智能化超声波探测船体结构焊缝的方法探讨
为了保证船体建造质量，对船体焊缝必须进行探伤[1]。超声波探伤是船体结构焊缝检测常用的无损探伤方法。但是超声波探伤也有缺点。首先，由探伤人员填写的探伤记录，不象射线探伤那样能够留下较为客观原始的探伤凭证，这对于船厂的质量管理及质量保证体系来说，是明显的缺憾;特别是在船体结构出现破损事故时，超声波检测结果不能对事故原因分析起到应有的作用。其次，超声波探伤的结果不直观，无法准确确定焊接缺陷的性质、数量、尺寸、形状、位置等，不能为焊接缺陷的确诊、修复提供明确的依据。超声波探伤往往只能成为射线探伤的一种前导性或辅助性探伤手段，也就是说在工程实际应用中，一般先进行超声波探伤，超声波探伤认为有问题的部位，再进行射线探伤，这一点在船舶建造过程中显得尤为突出。最后，超声波探伤对操作人员的技术、素质要求较高。大量的焊缝、长时间的工作极有可能使探伤人员在探伤过程中造成误判、漏判[2]。这与国外强调焊接生产及探伤的全自动化、低成本化、技能化、过程的集约化以及产品的高可靠性、高安全性是完全相悖的。克服和解决超声波探伤的缺点，提高超声波探伤结果的可追溯性、可靠性、直观性以及提高工作效率、降低探伤成本和改善工作环境，成为超声波探伤技术发展的必然趋势[3]。本文在利用计算机控制技术的基础上，提出智能化超声波探伤系统。
2系统原理
图1 超声波探伤原理
图2
计算机捕捉表面反射脉冲、底面反射脉冲、二次反射脉冲。当缺陷反射脉冲出现时，可根据缺陷反射脉冲与底面反射脉冲和二次反射脉冲之间的相对位置、以及捕捉到缺陷的探头的位置即声程，确定缺陷在该剖面上的位置。由于探头无需在垂直于焊缝的方向上移动，只需做匀速直线运动，在捕捉到各个剖面上的缺陷之后，计算机可以通过对各个剖面上的缺陷影像进行集成即可确定缺陷性质、数量、尺寸、形状、位置等缺陷要素，同时形成了超声波探伤的原始记录。从而实现了超声波探头与焊缝的相对运动、缺陷的捕捉、过程存储的自动化，以及缺陷判别的智能化。
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