相控阵检测工艺规程文档格式.doc

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JB/T11731无损检测超声相控阵探头通用技术条件

JB/T11779无损检测相控阵超声检测仪技术条件

JB/T10062超声探伤用探头性能测试方法

NB/T47013.1承压设备无损检测第1部分：

通用要求

NB/T47013.3承压设备无损检测第3部分：

超声检测

NB/T47013.10承压设备无损检测第10部分：

衍射时差法超声检测

3术语和定义

GB/T12604.1、GB/T29460、NB/T47013.3和NB/T47013.10界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

坐标定义coordinatedefinition

规定检测起始参考点O点以及X、Y和Z坐标的含义，如图1所示。

O：

设定的检测起始参考点；

X：

沿焊缝长度方向的坐标；

Y：

沿焊缝宽度方向的坐标；

Z：

沿焊缝厚度方向的坐标

图1坐标定义

3.2

相控阵超声检测phasedarrayultrasonictesting

根据设定的延迟法则激发相控阵阵列探头各独立压电晶片（阵元），合成声束并实现声束的移动、偏转和聚焦等功能，再按一定的延迟法则接收超声信号并以图像的方式显示被检对象内部状态的超声检测技术。

3.3

延迟法则delaylaw

参与波束形成的发射和接收探头阵元以及对应每个阵元的发射电路和接收电路时序和时间间隔的控制规则，一般包含阵元激发延迟规则、发射延迟规则、接收延迟规则等。

阵元激发延迟规则可以控制阵元激发的数量、起始位置；

发射延迟规则可以控制发射声束的偏转、聚焦和聚焦偏转；

接收延迟规则可以动态地改变接收信号的聚焦延迟，控制接收声束的动态聚焦。

3.4

激发孔径activeaperture

相控阵探头一次激发阵元数的有效长度和宽度，如图2所示。

对于线阵探头，其激发孔径长度A按式

（1）计算。

A=n·

e+g·

（n-1）·

·

（1）

A——激发孔径；

g——相邻阵元之间的间隙；

e——阵元宽度；

n——激发阵元数量；

p——相邻两阵元中心线间距；

w——阵元高度

图2激发孔径

3.5

电子扫描electronicscanning

指以电子方式实现对工件的扫查，即通过延迟法则实现波束的移动或角度偏转，使之扫过工件中被检测区域。

。

3.6

线扫描linearelectronicscanning（E-scan）

采用不同的阵元和相同延迟法则得到的声束，在确定范围内沿相控阵探头长度方向扫描被检件，以实现类似常规手动超声波检测探头前后移动的检测效果，也称作E扫描。

线扫描包括直入射线扫描和斜入射线扫描两种。

3.7

扇扫描sectorialelectronicscanning（S-scan）

采用同一组阵元和不同延迟法则得到的声束，在确定角度范围内扫描被检件，也称作S扫描。

3.8

探头前端距probeposition

焊接接头检测时，探头前端距焊缝中心线的距离。

3.9

机械扫查mechanicalscan

以机械方式实现对工件的扫查，即通过移动探头实现波束的移动，使之扫过工件中的被检测区域。

3.10

平行线扫查parallelscan

探头在距焊缝中心线一定距离S的位置上，平行于焊缝方向进行的直线移动，以获得并记录声束覆盖范围内整条焊缝信息，如图3所示。

图3平行线扫查

3.11

斜向扫查obliquescan

焊接接头检测时，入射声束方向与焊接接头中心线成一定夹角，按照给定的探头距离进行扫查的方式，一般用于保留余高焊接接头横向缺陷的检测，如图4所示。

图4斜向扫查

3.12

B型显示B-display

工件端面投影图显示，即主视图，图像中横坐标表示扫描的宽度，纵坐标表示扫描的深度，B扫描显示表示检测区域在Y-O-Z平面的投影,如图1所示。

3.13

C型显示C-display

工件平面投影图显示，即俯视图，图像中横坐标表示平行线扫查移动的距离，纵坐标表示扫描的宽度。

焊缝检测时，C扫描显示表示检测区域在X-O-Y平面的投影，如图1所示。

3.14

D型显示D-display

工件侧面投影图显示，即侧视图，图像中横坐标表示平行线扫查移动的距离，纵坐标表示深度。

焊缝检测时，D扫描显示表示检测区域在X-O-Z平面的投影，如图1所示。

3.15

S型显示S-display

由扇扫描声束组成的扇形图像显示，图像中横坐标表示离开探头前沿的位置，纵坐标表示深度，沿扇面弧线方向的坐标表示角度。

焊缝检测时，S型显示的是探头前方焊缝的横截面信息。

3.16

P型显示P-display

将扫查结果以线性理论为基础计算后以主视图、俯视图和侧视图的形式显示。

3.17

角度增益补偿（ACG）anglecorrectedgain

使扇扫描角度范围内不同角度的声束检测同一声程相同尺寸的反射体回波幅度等量化的增益补偿，也称作角度修正增益。

3.18

时间增益修正（TCG）timecorrectedgain

对不同声程相同尺寸的反射体的回波幅度进行增益修正，使之达到相同幅值。

3.19

相关显示relevantindication

由缺陷引起的显示。

3.20

非相关显示non-relevantindication

由于工件结构（例如焊缝余高或根部）或者材料冶金结构的偏差（例如金属母材和覆盖层界面）引起的显示。

包括由错边、根焊和盖面焊以及坡口形状的变化等引起的显示。

4一般要求

4.1检测人员

4.1.1相控阵超声检测人员的一般要求应符合NB/T47013.1的有关规定。

4.1.2相控阵超声检测人员应具有一定的金属材料、设备制造安装、焊接及热处理等方面的基本知识，应熟悉被检件的材质、几何尺寸及透声性等，对检测中出现的问题能做出分析、判断和处理。

4.1.3从事聚乙烯压力管道焊接接头相控阵超声检测的人员还应熟悉聚乙烯管道的材料特性、制造工艺和焊接工艺。

4.2设备和器材

4.2.1仪器和探头产品质量合格证明

相控阵检测仪产品质量合格证中至少应给出预热时间、低电压报警或低电压自动关机电压、发射脉冲重复频率、有效输出阻抗、发射脉冲电压、发射脉冲上升时间、发射脉冲宽度（采用方波脉冲作为发射脉冲的）、发射延迟精度以及放大器频带响应、衰减器精度、动态范围以及串扰等主要性能参数；

探头产品质量合格证中至少应给出探头型号及序列号、探头尺寸、中心频率、带宽、电阻抗或静电容、阵元数量、第一个和最后一个阵元位置、阵元间距、阵元间串扰、阵元脉冲回波灵敏度等其他主要性能参数。

4.2.2检测仪器、探头和组合性能

4.2.2.1检测仪器

a）采用的相控阵超声检测仪，其工作频率按-3dB测量应至少包括1.0MHz～20MHz的频率范围，超声仪器各性能指标和测试条件应满足附录A中的要求并提供相应的证明文件，测试方法按JB/T11779的规定；

b）相控阵超声检测仪具备分时激发和并时激发多个阵元，脉冲激发电压最大值不低于75V。

增益可调，最小步进不大于1dB；

c）相控阵超声检测仪至少具有超声波发射、接收、放大、数据自动采集、记录、显示和分析功能；

d）相控阵超声检测仪需有聚焦和修正算法以及时间延时控制软件。

具备幅值测量、深度定位等自动分析功能；

e）相控阵超声检测仪具备线扫描和扇扫描；

A型显示、B型显示、C型显示和S型显示；

并能进行存储和视频回放或数据外部存储。

记录数据为真实数据；

f）相控阵超声检测仪的A扫描数字采样频率至少5倍于可能使用的最高探头标称频率，信号幅度的数字化分辨力至少为8位（256级）；

g）在任意角度下，相控阵超声检测仪应能对目标反射体在固定声程传播路径的回波信号幅值进行平均化（角度修正增益ACG补偿楔块中的声波衰减和回波透射）；

h）相控阵超声检测仪应具备信号通过时基的幅度补偿功能（时间修正增益）。

4.2.2.2探头

线阵探头中心频率范围一般为0.5MHz～10MHz，阵元数一般为4～256，探头阵元以及楔块参

数应满足JB/T11731附录B和附录C的要求，其他性能指标应符合本标准附录B的要求，应提供相应的证明文件，测试方法按JB/T11731的规定。

4.2.2.3仪器和探头的组合性能

4.2.2.3.1以下情况时应测定仪器和探头的组合性能：

a）新购置的相控阵超声仪器和（或）探头；

b）仪器和探头在维修或更换主要部件后；

c）检测人员有怀疑时。

4.2.2.3.2显示高度线性偏差不大于2%，幅度控制线性偏差不大于2%，时基线性偏差不大于0.5mm。

4.2.2.3.3任意连续20dB，衰减器累积误差不大于1.7dB；

任意连续60dB，衰减器累积误差不大于3.0dB。

4.2.2.3.4采用频率为5MHz的相控阵超声探头，仪器和探头的组合频率与探头标称频率之间偏差不得大于±

10%。

4.2.2.3.5采用频率为5MHz的相控阵超声探头，扇扫成像横向分辨力和纵向分辨力不大于2mm。

4.2.2.3.6采用频率为5MHz的相控阵超声探头，扇扫角度范围测量偏差一般不超过±

3°

，扇扫角度分辨力不大于2.5°

4.2.2.3.7仪器和探头的显示高度线性、幅度控制线性和时基线性的测试方法按GB/T23902的规定，组合频率的测试方法按JB/T10062的规定，其他组合性能的测试方法按JJF1338的规定。

4.2.3扫查装置

4.2.3.1扫查装置一般包括探头夹持部分、驱动部分、导向部分及位置传感器。

4.2.3.2探头夹持部分应能调整和设置探头位置，在扫查时保持探头相对距离和相对角度不变。

4.2.3.3导向部分应能在扫查时使探头运动轨迹与参考线保持一致。

4.2.3.4驱动部分可以采用马达或人工驱动。

4.2.3.5扫查装置中的位置传感器，其位置分辨力应符合本标准的工艺要求。

4.2.4试块

4.2.4.1标准试块

4.2.4.1.1标准试块是指具有规定的化学成分、表面粗糙度、热处理及几何形状的材料块，用于评定和校准相控阵超声检测设备，即用于仪器探头系统性能校准的试块。

本部分采用的标准试块为CSK-ⅠA、半圆试块、专用线性试块、A型相控阵试块和B型相控阵试块。

4.2.4.1.2CSK-ⅠA试块的具体形状、尺寸见NB/T47013.3，其他试块示意图见本部分，半圆试块见图5、专用线性试块见图6、A型相控阵试块见图7、B型相控阵试块见图8。

4.2.4.1.3专用线性试块的制造满足本部分要求，其他标准试块的制造应满足JB/T8428的要求，制造商应