工程与技术
相控阵超声检验方法在石油管道环焊缝中的应用
孔明
(西安三环科技开发总公司，陕西西安710077)
摘要:相控阵超声检验对管道环焊缝的检测具有检测结果精确、缺陷检出率高等特点，目前已经得到了广 泛的应用。据此，对相控阵系统的工作原理进行了分析，并对比了相控阵超声检验与其他检验方法的优势^关键词：相控阵;超声检验;石油管道；环焊缝
中图分类号：TB文献标识码：A doi：10. 19311/https://www.doczj.com/doc/1516925190.html,ki. 1672-3198. 2016. 26. 144
随着社会对石油的需求量的增加，石油管道的铺 设也逐年增加，管道泄漏会造成严重的危害和损失，为 保证管道的安全，对管道的环焊缝进行检测非常重要，目前最有效的石油管道环焊缝的检测方法是相控阵超声检验。
1相控阵系统的工作原理
1.1波束聚焦原理
波聚焦主要是通过发射波束来实现的，波聚焦也 是进行检测的主要技术。使用特定的计算机软件来是 对晶片进行控制，主要是改变晶片阵列，晶片的阵列改 变其发射的波束也会改变。波束可以实现两个方面的 功能，一方面是可以聚焦到预定的深度，另一方面可以 向其他方向进行发散。另外，不同排列形式的晶片所 发射的波束也是不同的，例如有的阵列可以发射纵波，有的阵列可以发射横波。可以利用相控阵这些功能来 进行多种类型的检测作业。
1.2焊缝的分区扫查设置
相控超声检测技术在应用中的重点是焊缝分区的 扫查。首先要对焊缝的不同部位进行分区，例如可以 依据焊缝坡口形式和填充次数进行分区，一般可以分 为根部区、热焊区、填充区等。在扫查时，可以把每个 分区的高度设置为一到三毫米，每个不同区域要有与 之相对应的波束来扫查，也就是需要相对应的晶片，以及晶片阵列。这种根据区域划分的进行扫查的叫作A 扫。A扫采用聚焦声束的扫查方法，利用焊缝中心线 对焊缝进行划分区，有上、下游两个通道，检测结果S
示在扫查带状图上。
1.3系统设置
除了对焊缝分区要进行检测以外，针对焊缝两侧 的部位也要进行的特别检测。传统的检测方式是采用 常规超声多探头系统来扫查，但是需要探头的数量较 多，比较麻烦。如果采用相控阵系统进行检测的话，只需要采用很少的相控阵探头就可以实现同样的功能，这样就节省了很多的常规探头，节省了大量的材料s 因此，使用相控阵系统可以节省大量的常规探头，相控 系统阵对多种坡口形式的焊缝检查都比较适合。相控 阵系统利用计算机，应用软件可以自动完成检测设置，使用十分方便。
1.4系统焊缝扫查图
相控阵超卢波检测系统的焊缝扫查图中包含的内 容主要有各个区域的带状图，体积通道、耦合通道以及 TOFD通道。其中带状图的作用是M示的波幅和信 号。这可以作为判断反射体位置与大小的依据;体积 通道可以对焊缝中存在的孔等缺陷进行检测。TOFD 通道的主要有两个方面的作用，一方面是对信号的真 伪进行确定，另一方面是对缺陷进行精确的定位。
2相控技术优势
2.1与X射线检测技术的比较
与X射线检测技术相比，相控技术具有很多的优 势。（1)安全性高，无辐射。（2)相控技术的耦合剂的 成分是水，对环境没有污染，更环保。（3)相控技术的 检测速度快，效率高，一般只需要三分钟就可以完成检 测，检测结果在较短时间内可以得到;而X射线检测需 要的程序较多，需要较长时间等待结果出来。（4)相控 技术对缺陷的检测能力比较强，可以对多种缺陷进行 有效的检测，例如对面积型缺陷也有很好的效果;而X 射线检测对孔一类的缺陷比较敏感，而对面积型缺陷 的检测效果不好。（5)相控检测技术的检测结果更加 精确，缺陷的情况可以详细的检测出来，例如缺陷的长 度、深度等;X射线只能检测出缺陷的长度。（6)相控 技术使用水作为耦合剂，X射线的检测还需要胶片、定 影液等材料，其检测成本比X射线成本要低。（7)相控 技术检测结果的储存更加方便，检测结果可以直接储 存到计算机中，不仅节省空间而且非常方便;而X射线 底片还需要准备特别用于储存的空间，而且为避免底 片失效，还需要对其采取有效的保护措施，使用不方 便。
2.2与手动超声检测技术的比较
(1)相控检测技术速度更快，手动超声检测技术一 旦焊缝的检测需要一个小时。（2)相控检测技术更加 精确，手动超声检测技术只能检测出粗略进行检测，测 量结果不精确。（3)相控技术检出率更高，可以检测出 多种类型的缺陷。而手动超声波受检测角度的固定，可以检测缺陷类型少，适用范围小。
3结束语
相控阵超声检测技术与其他同类的检测技术相比 其功能更加强大，主要具有安全、快捷、环保、精确、适 用范围广等优点，可以在石油管环道焊缝的检测中推 广应用，检测效果良好，提尚检验效率，对保证石油管 道的质量具有重要意义。
参考文献
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206 1现代商贸工业丨2016年第26期