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Eddyfi-ZETEC 相控阵探伤仪 UltraVision 软件的演变:NDT 创新的故事

2023-03-23

1996 年:TomoView,第一个版本

1996 年,一家名为 R/D Tech 的公司发布了第一个版本的 NDT 检测软件 TomoView。当时,TomoView 主要是为核能发电市场设计的。其早期版本仅限于分析多通道常规超声检测 (UT) 数据。

1999 年:推出 PAUT 数据采集和分析

1999 年,推出了 TomoView 1.4,它允许使用 TomoScan Focus 设置、采集和分析相控阵 UT 或 PAUT 检测数据。这是行业的游戏规则改变者,开创了全新的 NDT 市场。

2004 年:R/D Tech 的能源部门被 Zetec 收购

2004 年,R/D Tech 的能源部门被 Zetec 收购。该部门包含 TomoView 开发团队。Zetec 继续开发名为 UltraVision 1 的软件。

早期的 UltraVision 主要特点

该软件早期的主要功能包括带有图形用户界面 (GUI) 的高级 PA 计算器 1.1,支持双矩阵阵列 (DMA) 探头、在线快速傅里叶变换 (FFT)、指示表和体积合并功能。

虽然下图显示了我们已经回到了多远的时间,但焦点法则计算器是一项开创性技术,它提供了生成焦点法则延迟的高级功能。其探头配置的图形显示是一项新颖的功能,允许用户验证和验证各种阵列类型的输入和产生的聚焦法则。此外,计算器还为每个延迟定律提供了详细的数值信息,包括光束出射点和焦点的位置、光束折射角和倾斜角。其复杂的功能确实领先于他们的时代。

具有图形用户界面和 DMA 探头支持的高级 PA 计算器 1.1

图 1 :具有图形用户界面和支持双矩阵阵列 (DMA) 探头的 Advanced PA Calculator 1.1

体积合并是一种允许合并通过各种声束获取的超声波数据的过程,也是这个时代的一项新功能。该过程涉及通过考虑的通道和/或焦点法则比较在检查体积的每个点中获得的振幅,并创建一个新的数据组,其中在检查体积的每个位置观察到最大幅度。执行这种过程的能力是超声波检测技术的重大进步,并为检测和分析开辟了新的可能性。

1996 年至 2004 年 UltraVision 软件如何推进核检查

异种金属管道焊缝检测

在同一时期,UltraVision 软件成为发电行业的游戏规则改变者,通过合作实现了核电站异种金属焊缝 (DMW) 上相控阵 UT 的首个性能演示计划 (PDI) 合格程序与电力研究所 (EPRI)。

正如后来在 2012 年的一次技术演示中证实的那样,Zetec 不断与 EPRI 合作,以突破具有挑战性的应用的极限。利用从多年现场经验中汲取的经验教训,他们使用ZIRCON ®或功能强大的DYNARAY ®对异种金属管道焊缝的编码相控阵 UT 检查的改进解决方案进行了鉴定乐器。在业界领先的 UltraVision 软件的控制下,这些最先进的仪器可以更好地聚焦、提高数据质量并提高检测效率。编码相控阵超声检测的程序包括从外表面对异种金属管道焊缝进行缺陷检测、长度和全壁尺寸测量。应用的检测技术基于 1.5 MHz 二维矩阵阵列探头。该程序的范围从小直径喷嘴到厚壁安全端,再到将蒸汽发生器连接到主冷却剂管道的喷嘴焊缝。

根据多年的现场经验,得出以下结论:

  • 双 2D 相控阵方法为大范围直径和厚度的异种金属管道焊缝的周向和轴向缺陷提供了非常好的检测能力

  • 编码检查,使用手动驱动或全自动扫描机制,生成质量检查数据,允许可靠的检测和准确的长度和穿墙尺寸

  • 新一代相控阵超声超声硬件和先进软件研发成功并正式通过认证,提高数据质量和检测效率

通过本应用说明了解更多关于使用先进的相控阵超声波技术解决不锈钢和异种金属焊缝检测的问题。

CANDU 飞达检查

UltraVision 对于核电行业的 CANDU 馈线检查特别有用。它提供了最先进的无损评估 (NDE) 解决方案,为全球发电厂的经济高效且可靠的检测设立了新标准。客户非常依赖 Zetec 超声波扫描仪来评估其关键基础设施的状况,确保其安全运行以及更长、更高效的使用寿命。

Zetec 提供现成的供料器壁厚测量和裂纹检测系统,以及针对特定需求量身定制的定制检测解决方案和方法。精心集成的采集系统包括控制硬件、超声波测试仪和用于无缝现场部署的专有标准制定数据分析软件。

CANDU 软件包选项是 UltraVision 软件的独有功能,专为进料管检测而设计。它通过超声波数据的准确定位提供了快速简便的壁厚图可视化。此外,它还提供了用于高级厚度测量分析的专用工具,包括互相关和自相关(相当于 FAATS-COG),使分析人员能够在任何位置检索精确的厚度信息。

此外,UltraVision CANDU 软件包包括振幅调色板的自动缩放,提高显示图像的对比度并提供更好的数据可视化。后处理壁厚图定义功能可以在数据经过分析人员验证后生成新的厚度图,并可以显示在进料管 3D 模型上。A 扫描也可以以与 FAATS-COG 兼容的格式导出。

带有 CANDU 软件包选项的 UltraVision 软件为核检测应用提供了尖端技术和全面的解决方案,确保对全球 CANDU 核电站进行准确、可靠和具有成本效益的检测。

用于进料管的专用 UltraVision 工具
图 2 :用于进料管的专用 UltraVision 工具

2008 年:UltraVision 3 发布

有趣的事实:UltraVision 2 从未存在过。

2008 年,UltraVision 的软件代码进行了全面修改,将 UltraVision 3 推向市场。与 DYNARAY 采集系统相结合,这使市场多样化成为可能

但在我们从核部门继续前进之前,值得强调的是先进 UT 技术的开发和实施,以代替手动 UT 和射线照相术,用于在主要部件圆周焊缝制造过程中检查窄间隙焊缝。说到这里,为什么不回顾一下借助 UltraVision 对大型锻造转子进行的改进检测?

核容器厚焊缝检测

蒸汽发生器 (SG)、压水反应堆 (PWR) 和反应堆压力容器 (RPV) 的制造涉及圆周焊缝的体积无损检测。这些是长达 16 米(52 英尺)、壁厚为 100 至 200 毫米(4 至 8 英寸)的窄间隙焊缝 (NGW)。UltraVision 软件提供了在设置、校准、检查和数据评估期间实现高效检查工作流程的所有工具。为可定制的数据采集系统和检查机器人提供动力,可以在制造后对大范围的厚窄间隙容器进行全机械化 PAUT 和 TOFD 检查。

使用 PAUT 和 TOFD 对厚核容器焊缝进行制造检测

图 3 :厚容器焊缝 PAUT 和 TOFD 检查

超视数据
图 4 
:Ultravision 数据

UltraVision TOFD 数据

图 5 
:Ultravision TOFD 数据

使用半柔性 PAUT 探头和 DGS 工具检测大型转子轴

UltraVision 软件是提高检测质量和效率的关键驱动因素,使其成为核转子检测的宝贵工具。与传统和刚性 UT 探头相比,大型半柔性 PAUT 探头具有更高的声能传输、更好的聚焦和更有效的耦合;单个PAUT探头即可满足直光束和斜光束检测的检测要求。借助高性能相控阵硬件和这个单一的软件包,该技术可以有效地应用于工业条件,从而在满足代码要求的同时显着减少总检测时间。

使用半柔性 PAUT 探头和 DGS 工具检测大型转子轴

大型和中型转子-1-1

Future Forward UltraVision 功能

UltraVision 软件的发展见证了许多关键特性的实现,包括用于检测技术开发和数据可视化的 3D 工作环境、全矩阵捕获 (FMC) 原始数据记录和使用 DYNARAY 进行的离线重建、复杂复合零件的时间反转检测技术、使用 NDT Paintbrush 扫描仪进行腐蚀检测。

用于检测技术开发和数据可视化的 3D 工作环境

预定义的焊接组件,可由操作员参数化
图 6 
:预定义的焊接组件,可由操作员参数化

通过从手动分析工具导入复制品生成的 3D 标本 -1

图 7
:通过从手动分析工具(左)导入复制品生成的 3D 样本(右)

带有 3D 激光扫描装置的 CANDU 反应器进料管的 Grayloc_ 组件,生成的 CAD 文件-1
图 8 :CANDU 反应器进料管的 Grayloc:带有 3D 激光扫描设备的组件(左,由 Créaform 提供),生成的 CAD 文件(右)

“Azimuthal”射线组,透声涡轮叶片根部附件  

图 9:“Azimuthal”射线组,透声涡轮叶片根部附件

鞍形焊缝检测技术开发_默认射线(红色)与优化射线-1

图 10:鞍形焊缝检测技术开发:默认射线(红色)与优化射线(蓝色)

低频双二维矩阵阵列的声场仿真

图 11:低频双二维矩阵阵列的声场仿真

柔性阵列探头的声场仿真

图 12:柔性阵列探头的声场仿真

锥形元件45 LW和60 LW-1检测覆盖图

13:锥形组件的检查覆盖图:45°LW(蓝色)和 60°LW(绿色)

锥形试样表面“区域”的定义

14:锥形试样表面“区域”的定义

使用位置相关焦点法则组工具在锥形样本上通过柔性阵列采集的实际 UT 数据

图 1 5:使用位置相关焦点法则组工具在锥形样本上通过柔性阵列采集的实际 UT 数据

带有竣工焊冠 1 的管道焊缝上记录的相控阵 UT 数据

带有竣工焊冠 2 的管道焊缝上记录的相控阵 UT 数据

16:在带有完工焊冠的管道焊缝上记录的相控阵 UT 数据(由 EPRI 提供)

大型转子轴检查数据的 3D 可视化

图 17 :大型转子轴检查数据的 3D 可视化

建模和仿真在超声检测相控阵探头的设计和开发中起着至关重要的作用。准确的 CAD 模型是成功的技术开发所必需的,3D 射线追踪和声束模拟用于确定和评估焦点法则。位置相关的聚焦法则对于复杂表面至关重要,而 UltraVision 增强的 3D UT 成像改进了检查数据的解释。

使用 DYNARAY 进行 FMC 数据记录和离线重建

当时,全矩阵捕获技术是相控阵技术的新兴应用,大有可为。FMC 涉及记录来自阵列中每个发射器-接收器对元件的所有可能的时域信号(A 扫描)。然后,记录的原始数据可用于通过离线处理生成任何给定光束(孔径、折射/倾斜角、聚焦位置)产生的数据。FMC 很有价值,因为它允许在分析期间离线优化相控阵求和,从而避免代价高昂的重新扫描。

为了说明这一点,请考虑将标准 PA 搜索单元放置在带有侧钻孔 (SDH) 的校准块上的固定位置的示例。使用标准的 PA 过程,可以通过 40° 到 70°SW 的方位角(或扇形)扫描检测到一些 SDH。同时获取 FMC 数据。通过离线汇总 FMC 数据,生成从 40° 到 70°SW 的方位角扫描,提供类似于标准 PA 过程的结果。使用相同的原始 FMC 数据,生成另一个从 -10° 到 10°LW 的方位角扫描,这允许观察位于搜索单元正下方的 SDH,这是标准 PA 未检测到的。这表明获取 FMC 数据可以显着增强相控阵求和优化并防止代价高昂的重新扫描。

FMC 数据处理能力示例

图 18:FMC 数据处理能力示例

如今,我们已经开发出更多的方法来处理 FMC 数据集,例如全聚焦法 (TFM) 和相位相干成像 (PCI),但 10 多年前使用 UltraVision 完成的工作是所有这些发展的垫脚石.

核能发电以外的应用

这些关键特性不仅使核工业受益,而且直接适用于重型制造、航空航天和石油天然气领域的应用。例如,部署了 UltraVision 软件来检查 B787 碳纤维增强塑料 (CFRP) 纵梁和翼梁。时间反转检测技术是复合材料零件检测的关键,可扩展的 NDT 解决方案提高了速度和准确性,为石油和天然气行业带来了更多机会。

复杂复合零件时间反演检测技术

时间反转技术作为 Zetec 标准 PAUT 硬件的一个选项提供并由 UltraVision 软件驱动,是检测复合结构的范式转变。它可以在不降低扫描速度的情况下实时补偿探头未对准和方向错误,并在改进孔隙率评估的同时增强缺陷检测能力。时间反转解决方案还降低了所需机械扫描系统的成本,从而为最终客户节省了成本。由于能够将多个硬件单元连接到一台 PC 并并行发射多个探头,时间反转技术有可能大大提高扫描速度。很明显,UltraVision 软件驱动的时间反转技术是一种高效且有效地检查复合结构的强大工具。这个专门的博客

使用无损检测画笔扫描仪进行腐蚀检测

在石油和天然气领域,提高人员和环境安全的法规导致越来越多地使用 NDT 来及早发现缺陷。NDT 需求的增加以及原油价格的不确定性导致许多供应商寻求创新方法来进行更高效和准确的检查。存在的主要挑战包括检查不同类型的焊缝,评估起来可能很复杂且成本高昂,或者在整个感兴趣区域完成腐蚀绘图可能很困难且耗时。观看这个展示NDT Paintbrush的适用性的网络研讨会扫描仪由 UltraVision 软件提供支持,可处理广泛的石油和天然气应用,包括锅炉管、长焊缝和腐蚀测绘的检测。

但这篇文章是关于反思过去和展望未来,如果我们可以继续......

2021 年:Zetec 被 Eddyfi Technologies 收购

快进到 2021 年,Zetec 被 Eddyfi Technologies 收购继续支持和投资 UltraVision 软件的承诺保持不变。这一点在当今可用的创新功能中显而易见,例如在 UltraVision TouchClassic中使用TOPAZ ® 64Emerald实施高级聚焦算法、FMC 数据重建算法、频率过滤工具、数据比较、基于规则的自动化分析和高级使用新的 Emerald 相控阵 UT 系统进行实时全聚焦法 (TFM) 和平面波成像 (PWI) 检查。

Topaz64 & Emerald-1 (1)
频率过滤工具

频率过滤工具是 UltraVision 软件中的一项功能,可增强超声波数据的信号处理和过滤。通过使用此工具,检查员可以提高材料缺陷的可检测性、减少检查时间并提高检查结果的整体质量。该工具旨在提供用户友好和可定制的功能,并提供各种过滤选项以满足特定的检测需求。

频率过滤工具

频率过滤工具数据比较

数据比较

数据比较工具旨在执行两组 UVData 之间的减法,因此突出显示两个比较数据集之间的差异。此应用程序允许用户将当前正在评估的获取数据集与参考数据集进行比较。参考数据集可以是来自参考状态的及时数据(例如,在调试组件之前、在特定服务时间之后等)或来自参考完整性条件的数据。目的是减少源自几何特征的信号的贡献,并获得与参考“不同之处”的亮点。

数据比较工具
图 19:数据比较工具

基于规则的自动分析

自动分析功能旨在对 .UVData 文件执行数据分析,方法是将不同的检测方法与各种用户定义的标准应用于多种类型的指示。此功能允许用户使用特定方法和参数定义一系列规则(内核),这些规则将在数据分析过程中用于检测/确定所选感兴趣区域中的指示,并相应地在指示表中创建指示。此新功能根据用于检测/确定大小的内核对指示表中创建的指示进行分类,它还为用户提供了新工具以更优化的方式管理指示表(过滤器、隐藏数据、分配指示框颜色基于分类)。开发自动分析功能的目的是支持分析排序(内核集),以在数据量的可自定义感兴趣区域内检测、确定大小和分类不同的指示。还改进了大小调整算法以获得更好的性能,从所有轴上的最大指示值下降 -X dB。

基于规则的自动化分析工具

图 20:基于规则的自动化分析工具

持续创新和市场扩张:超越当前的未来

25 年来,UltraVision 一直是不可或缺的 NDT 检查软件。它的发展和升级使其在核电、重型制造、航空航天和石油天然气等行业发挥着重要作用。从早期的 TomoView 开始,UltraVision 经历了许多改进,具有全矩阵捕获、时间反转检查技术和高级聚焦算法等功能。它能够回读和分析来自 R/D Tech 时代的遗留数据文件,确保了对关键任务组件进行高效可靠的后续检查。

UltraVision 已经在航天领域达到了新的高度,其关键应用是分层压力容器 (LPV) 的在役检查该软件还广泛应用于其他行业,以检测和分析材料中的缺陷、缩短检测时间并提高整体检测质量。

随着新功能和应用程序的不断开发,UltraVision 的未来令人兴奋。Eddyfi Technologies 以其Beyond Current理念而闻名,该理念突破了 NDT 技术的界限。这一理念确保 UltraVision 在未来几年将继续成为创新且可靠的软件解决方案。

今天投资于UltraVision意味着投资于无损检测 (NDT) 检查软件的未来。UltraVision 与新兴市场其他软件的兼容性新功能和应用程序的不断开发使其成为努力在竞争中保持领先地位的公司的明智投资。通过利用 UltraVision 的功能,公司可以预期更高的检测效率、改进的缺陷检测和增强的检测质量。



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