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1 超聲相控陣檢測(cè)方法1.1傳統(tǒng)超聲檢測(cè)方法隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超聲波檢測(cè)發(fā)展為兩種檢測(cè)方法：傳統(tǒng)超聲檢測(cè)(UA)和超聲相控陣檢測(cè)(UPA)。 傳統(tǒng)超聲檢測(cè)的探頭中只有一個(gè)晶片，通過(guò)加不同角度的楔塊，使得聲束偏轉(zhuǎn)角度改變。這種方法起源于二十世紀(jì)四十年代，在五十年代時(shí)廣泛應(yīng)用于一些先進(jìn)國(guó)家的機(jī)械制造和造船工業(yè)等領(lǐng)域中。五十年代初期的研究側(cè)重于超聲探頭制作和材料的改良方面，提高了成像的分辨率。五十年代后期側(cè)重于超聲檢測(cè)儀的研制及超聲檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。六十年代，德國(guó)KrautKramer 公司成功研制了小型超聲波檢測(cè)儀，是超聲波檢測(cè)技術(shù)的一次飛躍。八十年代，微處理器在檢測(cè)系統(tǒng)的成功應(yīng)用標(biāo)志著數(shù)字超聲檢測(cè)時(shí)代的到來(lái)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和大規(guī)模集成電路以及信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，超聲檢測(cè)由手動(dòng)檢測(cè)向全自動(dòng)檢測(cè)方向發(fā)展，進(jìn)一步提高了檢測(cè)效率。隨著檢測(cè)要求的提高，傳統(tǒng)超聲檢測(cè)的靈敏度也需要提高。1.2超聲相控陣技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與傳統(tǒng)超聲檢測(cè)技術(shù)相比，超聲相控陣技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是：1、快速。相控陣線(xiàn)性?huà)卟楸瘸Ｒ?guī)探頭的光柵掃查要快很多，提高了檢測(cè)效率，同時(shí)也節(jié)省了費(fèi)用。 檢測(cè)范圍廣：管徑從30mm到幾米，壁厚從3.5mm到400mm，都是他的檢測(cè)范圍。2、靈活。單個(gè)相控陣探頭根據(jù)檢測(cè)要求采用不同的掃查方式就可以檢測(cè)不同的部件。3、可進(jìn)行復(fù)雜檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)方案設(shè)計(jì)，相控陣可以檢測(cè)幾何形面復(fù)雜的試塊，例如檢測(cè)焊縫和槽等?？梢员４鎴D譜數(shù)據(jù)：而且效率高，環(huán)保，有可記錄的留底數(shù)據(jù)，方便后期檢測(cè)缺陷擴(kuò)展情況，檢測(cè)精度高。4、陣列尺寸小。小晶片陣列的探頭在檢測(cè)中易于應(yīng)用，例如，用在檢測(cè)空間受到限制的管道，葉輪等工件中。 一次性成本：設(shè)備輕便，現(xiàn)場(chǎng)使用成本低，耗材少。5、機(jī)械可靠性強(qiáng)。檢測(cè)時(shí)，若在工件上移動(dòng)量越少，則檢測(cè)系統(tǒng)將越可靠。相控陣檢測(cè)用電子掃查代替機(jī)械掃查，既減少了磨損，同時(shí)也增加了系統(tǒng)的可靠性。6、可檢測(cè)性增強(qiáng)。波束的聚焦增加了信噪比，對(duì)于方向難以辨別的缺陷，可檢測(cè)性明顯增強(qiáng)。例如，在扇形掃查中，大量的 A 掃數(shù)據(jù)增加了每個(gè)角度的分辨率，進(jìn)而增強(qiáng)了檢出率。2檢測(cè)實(shí)施2.1檢測(cè)標(biāo)識(shí)。每道被檢測(cè)的管道對(duì)接焊縫應(yīng)做好檢測(cè)標(biāo)識(shí)，水平走向的管道對(duì)接焊縫的起始標(biāo)記位于管子頂部;豎立走向的管道對(duì)接焊縫的起始標(biāo)記位于管子正南方;起始標(biāo)記宜用“0”表示，同時(shí)起始點(diǎn)還應(yīng)有掃查方向標(biāo)記，掃查方向標(biāo)記宜用箭頭表示，并宜沿管道焊縫編號(hào)由小至大走向順時(shí)針?lè)较蚶L制，所有標(biāo)記應(yīng)對(duì)掃查結(jié)果無(wú)影響。2.2掃查靈敏度。檢測(cè)深度為4～50mm時(shí)，將φ2×20橫孔回波幅度調(diào)至滿(mǎn)屏的90%高度，作為掃查靈敏度。2.3掃查架。采用專(zhuān)用掃查架，掃查前應(yīng)根據(jù)工件情況和工藝要求，調(diào)整掃查架使其與被檢工件相適應(yīng)。2.4掃查。采用沿線(xiàn)掃查+扇掃描相結(jié)合的掃查方式。根據(jù)水平零點(diǎn)校準(zhǔn)后數(shù)值確定探頭前端至焊縫中心線(xiàn)的水平距離放置探頭，并設(shè)置掃查線(xiàn)，按掃查線(xiàn)進(jìn)行掃查。2.5掃查速度。掃查速度小于或等于大掃查速度 vmax，同時(shí)應(yīng)保證耦合效果和滿(mǎn)足數(shù)據(jù)采集的要求。2.6 圖譜存儲(chǔ)。掃查完成后，要根據(jù)管道規(guī)格、管線(xiàn)號(hào)、焊縫號(hào)、檢測(cè)面等編制文件名稱(chēng)進(jìn)行保存，方便存儲(chǔ)和查找。圖譜存儲(chǔ)要求至少一式二份，防止數(shù)據(jù)文件丟失。3檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析和解釋3.1 檢測(cè)數(shù)據(jù)的有效性評(píng)價(jià)分析數(shù)據(jù)之前應(yīng)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估以確定其有效性，數(shù)據(jù)至少應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：a)數(shù)據(jù)是基于掃查步進(jìn)的設(shè)置而采集的;b)采集的數(shù)據(jù)量滿(mǎn)足所檢測(cè)焊縫長(zhǎng)度的要求;c)數(shù)據(jù)丟失量不得超過(guò)整個(gè)掃查的 5%，且不準(zhǔn)許相鄰數(shù)據(jù)連續(xù)丟失;d) 掃查圖像中耦合不良不得不超過(guò)整個(gè)掃查的5%，單個(gè)耦合不良長(zhǎng)度不得超過(guò)2mm;e)若數(shù)據(jù)無(wú)效，應(yīng)糾正后重新進(jìn)行掃查。3.2 顯示的分類(lèi)所有顯示均應(yīng)進(jìn)行分析，檢測(cè)人員應(yīng)結(jié)合焊接工藝、焊接位置、結(jié)構(gòu)型式、外觀(guān)情況(如錯(cuò)口等)、材質(zhì)、規(guī)格、測(cè)厚結(jié)果等進(jìn)行綜合分析。a)相關(guān)顯示：所有缺陷顯示為相關(guān)顯示;b)非相關(guān)顯示：所有非缺陷顯示為非相關(guān)顯示;c)當(dāng)檢測(cè)人員對(duì)顯示不能判定時(shí)，可以采用射線(xiàn)或其它檢測(cè)方法進(jìn)行補(bǔ)充檢測(cè)。4 數(shù)據(jù)記錄和報(bào)告檢測(cè)報(bào)告應(yīng)包括如下內(nèi)容：a)委托單位;b)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn);c)被檢工件：名稱(chēng)、編號(hào)、規(guī)格、材質(zhì)、坡口形式、焊接方法和熱處理狀況;d)檢測(cè)設(shè)備：儀器型號(hào)及編號(hào)、掃查裝置包括編碼器、試塊、耦合劑;e)檢測(cè)條件：檢測(cè)操作指導(dǎo)書(shū)編號(hào)、探頭參數(shù)及楔塊選擇、掃查方式(S或E)、聚焦法則的設(shè)定、檢測(cè)使用的波型、檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置、溫度;f)檢測(cè)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)文件名稱(chēng)、缺陷位置與尺寸、質(zhì)量級(jí)別及缺陷部位的圖像(S掃描或B掃描等，以能夠真實(shí)反映缺陷情況為原則);g)檢測(cè)結(jié)論;h)檢測(cè)人員和責(zé)任人員簽字;i)檢測(cè)日期。5 結(jié)語(yǔ)超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)作為一種高速、精確的探傷方法不僅可用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域與焊縫缺陷檢測(cè)， 還可用于鍛件和新型材料等的檢測(cè)， 該技術(shù)在壓力容器、航空航天和海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)等工業(yè)無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

超聲波探傷儀主要特性超聲波探傷儀是一種便攜式工業(yè)無(wú)損探傷儀器，它能夠快速便捷、無(wú)損傷、精確地進(jìn)行工件內(nèi)部多種缺陷（裂紋、夾雜、折疊、氣孔、砂眼等）的檢測(cè)、定位、評(píng)估和診斷。既可以用于實(shí)驗(yàn)室，也可以用于工程現(xiàn)場(chǎng)。本儀器能夠廣泛地應(yīng)用在制造業(yè)、鋼鐵冶金業(yè)、金屬加工業(yè)、化工業(yè)等需要缺陷檢測(cè)和質(zhì)量控制的領(lǐng)域，也廣泛應(yīng)用于航空航天、鐵路交通、鍋爐壓力容器等領(lǐng)域的在役安全檢查與壽命評(píng)估。它是無(wú)損檢測(cè)行業(yè)的必備。 (1）超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，在不同質(zhì)界面上具有反射的特性，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超聲波波長(zhǎng)時(shí)，則超聲波在缺陷上反射回來(lái)，探傷儀可將反射波顯示出來(lái)；如缺陷的尺寸甚至小于波長(zhǎng)時(shí)，聲波將繞過(guò)缺陷而不能反射；（2）波聲的指向性好，頻率越高，指向性越好，以很窄的波束向介質(zhì)中輻射，易于確定缺陷的位置.（3）超聲波的傳播能量大，如頻率為1MHZ（1兆赫茲）的超聲波所傳播的能量，相當(dāng)于振幅相同而頻率為1000HZ（赫茲）的聲波的100萬(wàn)倍。超聲波探傷儀主要優(yōu)點(diǎn)①穿透能力強(qiáng)，探測(cè)深度可達(dá)數(shù)米；②靈敏度高，可發(fā)現(xiàn)與直徑約十分之幾毫米的空氣隙反射能力相當(dāng)?shù)姆瓷潴w；可檢測(cè)缺陷的大小通?？梢哉J(rèn)為是波長(zhǎng)的1/2。③在確定內(nèi)部反射體的位向、大小、形狀及等方面較為準(zhǔn)確；④僅須從一面接近被檢驗(yàn)的物體；⑤可立即提供缺陷檢驗(yàn)結(jié)果;⑥操作安全,設(shè)備輕便。超聲波探傷儀主要缺點(diǎn)①要由有經(jīng)驗(yàn)的人員謹(jǐn)慎操作；超聲波探傷車(chē)②對(duì)粗糙、形狀不規(guī)則、小、薄或非均質(zhì)材料難以檢查；③對(duì)所發(fā)現(xiàn)缺陷作十分準(zhǔn)確的定性、定量表征仍有困難；④. 不適合有空腔的結(jié)構(gòu)；⑤. 除非拍照，一般少有留下追溯性材料。

管材自動(dòng)超聲檢測(cè)方法主要有超聲波、渦流、漏磁三大方法。因渦流探傷方法只能用于管徑小于180mm 的管材（國(guó)標(biāo)GB/T7735-1995 ），對(duì)340 項(xiàng)目是不合適的，在此不予比較。漏磁的基本探傷方法有磁粉法(MPI) 和漏磁電子探測(cè)法( 漏磁法—MFL) ，其基本原理是基于鐵磁材料工件被外加磁場(chǎng)磁化后，用磁粉（MPI ）、磁感應(yīng)線(xiàn)圈或霍爾元件(MFL) 來(lái)接收在工件表面缺陷處產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)（磁力線(xiàn)畸變），通過(guò)對(duì)該漏磁信號(hào)的處理實(shí)現(xiàn)對(duì)工件表面缺陷的檢測(cè)。采用漏磁法可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)探傷。超聲波探傷的基本原理是基于聲波在工件內(nèi)傳播時(shí)，受到缺陷或工件壁的反射、折射，通過(guò)探頭接收這些反射、折射波并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理和分析，可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件內(nèi)、外缺陷的探傷和工件的測(cè)厚。超聲法也可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)探傷。下表對(duì)兩種方法進(jìn)行了比較： 探傷方法比較項(xiàng)目超聲法檢測(cè)管材（漏磁、渦流、磁粉）磁法檢測(cè)管材相對(duì)檢測(cè)速度較慢較快測(cè)厚功能有無(wú)內(nèi)部缺陷檢測(cè)縱向缺陷有無(wú)橫向缺陷有無(wú)斜向缺陷有無(wú)分層缺陷有無(wú)表面缺陷檢測(cè)縱向缺陷有（內(nèi)、外表面）有（薄壁管的內(nèi)、外表面，厚壁管的外表面，包括近表面。需單配漏磁縱向檢測(cè)頭）橫向缺陷有（內(nèi)、外表面）有（薄壁管的內(nèi)、外表面，厚壁管的外表面，包括近表面。需單配漏磁橫向檢測(cè)頭）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5777-1996GB/T12606-1999 上述比較僅是功能比較，具體采用那種方法主要取決于采用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。。對(duì)于產(chǎn)量大的薄壁管且管材用戶(hù)只要求表面質(zhì)量的低鋼級(jí)鋼管，可只進(jìn)行漏磁檢測(cè)。就目前的市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)（用戶(hù)要求）而言，用戶(hù)首選超聲波方法。在經(jīng)費(fèi)允許的情況下，可采用超聲波和漏磁的組合方法。超聲波對(duì)表面點(diǎn)坑狀缺陷的靈敏度不如漏磁，新的API 標(biāo)準(zhǔn)建議將漏磁布置在熱處理之前。