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相控陣解決異型件的思路
一,、概述
相控陣檢測(cè)技術(shù)是近些年比較火的一項(xiàng)超聲波檢測(cè)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(cè)技術(shù),。
根據(jù)多年現(xiàn)場(chǎng)使用，個(gè)人認(rèn)為優(yōu)勢(shì)如下（非書本中條款）：
1,、檢測(cè)結(jié)果客觀,，相控陣檢測(cè)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(duì)手超檢測(cè)的偏見（超聲檢測(cè)結(jié)果不可信，檢測(cè)人員說(shuō)合格就合格等）,，相控陣檢測(cè)圖譜像射線底片一樣,，是檢測(cè)后實(shí)實(shí)在在擺在那里的客觀事實(shí)，焊縫質(zhì)量如何,，需要評(píng)圖人員像評(píng)定底片一樣結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)級(jí)。所以我認(rèn)為這是相控陣檢測(cè)的優(yōu)勢(shì),，扭轉(zhuǎn)了國(guó)人對(duì)超聲波檢測(cè)的多年誤解,。
2、檢測(cè)靈敏度較高,，相控陣檢測(cè)與手超相比靈敏度高,，手超檢測(cè)一般采用一種K值探頭或兩種K值探頭進(jìn)行檢測(cè)，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(duì)焊縫全體積的覆蓋,，從而提高缺陷檢出率。相控陣檢測(cè)焊縫一般采用多角度扇掃描,，不僅實(shí)現(xiàn)了焊縫多角度的覆蓋,，而且對(duì)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(cè)效率高，相控陣檢測(cè)較射線檢測(cè),，效率高很多,，如對(duì)中徑管線進(jìn)行射線檢測(cè)，雙壁單影需至少透照5-6次,，射線機(jī)1:1休息,，每次檢測(cè)至少需要3分鐘，如果是高空管線還需上下進(jìn)行防護(hù),，一道焊口至少30分鐘才能完成檢測(cè),，相控陣檢測(cè)完成此類管線基本5分鐘左右。
4,、相控陣檢測(cè)結(jié)果比較炫,，檢測(cè)到的信號(hào)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(cè)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(zhǎng)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(guò)多個(gè)視圖方式可以發(fā)掘更多的缺陷信息,，如射線檢測(cè)是無(wú)法評(píng)判焊縫深度方向的信息，TOFD非平行掃查無(wú)法判斷焊縫寬度方向的信息,。
相控陣檢測(cè)劣勢(shì)如下：
1,、相控陣掃查架有一定長(zhǎng)度，對(duì)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(duì)表面要求較高（其實(shí)聲學(xué)檢測(cè)都一樣，耦合才是*）,。
3,、手超檢測(cè)是基礎(chǔ)，往往對(duì)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(guò)高,，對(duì)于小點(diǎn)狀顯示波幅較高（此處按47013評(píng)判多有爭(zhēng)議）,。
5、對(duì)沿線掃查精度要求較高,，不像TOFD檢測(cè)非平行掃查路徑有一定偏差對(duì)結(jié)果評(píng)判不會(huì)有太大偏差,，相控陣如果沿線偏差較大對(duì)于根部結(jié)構(gòu)信號(hào)和缺陷信號(hào)分析困難。
二,、編語(yǔ)
相控陣的優(yōu)勢(shì)還有很多,，編者使用相控陣的檢測(cè)對(duì)象比較局限，多做一些特種設(shè)備方面的檢測(cè),，對(duì)于航空航天,、核電等領(lǐng)域未接觸，所以太多的優(yōu)勢(shì)沒有挖掘出來(lái),。劣勢(shì)我認(rèn)為通過(guò)掃查工裝的改進(jìn)以及人員培訓(xùn)力度的加大會(huì)克服總總劣勢(shì),，相控陣特種設(shè)備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)后，相信會(huì)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(cè)對(duì)接焊縫,，突出其效率、環(huán)保,、可記錄的優(yōu)勢(shì),。但我認(rèn)為相控陣檢測(cè)對(duì)接焊縫是一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，但有點(diǎn)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(hào),。這也是本篇文章的意義,，編者提出遇到異型工件時(shí)采用相控陣CAD導(dǎo)入的實(shí)現(xiàn)方法。
三,、編者實(shí)驗(yàn)
1,、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)插入式接管相控陣檢測(cè)做為一個(gè)小例子，簡(jiǎn)要說(shuō)明CAD導(dǎo)入方法以及CAD導(dǎo)入效果的一個(gè)驗(yàn)證,，該實(shí)驗(yàn)工件其實(shí)沒有必要CAD導(dǎo)入（非異性結(jié)構(gòu)）,，可通過(guò)參考線設(shè)置接管厚度，效果一樣且操作簡(jiǎn)便,。
2,、實(shí)驗(yàn)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：?jiǎn)翁筋^形式,；
視圖方式：A,、S（此處采用手動(dòng)掃查未添加編碼器，未設(shè)置C掃描視圖）
激發(fā)晶片個(gè)數(shù)：16,；
起始晶片：17,；
扇掃描角度范圍：40-70度；
角度步進(jìn)：1度,；
聚焦深度：36mm,；
步進(jìn)偏移：-5mm；
4,、實(shí)驗(yàn)過(guò)程
①在CAD中對(duì)焊縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),，采用CAD制圖，關(guān)鍵點(diǎn)1：對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)化（在CAD命令欄輸入U(xiǎn)CS）,，調(diào)整成所需要的視圖效果,。關(guān)鍵點(diǎn)2：采用1:1制圖（如果圖形尺寸較大，在設(shè)備軟件中無(wú)法準(zhǔn)確顯示）,。關(guān)鍵點(diǎn)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(jìn)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(cè)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(jìn)行檢測(cè),。
4,、檢測(cè)效果（此處為手動(dòng)掃查其中一段截圖）
檢測(cè)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?yàn)楹缚p,，藍(lán)框?yàn)榻庸鼙诤瘢?。此處紅框以及藍(lán)框?yàn)榫幷弋嫷模瑸榱擞懈玫娘@示效果,，評(píng)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(duì)圖譜效果看的不清晰以及不理解結(jié)構(gòu)波何來(lái),，可以向下閱讀。
對(duì)照下圖查看檢測(cè)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(shí)驗(yàn)是個(gè)很簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn)，意在提出解決異型件的一個(gè)思路,，另外對(duì)CAD導(dǎo)入功能進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹,。CAD導(dǎo)入功能對(duì)于異型件的解決很有必要，常見案例齒輪的檢測(cè),，通過(guò)繪制CAD圖對(duì)于齒輪的結(jié)構(gòu)回波顯示清晰,、明顯，可輔助操作者（評(píng)圖者）對(duì)回波進(jìn)行判斷,。個(gè)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(shì)。