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相控陣解決異型件的思路
一、概述
相控陣檢測技術(shù)是近些年比較火的一項超聲波檢測新技術(shù),，其原理同普通手超,，是基于脈沖發(fā)射法的超聲檢測技術(shù)。
根據(jù)多年現(xiàn)場使用,，個人認(rèn)為優(yōu)勢如下（非書本中條款）：
1,、檢測結(jié)果客觀，相控陣檢測結(jié)果可記錄并形成相控陣圖譜,，數(shù)據(jù)顯示為多種視圖方式,，包含A、B,、C,、S掃描等，較常規(guī)超聲更容易讓用戶及業(yè)主接受,，克服了以往用戶或業(yè)主對手超檢測的偏見（超聲檢測結(jié)果不可信，檢測人員說合格就合格等）,，相控陣檢測圖譜像射線底片一樣,，是檢測后實實在在擺在那里的客觀事實，焊縫質(zhì)量如何,，需要評圖人員像評定底片一樣結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)進行評級,。所以我認(rèn)為這是相控陣檢測的優(yōu)勢,，扭轉(zhuǎn)了國人對超聲波檢測的多年誤解。
2,、檢測靈敏度較高,，相控陣檢測與手超相比靈敏度高，手超檢測一般采用一種K值探頭或兩種K值探頭進行檢測,，如采用兩種K值探頭要求探頭折射角度大于10度,，其目的是為了增加不同角度聲束對焊縫全體積的覆蓋，從而提高缺陷檢出率,。相控陣檢測焊縫一般采用多角度扇掃描,，不僅實現(xiàn)了焊縫多角度的覆蓋，而且對于不同走向的缺陷有較好的垂直反射（總有一條聲束適合你）,，檢出率更高,。
3、檢測效率高,，相控陣檢測較射線檢測,，效率高很多，如對中徑管線進行射線檢測,，雙壁單影需至少透照5-6次,，射線機1:1休息，每次檢測至少需要3分鐘,，如果是高空管線還需上下進行防護,，一道焊口至少30分鐘才能完成檢測，相控陣檢測完成此類管線基本5分鐘左右,。
4,、相控陣檢測結(jié)果比較炫，檢測到的信號可不同視角查看焊縫的樣式,，有的設(shè)備還有3D合成效果,。例如射線檢測僅為焊縫的俯視效果，超聲為探頭所在位置的主視效果,，TOFD為焊縫長度方向的側(cè)視效果,。多視圖結(jié)果是炫麗的，可是更重要的是通過多個視圖方式可以發(fā)掘更多的缺陷信息,，如射線檢測是無法評判焊縫深度方向的信息,，TOFD非平行掃查無法判斷焊縫寬度方向的信息。
相控陣檢測劣勢如下：
1,、相控陣掃查架有一定長度,，對掃查區(qū)寬度往往要求比較大，如涉及到檢修拆保溫是件頭痛的事（小徑管掃查器除外）。
2,、耦合因素影響較大,，對表面要求較高（其實聲學(xué)檢測都一樣，耦合才是*）,。
3,、手超檢測是基礎(chǔ)，往往對圖譜的分析需要結(jié)合A超看,，所以相控陣的學(xué)習(xí)建議有手超基礎(chǔ),。
4、靈敏度過高,，對于小點狀顯示波幅較高（此處按47013評判多有爭議）,。
5、對沿線掃查精度要求較高,，不像TOFD檢測非平行掃查路徑有一定偏差對結(jié)果評判不會有太大偏差,，相控陣如果沿線偏差較大對于根部結(jié)構(gòu)信號和缺陷信號分析困難。
二,、編語
相控陣的優(yōu)勢還有很多,，編者使用相控陣的檢測對象比較局限，多做一些特種設(shè)備方面的檢測,，對于航空航天,、核電等領(lǐng)域未接觸，所以太多的優(yōu)勢沒有挖掘出來,。劣勢我認(rèn)為通過掃查工裝的改進以及人員培訓(xùn)力度的加大會克服總總劣勢,，相控陣特種設(shè)備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出臺后，相信會得到更廣泛的應(yīng)用以及重視,。目前編者多采用相控陣檢測對接焊縫,，突出其效率、環(huán)保,、可記錄的優(yōu)勢,。但我認(rèn)為相控陣檢測對接焊縫是一項優(yōu)勢，但有點大材小用的意味,。相控陣扇掃描為.探頭所在截面的主視信息,，而且可視化，如果工件結(jié)構(gòu)導(dǎo)入相控陣,，可以輕松判定結(jié)構(gòu)信號,。這也是本篇文章的意義，編者提出遇到異型工件時采用相控陣CAD導(dǎo)入的實現(xiàn)方法,。
三,、編者實驗
1,、實驗?zāi)康模和ㄟ^插入式接管相控陣檢測做為一個小例子，簡要說明CAD導(dǎo)入方法以及CAD導(dǎo)入效果的一個驗證,，該實驗工件其實沒有必要CAD導(dǎo)入（非異性結(jié)構(gòu)），可通過參考線設(shè)置接管厚度,，效果一樣且操作簡便,。
2、實驗準(zhǔn)備：
設(shè)備：多浦樂phascan 32:64PR
探頭：5L32探頭,，楔塊：55度
試塊：插入式接管模擬試塊,，試塊結(jié)構(gòu)如下（板厚18mm平板，接管規(guī)格為φ114*7mm）：
3,、工藝設(shè)置
探頭配置：單探頭形式,；
視圖方式：A、S（此處采用手動掃查未添加編碼器,，未設(shè)置C掃描視圖）
激發(fā)晶片個數(shù)：16,；
起始晶片：17；
扇掃描角度范圍：40-70度,；
角度步進：1度,；
聚焦深度：36mm；
步進偏移：-5mm,；
4,、實驗過程
①在CAD中對焊縫結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，采用CAD制圖,，關(guān)鍵點1：對坐標(biāo)進行轉(zhuǎn)化（在CAD命令欄輸入UCS）,，調(diào)整成所需要的視圖效果。關(guān)鍵點2：采用1:1制圖（如果圖形尺寸較大,，在設(shè)備軟件中無法準(zhǔn)確顯示）,。關(guān)鍵點3：保存格式為dxf格式。制圖效果如下：
② 在設(shè)備里將CAD制圖進行導(dǎo)入,，導(dǎo)入后關(guān)閉設(shè)備軟件形成的坡口顯示,。
③ 根據(jù)檢測區(qū)域的覆蓋情況，調(diào)節(jié)掃描范圍,，并調(diào)節(jié)偏移范圍,，進行檢測。
4,、檢測效果（此處為手動掃查其中一段截圖）
檢測結(jié)果如下,，可以清晰的看到接管內(nèi)壁的固有回波效果（紅框為焊縫，藍框為接管壁厚）,。此處紅框以及藍框為編者畫的,，為了有更好的顯示效果，評圖軟件里看原圖為灰色的虛線框，如果有多浦樂的朋友讀到這篇文章,，可以建議開發(fā)部門提升顯示效果,。對圖譜效果看的不清晰以及不理解結(jié)構(gòu)波何來，可以向下閱讀,。
對照下圖查看檢測結(jié)果,，結(jié)構(gòu)波以及扇掃描視圖，比較清晰明了,。
四,、總結(jié)
實驗是個很簡單的小實驗，意在提出解決異型件的一個思路,，另外對CAD導(dǎo)入功能進行簡要介紹,。CAD導(dǎo)入功能對于異型件的解決很有必要，常見案例齒輪的檢測,，通過繪制CAD圖對于齒輪的結(jié)構(gòu)回波顯示清晰,、明顯，可輔助操作者（評圖者）對回波進行判斷,。個人認(rèn)為相控陣較超聲波解決異型件,、疑難件有很大的優(yōu)勢。