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1 超聲相控陣檢測方法1.1傳統(tǒng)超聲檢測方法隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超聲波檢測發(fā)展為兩種檢測方法：傳統(tǒng)超聲檢測(UA)和超聲相控陣檢測(UPA)。 傳統(tǒng)超聲檢測的探頭中只有一個晶片，通過加不同角度的楔塊，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，在五十年代時廣泛應(yīng)用于一些先進(jìn)國家的機(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)重于超聲檢測儀的研制及超聲檢測標(biāo)準(zhǔn)的制定。六十年代，德國KrautKramer 公司成功研制了小型超聲波檢測儀，是超聲波檢測技術(shù)的一次飛躍。八十年代，微處理器在檢測系統(tǒng)的成功應(yīng)用標(biāo)志著數(shù)字超聲檢測時代的到來。隨著計算機(jī)技術(shù)和大規(guī)模集成電路以及信號處理技術(shù)的發(fā)展，超聲檢測由手動檢測向全自動檢測方向發(fā)展，進(jìn)一步提高了檢測效率。隨著檢測要求的提高，傳統(tǒng)超聲檢測的靈敏度也需要提高。1.2超聲相控陣技術(shù)的優(yōu)勢與傳統(tǒng)超聲檢測技術(shù)相比，超聲相控陣技術(shù)的優(yōu)勢是：1、快速。相控陣線性掃查比常規(guī)探頭的光柵掃查要快很多，提高了檢測效率，同時也節(jié)省了費(fèi)用。 檢測范圍廣：管徑從30mm到幾米，壁厚從3.5mm到400mm，都是他的檢測范圍。2、靈活。單個相控陣探頭根據(jù)檢測要求采用不同的掃查方式就可以檢測不同的部件。3、可進(jìn)行復(fù)雜檢測。通過檢測方案設(shè)計，相控陣可以檢測幾何形面復(fù)雜的試塊，例如檢測焊縫和槽等?？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)，方便后期檢測缺陷擴(kuò)展情況，檢測精度高。4、陣列尺寸小。小晶片陣列的探頭在檢測中易于應(yīng)用，例如，用在檢測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)場使用成本低，耗材少。5、機(jī)械可靠性強(qiáng)。檢測時，若在工件上移動量越少，則檢測系統(tǒng)將越可靠。相控陣檢測用電子掃查代替機(jī)械掃查，既減少了磨損，同時也增加了系統(tǒng)的可靠性。6、可檢測性增強(qiáng)。波束的聚焦增加了信噪比，對于方向難以辨別的缺陷，可檢測性明顯增強(qiáng)。例如，在扇形掃查中，大量的 A 掃數(shù)據(jù)增加了每個角度的分辨率，進(jìn)而增強(qiáng)了檢出率。2檢測實施2.1檢測標(biāo)識。每道被檢測的管道對接焊縫應(yīng)做好檢測標(biāo)識，水平走向的管道對接焊縫的起始標(biāo)記位于管子頂部;豎立走向的管道對接焊縫的起始標(biāo)記位于管子正南方;起始標(biāo)記宜用“0”表示，同時起始點還應(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由小至大走向順時針方向繪制，所有標(biāo)記應(yīng)對掃查結(jié)果無影響。2.2掃查靈敏度。檢測深度為4～50mm時，將φ2×20橫孔回波幅度調(diào)至滿屏的90%高度，作為掃查靈敏度。2.3掃查架。采用專用掃查架，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。采用沿線掃查+扇掃描相結(jié)合的掃查方式。根據(jù)水平零點校準(zhǔn)后數(shù)值確定探頭前端至焊縫中心線的水平距離放置探頭，并設(shè)置掃查線，按掃查線進(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，同時應(yīng)保證耦合效果和滿足數(shù)據(jù)采集的要求。2.6 圖譜存儲。掃查完成后，要根據(jù)管道規(guī)格、管線號、焊縫號、檢測面等編制文件名稱進(jìn)行保存，方便存儲和查找。圖譜存儲要求至少一式二份，防止數(shù)據(jù)文件丟失。3檢測數(shù)據(jù)的分析和解釋3.1 檢測數(shù)據(jù)的有效性評價分析數(shù)據(jù)之前應(yīng)對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行評估以確定其有效性，數(shù)據(jù)至少應(yīng)滿足如下要求：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)量滿足所檢測焊縫長度的要求;c)數(shù)據(jù)丟失量不得超過整個掃查的 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整個掃查的5%，單個耦合不良長度不得超過2mm;e)若數(shù)據(jù)無效，應(yīng)糾正后重新進(jìn)行掃查。3.2 顯示的分類所有顯示均應(yīng)進(jìn)行分析，檢測人員應(yīng)結(jié)合焊接工藝、焊接位置、結(jié)構(gòu)型式、外觀情況(如錯口等)、材質(zhì)、規(guī)格、測厚結(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)檢測人員對顯示不能判定時，可以采用射線或其它檢測方法進(jìn)行補(bǔ)充檢測。4 數(shù)據(jù)記錄和報告檢測報告應(yīng)包括如下內(nèi)容：a)委托單位;b)檢測標(biāo)準(zhǔn);c)被檢工件：名稱、編號、規(guī)格、材質(zhì)、坡口形式、焊接方法和熱處理狀況;d)檢測設(shè)備：儀器型號及編號、掃查裝置包括編碼器、試塊、耦合劑;e)檢測條件：檢測操作指導(dǎo)書編號、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、檢測使用的波型、檢測系統(tǒng)的設(shè)置、溫度;f)檢測數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)文件名稱、缺陷位置與尺寸、質(zhì)量級別及缺陷部位的圖像(S掃描或B掃描等，以能夠真實反映缺陷情況為原則);g)檢測結(jié)論;h)檢測人員和責(zé)任人員簽字;i)檢測日期。5 結(jié)語超聲相控陣檢測技術(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， 還可用于鍛件和新型材料等的檢測， 該技術(shù)在壓力容器、航空航天和海洋平臺結(jié)構(gòu)等工業(yè)無損檢測領(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)無損探傷儀器，它能夠快速便捷、無損傷、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、定位、評估和診斷。既可以用于實驗室，也可以用于工程現(xiàn)場。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估。它是無損檢測行業(yè)的必備。 (1）超聲波在介質(zhì)中傳播時，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時，則超聲波在缺陷上反射回來，探傷儀可將反射波顯示出來；如缺陷的尺寸甚至小于波長時，聲波將繞過缺陷而不能反射；（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100萬倍。超聲波探傷儀主要優(yōu)點①穿透能力強(qiáng)，探測深度可達(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；可檢測缺陷的大小通?？梢哉J(rèn)為是波長的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的物體；⑤可立即提供缺陷檢驗結(jié)果;⑥操作安全,設(shè)備輕便。超聲波探傷儀主要缺點①要由有經(jīng)驗的人員謹(jǐn)慎操作；超聲波探傷車②對粗糙、形狀不規(guī)則、小、薄或非均質(zhì)材料難以檢查；③對所發(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。

管材自動超聲檢測方法主要有超聲波、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（國標(biāo)GB/T7735-1995 ），對340 項目是不合適的，在此不予比較。漏磁的基本探傷方法有磁粉法(MPI) 和漏磁電子探測法( 漏磁法—MFL) ，其基本原理是基于鐵磁材料工件被外加磁場磁化后，用磁粉（MPI ）、磁感應(yīng)線圈或霍爾元件(MFL) 來接收在工件表面缺陷處產(chǎn)生的漏磁場（磁力線畸變），通過對該漏磁信號的處理實現(xiàn)對工件表面缺陷的檢測。采用漏磁法可實現(xiàn)全自動探傷。超聲波探傷的基本原理是基于聲波在工件內(nèi)傳播時，受到缺陷或工件壁的反射、折射，通過探頭接收這些反射、折射波并轉(zhuǎn)換為電信號，對這些信號進(jìn)行處理和分析，可實現(xiàn)對工件內(nèi)、外缺陷的探傷和工件的測厚。超聲法也可實現(xiàn)全自動探傷。下表對兩種方法進(jìn)行了比較： 探傷方法比較項目超聲法檢測管材（漏磁、渦流、磁粉）磁法檢測管材相對檢測速度較慢較快測厚功能有無內(nèi)部缺陷檢測縱向缺陷有無橫向缺陷有無斜向缺陷有無分層缺陷有無表面缺陷檢測縱向缺陷有（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頭）國家標(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)。。對于產(chǎn)量大的薄壁管且管材用戶只要求表面質(zhì)量的低鋼級鋼管，可只進(jìn)行漏磁檢測。就目前的市場標(biāo)準(zhǔn)（用戶要求）而言，用戶首選超聲波方法。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。超聲波對表面點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。