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相控陣解決異型件的思路
一、概述
相控陣檢測技術是近些年比較火的一項超聲波檢測新技術，其原理同普通手超，是基于脈沖發射法的超聲檢測技術。
根據多年現場使用，個人認為優勢如下（非書本中條款）：
1、檢測結果客觀，相控陣檢測結果可記錄并形成相控陣圖譜，數據顯示為多種視圖方式，包含A、B、C、S掃描等，較常規超聲更容易讓用戶及業主接受，克服了以往用戶或業主對手超檢測的偏見（超聲檢測結果不可信，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，焊縫質量如何，需要評圖人員像評定底片一樣結合標準進行評級。所以我認為這是相控陣檢測的優勢，扭轉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視效果。多視圖結果是炫麗的，可是更重要的是通過多個視圖方式可以發掘更多的缺陷信息，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（其實聲學檢測都一樣，耦合才是*）。
3、手超檢測是基礎，往往對圖譜的分析需要結合A超看，所以相控陣的學習建議有手超基礎。
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構信號和缺陷信號分析困難。
二、編語
相控陣的優勢還有很多，編者使用相控陣的檢測對象比較局限，多做一些特種設備方面的檢測，對于航空航天、核電等領域未接觸，所以太多的優勢沒有挖掘出來。劣勢我認為通過掃查工裝的改進以及人員培訓力度的加大會克服總總劣勢，相控陣特種設備行業標準出臺后，相信會得到更廣泛的應用以及重視。目前編者多采用相控陣檢測對接焊縫，突出其效率、環保、可記錄的優勢。但我認為相控陣檢測對接焊縫是一項優勢，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，如果工件結構導入相控陣，可以輕松判定結構信號。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導入的實現方法。
三、編者實驗
1、實驗目的：通過插入式接管相控陣檢測做為一個小例子，簡要說明CAD導入方法以及CAD導入效果的一個驗證，該實驗工件其實沒有必要CAD導入（非異性結構），可通過參考線設置接管厚度，效果一樣且操作簡便。
2、實驗準備：
設備：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，試塊結構如下（板厚18mm平板，接管規格為φ114*7mm）：
3、工藝設置
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，未設置C掃描視圖）
激發晶片個數：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中對焊縫結構進行設計，采用CAD制圖，關鍵點1：對坐標進行轉化（在CAD命令欄輸入UCS），調整成所需要的視圖效果。關鍵點2：采用1:1制圖（如果圖形尺寸較大，在設備軟件中無法準確顯示）。關鍵點3：保存格式為dxf格式。制圖效果如下：
② 在設備里將CAD制圖進行導入，導入后關閉設備軟件形成的坡口顯示。
③ 根據檢測區域的覆蓋情況，調節掃描范圍，并調節偏移范圍，進行檢測。
4、檢測效果（此處為手動掃查其中一段截圖）
檢測結果如下，可以清晰的看到接管內壁的固有回波效果（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，可以建議開發部門提升顯示效果。對圖譜效果看的不清晰以及不理解結構波何來，可以向下閱讀。
對照下圖查看檢測結果，結構波以及扇掃描視圖，比較清晰明了。
四、總結
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導入功能進行簡要介紹。CAD導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圖對于齒輪的結構回波顯示清晰、明顯，可輔助操作者（評圖者）對回波進行判斷。個人認為相控陣較超聲波解決異型件、疑難件有很大的優勢。