射线检测 目前在海洋石油天然气平台的建造过程中，通常采用传统的射线检测方法检测双相不锈钢焊缝的内部缺陷。射线检测技术比较成熟，在工程项目的应用中属于稳定且保守的检测方法；但射线检测也存在“致命”的缺点——电离辐射，因此射线作业必须在隔离的条件下进行，在周边一定区域内不允许有其他任何施工人员；尤其是管线工作进入安装阶段后，射线检测往往难以实现中心曝光，导致检验效率低下，严重影响项目进度。 超声检测 超声检测也是针对焊缝内部缺陷的传统检测方法之一，并且对坡口未熔合等高危面状缺陷较为敏感。但双相不锈钢焊缝及其邻近区域的晶粒较为粗大，声波能量衰减严重、信噪比差，甚至无法区分缺陷信号和杂波信号；另外，由于超声波检测对检测数据的可记录性差，且受人员技能水平的影响较大，在某种程度上制约了其在双相不锈钢管线焊缝中的应用。 超声相控阵检测 超声相控阵技术是传统超声检测的延伸应用，近年来发展迅速。在海洋工程项目中，超声相控阵检测低合金钢的方法越来越广泛。面对双相不锈钢焊缝的粗大晶粒时，为了提高声束的穿透能力，相控阵利用声束的可控性会生成一定角度范围的纵波。但由于受偏转能力的制约，为了实现焊缝内部和热影响区的声束有效覆盖，必须去除焊缝表面余高，使探头横跨在焊缝上扫查。但去除余高后的焊缝表面粗糙度较大，耦合探头时在声束初始位置(约2~3mm)有较为强烈的耦合信号，此信号可能会掩盖上表面区域的缺陷，存在漏检风险；另外此工艺需要多次扫查，检验效率不高。 横跨焊缝耦合的杂波示意 基于TRL探头的检测工艺 检测对象   被检管线焊缝规格为直径450mm、壁厚14.27mm，采用“V”型坡口氩弧焊焊接方法，材料为双相不锈钢(牌号S31803)。 被检焊缝截面示意及外观 TRL探头的特点   DMA(Dual Matrix Array的简写)是属于TRL（纵波一发一收）系列的二维矩阵相控阵探头，其能大幅改善声束的穿透能力和信噪比，主要是由于该探头具有下述优点： 1.采用低频纵波模式 2.采用一发一收模式 3.楔块尺寸小，声波在楔块中损失的能量较小 DMA探头楔块外观 声束模拟及检测工艺   相控阵检测区域应包含焊缝内部、热影响区及其邻近区域，为保证声束有效地覆盖被检区域，需对声束传播进行模拟，以确定和优化超声相控阵检测工艺。SetupBuilder声束模拟软件简单实用，其基于理论声学公式，通过计算、模拟各种型号换能器在特定工艺设置下产生的波束覆盖，从而指导检测工艺参数的设置。 通过理论分析和声束模拟，同时考虑到坡口未熔合的方向性，检测工艺确定为使用DMA探头进行单面双侧扇形扫描为主，低频线性阵列探头激发横波检测为辅的检测方法。 DMA探头和线性阵列探头检测工艺示意 工艺认证   为确保工艺的可靠性，在带有缺陷的演示试块上进行工艺认证，以确保演示试块中的所有缺陷均能被有效检出，并且检测的尺寸和位置能够和实际情况相匹配。 演示试块结构示意   为了更真实地模拟被检焊缝的实际状态，演示试块的材料直接在被检管线上截取，并且按照被检焊缝的焊接工艺焊接，上图中A为表面槽，用于模拟焊趾裂纹等表面缺陷；B为坡口处槽，用于模拟焊缝内部坡口未熔合等面状缺陷；C为根部槽，用于模拟根部处的缺陷；D为焊缝内部孔，用于模拟焊缝内部气孔、夹渣等体积型缺陷。   试验采用奥林巴斯OMNISCAN MX2超声相控阵检测仪，依次校准声速、楔块延时、角度校准增益及TCG(深度补偿)曲线，安装适当的编码器和扫查架，按照检测工艺进行扫查并保存数据。   结果显示：该检测工艺能很好地检测出演示试块中的所有缺陷，并且定位和定量结果与实际值基本吻合，说明在误差允许范围之内，该工艺是可行的。                                                                                                     演示试块超声相控阵检测效果图 现场应用   在某液化天然气(LNG)管线应用超声相控阵检测工艺代替传统射线检测过程中，发现某焊缝根部位置存在长度约50mm的缺陷。 现场相控阵检测结果   在拆除焊口附近管线内部，通过目视发现根部单侧未熔合，经测量其长度约48mm。 缺陷实际外观   目视结果和相控阵检测结果几乎相同，进一步验证了其工艺的有效性和可靠性。   结语： 基于DMA探头的检测工艺能够有效检测双相不锈钢焊缝，并且很好地解决了传统检测方法及工艺的不足。在海洋工程多个项目中，采用该检测工艺替代射线检测，能在保证工程质量的同时为项目进度做出巨大贡献，具有较大的应用价值。

 风能是绿色的可再生能源，有良好的发展前景。   我国可开发的风能潜力巨大，资源丰富，总的风能可开发量约有1000~1500 GW。可见，风电有潜力成为未来能源结构中重要的组成部分。   因此，风力发电的发展也备受关注，而风机叶片是风电机组的重要组成部分，一般由玻璃纤维复合材料制成，因其制造工艺的复杂性，在成型过程中难免会出现缺陷；   另外，由于工作环境的恶劣性与工况的复杂多变性，在运行过程中也会出现不同程度的损伤。     风机叶片的损伤和缺陷分析 风机叶片产生缺陷的原因是多方面的，在生产制造过程中，会出现孔隙、分层和夹杂等典型缺陷。   孔隙缺陷主要是由于树脂与纤维浸润不良，空气排挤不完全等因素造成；分层缺陷主要是因为树脂用量不够，二次成型等；夹杂缺陷的产生主要是由于加工过程中的异物混入。 此外，叶片在运输和安装过程中，由于叶片本身尺寸和自重较大而且具有一定的弹性。   因此，一定要做好保护叶片的工作，以防产生内部损伤。   值得注意的是，风机在运行过程中叶片也会出现不同程度的损伤，其主要形式有裂纹、断裂和基体老化等，外界冲击是产生裂纹的主要原因，断裂通常是由缺陷损伤累积引起的，风机在正常运行情况下叶片不会发生突然断裂，而基体老化是由于风机叶片长期工作在沙尘、雨水和盐雾腐蚀的恶劣条件下。   无损检测方法的选择比较与分析 //1.X射线检测技术 对于风电叶片而言，何杰等研究人员通过实验验证了X射线技术是检测风电叶片中孔隙和夹杂等体积型缺陷的良好方法，可以检测垂直于叶片表面的裂纹，对树脂、纤维聚集有一定的检测能力，也可以测量小厚度风电叶片铺层中的纤维弯曲等缺陷，但对风电叶片中常见的分层缺陷和平行于叶片表面的裂纹不敏感，文献中对孔隙和夹杂等缺陷进行了检测，从实验结果中可以观察到缺陷的存在，可满足叶片出厂前的检测，能够进行定性分析。 中北大学电子测试国防重点实验室的研究人员将X射线与现代测试理论相结合，在数字图像处理阶段，通过小波变换与图像分解理论，将一幅图像分解为大小、位置和方向都不同的分量，改变小波变换域中的某些参数的大小，实时地识别出X射线图像的内部缺陷。   朱省初等研究人员通过试验验证了不同工艺条件下的缺陷检出情况，并表明进行射线探伤的工艺管理是非常必要的。   综上可知，在实验条件下，X射线技术可实现对风机叶片的缺陷检测。 对于在役风机叶片，由于受现场因素的影响及高度的限制，使用X射线检测方法很难实现现场检测，但对于风机叶片的体积缺陷有一定的检出能力，由于受叶片尺寸的限制，该方法还未广泛的应用于叶片的全尺寸检测。                                                                         //2.超声波检测技术 超声波检测技术比较适用于风机叶片成型后的检验，此时，风机叶片还未安装，检测的目的是为了保证风机叶片的出厂质量；   利用超声波检测技术可以有效地检测厚度变化，能够显示出产品的隐藏故障，如分层、夹杂、气孔、缺少胶粘剂以及粘结处粘结不牢等缺陷，从而可大幅度降低叶片失效的风险。   由于复合材料结构具有明显的各向异性，会产生反射、散射及衰减的影响，使得超声波在复合材料多层结构中的传播变得复杂，针对风机叶片结构的超声波检测方法主要有脉冲回波法和空气耦合超声导波法。 由于该方法检测周期长，对不同类型的缺陷需使用不同规格的探头，在检测过程中需使用耦合剂，也是局限性所在。   所以，对于实时的动态监测，超声波检测技术很难实现，但可以进行出厂前的静态检测，对于缺陷存在的区域会形成反射脉冲，因此，可以判断出缺陷产生的位置。 //3.声发射检测技术 声发射检测技术可对裂纹的萌生和扩展进行动态监测，进而，能够有效检测出风机叶片结构的整体质量水平，评价缺陷的实际危害程度，可预防意外事故的发生。   在检测过程中，接收的信号是缺陷在应力作用下自发产生的，但在实际应用中，由于声发射对环境因素十分敏感，因此对监测系统会造成干扰，影响检测的准确性，所以很难对缺陷进行定量分析，但是能够提供缺陷在应力作用下的动态信息，对于寿命评估有一定的优势，可对叶片进行安全评价。 该方法与超声波法相比，在检测静态叶片质量方面没有优势；然而，由于该技术其对被检件的接近要求不高，因而比较适用于在役风机叶片的实时监测，采用多传感器长距离布置的方式，能够接收到叶片在运行过程中所产生的声发射信号，通过后处理，可以获得损伤部位的动态信息。   采用该方法对叶片进行监测，主要是因为叶片在运行过程中，会受到外力作用，进而产生应力集中现象，缺陷处在外力作用下会自发的产生信号，这样就能够判断出缺陷产生的位置。 //4.光纤传感器技术 在风机叶片的关键位置埋人光纤传感器阵列，探测其在加工、成型及服役的动态过程中内部应力、应变的变化，并对外力、疲劳等引起的变形、裂纹进行实时监测，可实现对风机叶片的状态监测与损伤评估。 光纤具有体积小、重量轻、灵敏度高、抗电磁干扰等特点，本身既是传感器，又能传输光信号，易于埋在构件中而不影响构件整体的强度，而且光纤可对内部结构参数的变化进行连续实时的安全检测，可探测出各种原因造成的材料与结构内部损伤。   因此，该方法具有很好的发展前景，但由于光纤传感器存在性能稳定性及价格方面的问题，使其在应用中受到很大的限制。 //5.红外无损检测技术 国内不少研究和文献的调研说明，红外热成像检测技术能够检测出玻璃纤维制叶片的几种典型缺陷。   并且，缺陷尺寸越大、深度越浅，冷却过程中形成的**大表面温差越大，使用红外热成像仪越容易进行检测，对于制造风力机叶片的玻璃纤维增强复合材料，热成像技术是一种比较适用的无损检测方法，尤为适用于常见的分层和渗胶类型的缺陷。 该方法与其他检测方法相比，具有非接触、可大面积远距检测以及操作简单和易于实时观察等特点，更加适用于风机叶片的现场检测；   但由于受到塔筒的高度限制，在现场检测中有一定的局限性，考虑到光线的照射以及叶片表面温差较小等因素，这都会对检测结果造成不利影响，对于缺陷的检出和定性分析有一定难度。   所以，该方法在应用方面还有待进一步的开发研究，研究意义较大。