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浅谈paut检测技术的发展和应用

浅谈paut检测技术的发展和应用

        相控阵超声(PA)是一种依据设定的聚集法则对阵列探头各个单元在发射或接收声波时施加不同的时间延迟(或电压),通过波束形成实现检测声束的移动、偏转和聚焦等功能的超声检测成像技术。其具有缺陷检出率高、定量准确、工艺设计和实现方式灵活、现场数据采集实施快捷、完整保存原始记录数据并使用多种视图进行成像显示、检测结果受认为因素影响小等诸多特点,是没有电离辐射和化学污染的绿色环保技术。
                     
        相控阵超声技术已应用于医学成像和工业无损检测中。常见的应用是无创性检查心脏或找到破绽制造材料,如焊接。单元素(非相控阵)探头,技术上称为单片探头,沿固定方向发射光束。为了测试或询问大量材料,必须对常规探头进行物理扫描(移动或转动),以将光束扫过感兴趣的区域。相反,相控阵探针发出的光束可以聚焦并进行电子扫掠,而无需移动探针。该光束是可控的,因为相控阵探头由多个小元件组成,每个小元件都可以在计算机计算的时间点上单独脉冲化。术语“阶段化”是指时序,而“数组”是指多个元素。相控阵超声测试是基于波物理学原理的,它在光学等领域也有应用和电磁天线。
 
        PA探头由许多小型超声换能器组成,每个超声换能器均可独立脉冲。通过改变定时,例如通过使来自每个换能器的脉冲逐渐延迟沿线路向上,来建立相长干涉的模式,该模式导致根据渐进时间延迟以设定角度辐射准平面超声波束。换句话说,通过改变渐进时间延迟,可以电子控制光束。它可以像探照灯一样扫过被检查的组织或物体,并将来自多束光束的数据放在一起,以形成显示穿过物体的切片的可视图像。
 
        控阵广泛用于建筑,管道和发电等多个工业领域的无损检测。此方法是一种先进的NDT方法,用于检测不连续性(即裂缝或裂纹)并由此确定组件质量。由于可以控制诸如光束角度和焦距之类的参数,因此该方法在缺陷检测和测试速度方面非常有效。除了检测组件中的缺陷外,相控阵还可以与腐蚀测试一起用于壁厚测量。相控阵主要可用于以下工业用途:
 
       1、焊缝检查
 
        例1:超声相控阵系统对小径管焊缝缺陷检测:
 
 
        快拆式的扫查装置,可实现单边与双边相控阵检测,自聚集探头可提高检测灵敏度和分辨率。对于壁厚8mm以下的焊缝,可采用2次波和3次波分开设置(不同灵敏度)与检测。
 
         例2:超声相控阵系统对管座角焊缝的缺陷检测。
 
        传统的工业相控阵方法不具有几何反射信号修成技术,工业领域的检测对象几何结构和材料种类千变万化,不能依照工件厚度,与结构特征生成对应图象而造成数据分析难度大的问题始终未能有效解决。以色列SonotronNDT公司生产的lsonic系列超声相控阵检测系统,以真实工件厚度及结构形状为工艺平台,多次回波真实位置叠加影像,避免伪信号,使扫描图像与真实位置一致化。
             
           
                
       
 
              
 
   
     2.厚度测量
 
     3.腐蚀成像和复合材料检测
 
                
 
     3.PAUT验证/演示块
 
     4.机车车辆检查(车轮和车轴)
 
     当然与传统的超声检测系统相比,PA仪器和探头更加复杂和昂贵。并且在行业中,PA技术人员比常规UT技术人员需要更多的经验和培训,从事PAUT技术检测的人员应获得CCS颁发或认可的无损检测资格证书,方可从事资格等级对应的检测工作。
 
     总结:目前相控阵超声在生产质量检测、设备使用及安全性能评估方面都发挥着重要的作用,已应用于铁路、航空航天、石油、核电站等各个工业领域,其广阔的应用前景将推动它朝着实时化、智能化、便携式的方向发展。
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