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四十年代，在五十年代時廣泛應(yīng)用于一些先進國家的機械制造和造船工業(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準的制定。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)用標志著數(shù)字超聲檢測時代的到來。隨著計算機技術(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、機械可靠性強。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。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。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，進而增強了檢出率。
2檢測實施
2.1檢測標識。每道被檢測的管道對接焊縫應(yīng)做好檢測標識，水平走向的管道對接焊縫的起始標記位于管子頂部;豎立走向的管道對接焊縫的起始標記位于管子正南方;起始標記宜用“0”表示，同時起始點還應(yīng)有掃查方向標記，掃查方向標記宜用箭頭表示，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)糾正后重新進行掃查。
3.2 顯示的分類
所有顯示均應(yīng)進行分析，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行補充檢測。
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)檢測標準;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。