相控陣超聲波（PAUT）檢測技術簡介

1. 相控陣超聲檢測原理

超聲相控陣是最新的超聲波技術，采用該技術可以從搜索單元改變聲束角度，使用更加靈活。此方法可以捕獲電子數據用于存檔，并利用這些數據做出關鍵結論，如：提供裂縫和腐蝕損害機理方面的信息。

超聲波相控陣探傷儀主要包括相控陣主機和相控陣探頭,相控陣探頭由多晶片(如8、16、24、32、60、64或128)組成，每個晶片形成一個獨立的發射/接收單元,控制各晶片的激發延遲時間，改變各個晶片發射或者接收超聲波的相位關系，得到所需的聲束，從而實現對超聲方向和焦點深度的改變控制（如圖1）。

                         圖1 不同的激發方式得到不同的聲束

與傳統檢測方法比較，PAUT具有以下優點：

— 可記錄數據和可記錄圖像
— 單次掃查覆蓋整個檢測區域
— 更好檢測形狀復雜的產品
— 相對于傳統橫波超聲檢測，缺陷尺寸測量更精確

2. SGS相控陣超聲檢測設備介紹

SGS 無損檢測實驗室現有PAUT檢測設備多臺，配備較多的設備型號為OmniScan MX2，這款便攜式、模塊化的檢測儀器不僅具有高采集速率，而且新添了多種強大的軟件功能，因此可以更為有效地進行手動和自動檢測。

圖2 相控陣超聲檢測設備

2.1 掃查裝置

2.1.1 徑管檢測 COBRA掃查架

COBRA手動掃查器與OmniScan相控陣（PA）探傷儀結合在一起使用，可以對外徑范圍在0.84英寸到4.5英寸的小直徑管道環焊縫進行檢測。

由于這款手動掃查器的外形結構細薄，因此可以對周圍空間非常狹小的管道進行檢測。被測管道與其周圍物體，如：配管、支架或結構框架，之間的距離可以小到12毫米。這款裝有彈簧的掃查器，通過使用不同數量的鏈部件，可以環抱在不同直徑的碳鋼和不銹鋼管道上。掃查器的這種獨特的性能可使操作人員從排管的一側安裝和操控掃查器。

圖3 COBRA掃查架

2.1.2 CHAIN掃查架

Chain掃查架有助于手動檢查外徑45毫米至965毫米(1.75英寸)的管道，提供了兩軸編碼的可能性。因掃查架由鏈環而不是磁輪支撐，能夠檢測鐵磁或非鐵磁表面。鏈鏈接也有助于確保掃描儀的直線位移，消除了轉向問題。當管道周圍空間狹小受限時，它很有用，因為掃查架可以使用鏈鏈接圍繞管道旋轉。

                                                      圖4 CHAIN掃查架

2.1.3 HSMT-Flex掃查架

HSMT-Flex™用于對4.5英寸管道上的圓周焊縫進行單軸編碼檢查。外型(114.3毫米)及以上。掃描儀配備了四個探針支架，但可以安裝共八個探針與可選的探針支架。安裝的探頭可以是相控陣探頭，也可以是常規UT探頭，以實現有效的檢測。

掃描儀的主要特點是其中心彎曲的能力。這使得掃描器可以安裝在更小的管道上，并將彈簧加載臂的力帶入管道的徑向，從而更好地穩定楔塊，從而獲得數據采集。出于同樣的原因，安裝在掃描儀外部的可選探頭支架也可以旋轉。

HSMT-Flex還允許它的一個側框架滑動。該特性允許將探頭安裝在掃描儀的外部。這提供了一種配置，非常適合于難以到達的地方，如管道到組件的焊接。

圖5   HSMT-Flex™掃查架

3. 相控陣超聲應用范圍

相控陣檢測廣泛應用于化工，船舶，風電，石油天然氣，航空等領域，涉及的產品包括碳鋼焊縫、鑄鍛件、碳纖維復合材料等。

超聲相控陣檢測技術檢測操作靈活方便、缺陷定位準確、檢測靈敏度高、可控性好，檢測結果直觀，檢測結果受人為因素影響小，數據便于存儲，管理和調用，使得過去常規超聲波檢測數據無法保存重復的缺點得到改善，同時提高了缺陷的能力和評定準確性。

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