李 衍

（無(wú)錫市鍋爐壓力容器學(xué)會(huì)無(wú)損檢測(cè)專委會(huì)，無(wú)錫214026）

迄今為止，國(guó)內(nèi)除大型企業(yè)和有規(guī)模的外資企業(yè)外，承壓設(shè)備制造行業(yè)一般都使用常規(guī)技術(shù)如RT（射線檢測(cè)）或UT（超聲檢測(cè)）對(duì)其焊接接頭作體積檢測(cè)。國(guó)際性ASME 法規(guī)涉及NDE 的第Ⅴ卷，從2007年起，就已列入有關(guān)計(jì)算機(jī)成像（CI）技術(shù)作體積檢測(cè)的一系列標(biāo)準(zhǔn)中，其中TOFD（超聲衍射時(shí)差）法4個(gè)，PAUT（超聲相控陣）法8個(gè)。有關(guān)要求傾向于系統(tǒng)化、格式化、明細(xì)化、實(shí)用化。筆者以承壓設(shè)備兩種特殊結(jié)構(gòu)——堆焊層和管接頭、一種有典型意義的常見(jiàn)部件——小徑薄壁管為例，試對(duì)ASME新版（2013版）中的常規(guī)和非常規(guī)UT要求，作一簡(jiǎn)介和評(píng)析，意在為CI技術(shù)的推廣和國(guó)內(nèi)相應(yīng)行標(biāo)的制定，起推波助瀾作用。

1 堆焊層的檢測(cè)

ASME 2013 版對(duì)堆焊層UT有較大篇幅（圖文）點(diǎn)明要求。由于結(jié)構(gòu)、材料、聲學(xué)特性的特殊性，從試塊、試樣、探頭、探測(cè)布置，到UT 工藝和評(píng)定驗(yàn)收，均有特定要求［1］。

奧氏體堆焊層常用于碳鋼壓力容器和管道，目的是減輕或防止腐蝕。堆焊覆層容器和管道在核工業(yè)已使用多年，在石化工業(yè)上的應(yīng)用也日益增多。堆焊層或包覆層常采用手工電弧焊或自動(dòng)埋弧焊完成，或通過(guò)爆炸或軋制過(guò)程完成。每一過(guò)程均會(huì)產(chǎn)生有一定特性的冶金晶粒結(jié)構(gòu)，而晶粒結(jié)構(gòu)又會(huì)影響超聲波的傳播、檢測(cè)特性和結(jié)果評(píng)價(jià)。

1.1 結(jié)構(gòu)示例

堆焊層檢測(cè)前，需要熟悉其結(jié)構(gòu)、材料和焊接工藝，以便確定檢測(cè)方法，編制合適的UT 工藝。圖1是承壓設(shè)備上常用的堆焊層結(jié)構(gòu)之一。復(fù)合板材和堆焊層焊材及其熔合區(qū)、熱影響區(qū)是關(guān)注重點(diǎn)。

圖1 堆焊層結(jié)構(gòu)和焊接細(xì)節(jié)示例

1.2 探頭選擇

當(dāng)遇到需將探頭直接置于余高磨平的焊縫檢測(cè)堆焊覆層與基材堆焊層的熔合情況，或置于覆層一側(cè)要檢測(cè)與基材的接合狀況時(shí)，可使用圖2所示的雙晶直探頭，其聲束一發(fā)一收；兩晶片需傾斜一定角度，使聲束有效焦點(diǎn)距離對(duì)中待檢區(qū)域。

1.3 校驗(yàn)試塊

ASME新版對(duì)堆焊層UT 靈敏度校驗(yàn)試塊規(guī)定了A、B、C、D四種類型，按校驗(yàn)方法和檢測(cè)目的選定。A、B、C三型適用于校驗(yàn)方法1，可按需選用一種（A是基本型，B、C是替代型）；D型適用于校驗(yàn)方法2。

圖2 堆焊層和覆層熔合狀況及復(fù)合板與基材接合狀況檢測(cè)用雙晶直探頭

1.3.1 A 型校驗(yàn)試塊

此基本校驗(yàn)試塊構(gòu)造和反射體設(shè)置見(jiàn)圖3中1個(gè)φ3mm 平底孔，1個(gè)φ1.5 mm 長(zhǎng)橫孔；平底孔底部與復(fù)合界面齊平，長(zhǎng)橫孔圓柱面與復(fù)合界面相切。堆焊層厚度至少與被檢試件堆焊層厚度相同，基材厚度至少為堆焊層厚度的2 倍。M為側(cè)面至焊縫軸線距離。

圖3 堆焊層UT 用A 型校驗(yàn)試塊（適于校驗(yàn)方法1）

1.3.2 B型校驗(yàn)試塊

φ3mm 平底孔試塊如圖4所示。4個(gè)平底孔的埋深分別為（1／4）CT、（1／2）CT、（3／4）CT和1CT（CT為堆焊層厚度）。堆焊層厚度至少與被檢試件堆焊層厚度相同，基材厚度至少為堆焊層厚度的2倍。圖4中全部φ3 mm 平底孔，孔徑容差和相對(duì)于堆焊層厚度的埋深容差均為±0.4mm。

圖4 堆焊層UT 用B型校驗(yàn)試塊（適于校驗(yàn)方法1）

1.3.3 C型校驗(yàn)試塊

系φ1.5mm 長(zhǎng)橫孔試塊，見(jiàn)圖5。4個(gè)長(zhǎng)橫孔的埋深分別為（1／4）CT、（1／2）CT、（3／4）CT和1CT（CT為堆焊層厚度）。堆焊層厚度至少與被檢試件堆焊層厚度相同，基材厚度至少為堆焊層厚度的2倍。圖5中全部φ1.5 mm 長(zhǎng)橫孔，孔徑容差和相對(duì)于堆焊層厚度的埋深容差均為±0.4mm，所有橫孔長(zhǎng)度至少為38mm。

圖5 堆焊層UT 用C型校驗(yàn)試塊（適于校驗(yàn)方法1）

1.3.4 D 型校驗(yàn)試塊

此基本校驗(yàn)試塊適用于校驗(yàn)方法2。其構(gòu)造和反射體設(shè)置，如圖6 所示。2 個(gè)φ10 mm 平底孔；2孔底部均與復(fù)合面齊平，深度分別相當(dāng)于堆焊層厚度和基材厚度。堆焊層厚度至少與被檢試件堆焊層厚度相同。當(dāng)從基材側(cè)表面進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，試塊基材厚度應(yīng)在25mm 以內(nèi)；當(dāng)從堆焊層表面進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，試塊基材厚度至少應(yīng)為堆焊層厚度的2倍。

圖6 堆焊層UT 用D 型校驗(yàn)試塊（適于校驗(yàn)方法2）

1.4 校驗(yàn)方法

堆焊層UT 靈敏度校驗(yàn)方法相關(guān)于校驗(yàn)試塊。

1.4.1 校驗(yàn)方法1

（1）A 型校驗(yàn)試塊法——φ3 mm 平底孔或φ1.5mm長(zhǎng)橫孔單點(diǎn)靈敏度校驗(yàn)法

探頭置于堆焊層側(cè)表面，對(duì)準(zhǔn)平底孔或長(zhǎng)橫孔，以從平底孔或長(zhǎng)橫孔獲得最高回波。調(diào)節(jié)增益，使孔的回波高度為滿屏高80%±5%，以此作為基準(zhǔn)靈敏度波高。注意，用橫孔測(cè)試時(shí)，雙晶探頭分割面（隔聲面）應(yīng)平行于橫孔軸線。

（2）B 型和C 型校驗(yàn)試塊法——φ3 mm 平底孔和φ1.5mm 長(zhǎng)橫孔DAC校驗(yàn)法

以平底孔為例，探頭置于堆焊層側(cè)表面，對(duì)準(zhǔn)最近點(diǎn)平底孔，以從該孔獲得最高回波。調(diào)節(jié)增益，使該孔回波高度為滿屏高80%±5%，以此作為基準(zhǔn)靈敏度波高。將該波高點(diǎn)標(biāo)繪在顯示屏上，不改變?cè)鲆嬷?，移?dòng)探頭，求得其他3點(diǎn)相應(yīng)平底孔的峰值回波幅度，將相應(yīng)波高點(diǎn)也標(biāo)繪在顯示屏上。最后，將4個(gè)波高標(biāo)繪點(diǎn)連點(diǎn)成線，以此作為φ3mm 平底孔的DAC曲線。

同理，也可作出長(zhǎng)橫孔DAC 曲線。注意，用橫孔時(shí)，雙晶探頭分割面（隔聲面）應(yīng)平行于橫孔軸線。

1.4.2 校驗(yàn)方法2

D 型校驗(yàn)試塊法——φ10 mm 平底孔單點(diǎn)靈敏度校驗(yàn)法。

探頭置于堆焊層側(cè)或基材側(cè)表面，對(duì)準(zhǔn)φ10mm平底孔，以使平底孔底部的第一回波達(dá)到最高波幅。調(diào)節(jié)增益，使該孔回波高度為滿屏高80%±5%，以此作為基準(zhǔn)靈敏度波高。

1.5 檢測(cè)方法

要使用的檢測(cè)方法首先取決于被檢工件（包括堆焊或包覆型式，基板和覆層材料等），其次是要檢出的缺陷位置和類型。表1～4列出的方法考慮了更為一般性的檢測(cè)要求；對(duì)四種情況下宜采用的優(yōu)化技術(shù)，提供了通用性指南［2］。表中橫線箭頭為橫波；一般箭頭為縱波。

1.6 注意事項(xiàng)［2］

（1）堆焊層對(duì)超聲傳播的影響：不銹鋼堆焊層的宏觀結(jié)構(gòu)會(huì)影響到聲傳播物理特性，如圖7，8所示。圖7中在晶粒界面上存在散射。

圖7 超聲波束通過(guò)柱狀晶粒時(shí)的橫截面

表1 從覆層表面檢測(cè)焊縫方法（也適用于檢測(cè)基材）

表2 從覆層表面檢測(cè)堆焊界面方法

表2（續(xù)）

表3 從基板表面檢測(cè)堆焊層方法

表4 從基板表面檢測(cè)焊縫方法（也適用于檢測(cè)基材）

圖8 超聲波束通過(guò)堆焊層時(shí)產(chǎn)生的反射和散射

（2）聲能損失和缺陷定位均與堆焊層厚度有關(guān)。圖9示出了堆焊層厚度對(duì)缺陷定位的影響，圖9中a為水平距離修正值，b為深度修正值。表5列出了一般缺陷定位適用的典型修正。此表有以下4個(gè)假設(shè)條件：①堆焊材料為不銹鋼。②基材為鐵素體。③堆焊層中柱晶取向近似垂直于板面。④堆焊層平覆在鏡面上。表5中T為堆焊層厚度。

圖9 缺陷的水平距離修正與深度修正

表5中給出的聲束角度和修正值是從覆層材料彈性常數(shù)導(dǎo)出的（通常為304不銹鋼），因而代表特殊的堆焊層材料。彈性常數(shù)不同的材料會(huì)在堆焊層中產(chǎn)生不同于表5所給出的聲束角度。

表5 缺陷水平和深度定位修正示例

在無(wú)限大固體介質(zhì)中，縱波聲速為：

在無(wú)限大固體介質(zhì)中，橫波聲速為：

式中：E為介質(zhì)彈性模量；G為介質(zhì)切變彈性模量；ρ為介質(zhì)密度；σ為介質(zhì)泊松比。

為此，對(duì)任何給定的堆焊材料，要用適當(dāng)?shù)陌嚓P(guān)材料的試樣，測(cè)出實(shí)際聲束角度。可見(jiàn)，堆焊層厚度會(huì)影響這些修正值。檢測(cè)前，先要測(cè)定堆焊層厚度。

若上述條件不能滿足，由于聲束分離等復(fù)雜性，表5規(guī)定的簡(jiǎn)單修正一般就不適用。為正確評(píng)析檢測(cè)結(jié)果，應(yīng)在下列部位測(cè)量堆焊層厚度：①在堆焊過(guò)程中可能已存在偏差的部位。②在已發(fā)現(xiàn)重要缺陷的部位。

2 管子的檢測(cè)

2.1 曲率劃分

被檢管子直徑有大有小。ASME 規(guī)范早有一條通則：凡直徑D大于500mm，校驗(yàn)試塊可用平面試塊。若D不大于500 mm，應(yīng)使用曲面試塊。單一曲面試塊的適用范圍：0.9～1.5Dc（Dc為曲面試塊的曲面直徑）。如Dc＝250 mm 的試塊，適于檢測(cè)直徑D為225～375 mm 的管子。圖10示出了校驗(yàn)試塊探測(cè)面與被檢試件（管子）表面曲率的適配限定值。A 為基本校驗(yàn)試塊；M 為0.9倍限值線；N為1.5倍限值線。

圖10 校驗(yàn)試塊探測(cè)面與試件表面曲率的適配限定值

2.2 校驗(yàn)試塊

管子Ⅰ型校驗(yàn)試塊的結(jié)構(gòu)和人工反射體設(shè)置，如圖11所示。若曲率和厚度許可，也可用圖12所示管子Ⅱ型校驗(yàn)試塊。Ⅰ型試塊曲率要求如上所述，試塊厚度T＝t±0.25t（t為被檢管子壁厚）。

圖11 管子UT 校驗(yàn)Ⅰ型試塊尺寸

這兩種試塊國(guó)內(nèi)尚未普及，宜推廣。ASME 管型試塊的設(shè)置形狀和反射體型式、方向、位置較切合實(shí)際，考慮了聲傳播和聲衰減在管材中的主要特性響應(yīng)。但試塊和反射體制作有一定難度。圖11中試塊長(zhǎng)L最小應(yīng)為200 mm 或8T（取兩者中較大值）；外徑D0不大于100mm 時(shí)，試塊弧長(zhǎng)最小應(yīng)為270°；D0大于100mm 時(shí)，試塊弧長(zhǎng)最小應(yīng)為200mm或3T（取兩者中較大值）；槽深最小應(yīng)為8%T，最大11%T，有堆焊層時(shí)，試塊堆焊層側(cè)的槽深，應(yīng)加上堆焊層厚度（即槽深最小為8%T＋CT，最大為11%T＋CT）；槽寬最大值并不很嚴(yán)。線槽可用電火花加工，或用R不大于3mm 銑刀端銑；槽長(zhǎng)應(yīng)足以為校驗(yàn)提供3∶1的信噪比。圖12中，弧長(zhǎng)應(yīng)滿足斜聲束校驗(yàn)。橫孔孔徑、長(zhǎng)度和容差與非管型校驗(yàn)試塊同（孔徑相關(guān)于試件、試塊厚度?？组L(zhǎng)至少38 mm）。深度位置（埋深）為（1／4）T、（1／2）T和（3／4）T的切向橫孔，應(yīng)確認(rèn)其埋深滿足孔長(zhǎng)的一半的要求。橫孔半徑應(yīng)加到埋深測(cè)量值上，以確保埋深值準(zhǔn)確。試塊厚度T小于19 mm 時(shí)，只需鉆（1／2）T橫孔；線槽為選用項(xiàng)，可結(jié)合試塊特點(diǎn)，采用圖7所示線槽；槽深最小應(yīng)為8%T，最大11%T；槽寬最大6mm，槽長(zhǎng)最小25mm。線槽可用電火花加工，或用R不大于3mm 銑刀端銑；槽長(zhǎng)應(yīng)足以為校驗(yàn)提供3∶1的信噪比。線槽離試塊邊緣或線槽與線槽間距不得小于T或38mm（取兩者中較大值）。

圖12 管子UT 校驗(yàn)Ⅱ型試塊

2.3 校驗(yàn)方法

2.3.1 斜探頭線槽校驗(yàn)法

在圖11所示管子UT 校驗(yàn)Ⅰ型試塊上，斜探頭對(duì)準(zhǔn)1T（0.5S）線槽，以求得最高回波。調(diào)節(jié)增益，使該回波為80%±5%滿屏高，以此作為基準(zhǔn)靈敏度波高。隨后，不改變?cè)鲆?，分別求得2T（1.0S）、3T（1.5S）線槽最高回波。由此求得3個(gè)波高點(diǎn)構(gòu)成的DAC曲線（見(jiàn)圖13）。對(duì)周向和軸向線槽要分別制作DAC 曲線，用DAC 曲線校驗(yàn)時(shí)，對(duì)橫坐標(biāo)代表的時(shí)間范圍和縱波代表的距離波幅均需校核、校準(zhǔn)。注意，對(duì)軸向線槽進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，線槽水平距離有曲面修正問(wèn)題。

圖13 管子UTⅠ型試塊線槽DAC曲線的繪制示例

2.3.2 斜探頭橫孔校驗(yàn)法

當(dāng)管壁厚度較大時(shí)，應(yīng)使用圖12所示管子Ⅱ型校驗(yàn)試塊中的橫孔制作DAC 曲線，以此DAC 曲線來(lái)校驗(yàn)靈敏度。測(cè)試?yán)L制方法如圖14所示，橫孔深度位置取4點(diǎn)：（1／4）T、（1／2）T、（3／4）T、（5／4）T；前3 點(diǎn) 用1 次 波（0.5S）測(cè)，最 后1 點(diǎn) 用2 次 波（1.0S）測(cè)。注意，DAC 曲線最高點(diǎn)（即80%±5%滿屏高），壁厚較大時(shí)，?。?／4）T孔的波高值；壁厚相對(duì)較小時(shí)，?。?／2）T孔的波高值。這是因?yàn)楸诤裥?，處于近?chǎng)區(qū)內(nèi)的聲壓變化不規(guī)則所致。因壁較薄、橫孔埋深較淺、近聲場(chǎng)距離較短，DAC 最高點(diǎn)有可能不在聲程最近點(diǎn)（如圖中（1／4）T孔）。

對(duì)軸向橫孔和周向橫孔均需制作DAC 曲線。用DAC曲線校驗(yàn)時(shí)，對(duì)橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)所代表的距離范圍和距離波幅，也均需分別校驗(yàn)。

圖14 管子UTⅡ型試塊橫孔DAC曲線的繪制示例

2.4 小口徑管檢測(cè)方法

管徑D0不大于89 mm 的管子稱為小徑管。采用相控陣技術(shù)，制定適當(dāng)?shù)膾卟楣に?，用聲線示蹤法，可顯示法規(guī)提出的檢測(cè)體積全覆蓋范圍，也能校核檢測(cè)角度適當(dāng)與否。相控陣可使用S掃或E 掃，并使用多道掃查，完成小徑管檢驗(yàn)。關(guān)鍵項(xiàng)目是解決小徑管聲束散焦，使用合適的掃查器［3］。

檢測(cè)依據(jù)：動(dòng)力管道常按ASME B31.1，工藝管道常按ASME B31.3。兩標(biāo)準(zhǔn)都允許采用UT，特別是AUT（超聲自動(dòng)檢測(cè)）。B31.1有規(guī)范案例CC 179，這是基于產(chǎn)品制造驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的AUT 規(guī)范案例［4］；B31.3有規(guī)范案例CC 181，這是基于斷裂力學(xué)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的AUT 規(guī)范案例［5］。

施探要領(lǐng)：①要求使用外形較小的陣列和掃查器。②超聲波束在管壁厚度內(nèi)有明顯散焦現(xiàn)象，最好能用曲面陣列或矩陣聚焦。③需用抽真空耦合。④要根據(jù)不同管徑、壁厚分別配置。⑤對(duì)缺陷在壁厚方向測(cè)高精度盡力提高；⑥按ASME 要求對(duì)每種管徑、壁厚都制作校驗(yàn)試管。

2.4.1 掃查布置

圖15是厚壁焊縫掃查布置示例，圖中示出了焊接坡口的聲束入射角。在某些情況下，此角度可能大于10°，不理想。ASME建議：采用兩次或兩次以上不同焊縫－探頭距離的S掃，可滿足對(duì)被檢焊縫適當(dāng)覆蓋的要求。

管壁厚度減薄時(shí)，焊縫覆蓋性趨向于用單行S掃較好，如圖16所示。此時(shí)，為保證焊縫全覆蓋，應(yīng)對(duì)焊縫兩側(cè)探傷。

圖15 適應(yīng)壁厚25mm 雙面焊縫坡口面的超聲入射角（箭頭所指）聲線示蹤圖例

圖16 對(duì)壁厚5mm 焊縫用標(biāo)準(zhǔn)相陣探頭45°～70°橫波作S掃查

但在某些情況下，用1.5S（S為跨距）波（俗稱三次波）檢測(cè)即可，如圖17所示。注意，這里只用到50°～65°的聲波掃查，這對(duì)S掃僅是較小角度范圍。通過(guò)掃查布置圖，可見(jiàn)不同角度的組合和位置可確定適當(dāng)覆蓋范圍。當(dāng)然，若需較大角度范圍，相控陣列校正也須適應(yīng)此范圍。在大多數(shù)情況下，可校正范圍總是小于楔塊幾何尺寸允許范圍。

圖17 對(duì)壁厚5mm 焊縫用相陣探頭50°～60°橫波1.5S（三次波）作S掃查

圖18，19 表示掃查布置應(yīng)用的另一問(wèn)題。圖18說(shuō)明有一段焊縫熱影響區(qū)因單行S掃，聲束未能掃到。圖19說(shuō)明若將探頭－焊縫距離從10 mm 調(diào)整到15mm（即作兩行S掃），聲束即實(shí)現(xiàn)全覆蓋。

圖18 對(duì)壁厚9mm 焊縫用標(biāo)準(zhǔn)相陣探頭45°～70°橫波作單行S掃查

圖19 壁厚9mm 用標(biāo)準(zhǔn)相控陣探頭45°～70°橫波增補(bǔ)一行S掃查

實(shí)際上，對(duì)壁厚9～10mm 的小徑管，用單行S掃聲束很難全覆蓋焊縫，一般要以不同的焊縫－探頭距離，進(jìn)行兩行或兩行以上的S掃。圖20即表示對(duì)壁厚10mm焊縫用兩行S掃查即可滿足全覆蓋的示例。

2.4.2 超聲缺陷定量

（1）管子缺陷周向測(cè)長(zhǎng)

圖20 對(duì)壁厚10mm 焊縫用標(biāo)準(zhǔn)相陣探頭45°～70°橫波作兩行S掃

小徑管超聲檢測(cè)有個(gè)固有問(wèn)題：超聲波束入射到管壁中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生散焦現(xiàn)象（見(jiàn)圖21），采用相控陣小探頭，頻率5 MHz，32陣元，聲闌10mm×7mm，焦深12mm。從技術(shù)上講，可使聲束在垂直面內(nèi)（徑向）聚焦，對(duì)缺陷進(jìn)行定量；但聲束在水平面內(nèi)（軸向）的散焦，會(huì)導(dǎo)致缺陷測(cè)長(zhǎng)結(jié)果明顯過(guò)大。因此，利用AUT和斷裂力學(xué)的方法優(yōu)勢(shì)，會(huì)相對(duì)減弱。

圖21 超聲波束進(jìn)入φ50mm×6mm 小徑管壁后沿曲面散焦?fàn)顟B(tài)的CIVA 建模圖

圖22 小徑管中φ2mm 平底孔徑用PA 聚焦聲束

要解決這個(gè)問(wèn)題，就要設(shè)法使聲束在管子周向聚焦。此法已在工業(yè)上得到應(yīng)用，但對(duì)大多數(shù)小徑管檢測(cè)定量尚未普及。目前，這種曲面陣列已可用于管道AUT。圖22即表示對(duì)管子底面的平底孔，用聚焦和非聚焦相陣探頭作線掃定量時(shí)的結(jié)果比較，可見(jiàn)聚焦測(cè)長(zhǎng)精確度明顯提高：缺陷實(shí)際長(zhǎng)度2mm，非聚焦陣列測(cè)出長(zhǎng)度為6.4mm，而聚焦陣列測(cè)出長(zhǎng)度為3.1mm，故有望減少返工或拒收率。

（2）管子缺陷壁厚方向測(cè)高

缺陷在壁厚方向的尺寸測(cè)量，即使在最有利的條件下，也是個(gè)大問(wèn)題，而薄壁小徑管有余高焊縫難度更大，特別是焊縫的內(nèi)外余高會(huì)產(chǎn)生假信號(hào)。通常，都使用折射角大的探頭，這使缺陷定量受幾何條件限制變得更困難。小徑薄壁管中缺陷較小，其頂端信號(hào)與基底信號(hào)往往不好分辨。用聲線示蹤法也改善不了多少，最佳方法可能就是針對(duì)過(guò)后要“解剖”的缺陷進(jìn)行操作驗(yàn)證演示。

2.4.3 超聲掃查硬件——掃查器

自動(dòng)和半自動(dòng)掃查器廣泛用于平板和大口徑管焊縫的超聲檢測(cè)，而適用于小徑管檢測(cè)的掃查器尚不多見(jiàn)。而且，小徑管往往成排管機(jī)構(gòu)，管管之間空間甚小，要求選用靈巧的小型掃查器，也要求盡量使用小型陣列探頭。

目前，小徑管掃查器已上市。圖23即適用于外徑為50～100 mm 的帶夾箍的掃查器。圖24為適于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)用的海力克斯小型掃查器。

圖23 裝有小徑管夾箍的掃查器

圖24 現(xiàn)場(chǎng)小徑管PAUT 用海力克斯掃查器

2.4.4 結(jié) 語(yǔ)

（1）ASME B31.3 規(guī)范案例CC181，允許AUT用于小徑管檢測(cè)。

（2）小徑管PAUT，無(wú)論是基于制造質(zhì)量的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，或是基于斷裂力學(xué)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，均需配置適當(dāng)掃查器和探頭陣列。

（3）提供合適的掃查布置圖是一項(xiàng)關(guān)鍵性要求，目前常用PA 設(shè)備已能配置聲線示蹤編程來(lái)畫(huà)出相應(yīng)掃查布置。

（4）借助于掃查布置圖，能確定聲束覆蓋范圍和入射角度適當(dāng)與否。

（5）ASME最新版對(duì)承壓設(shè)備（包括小徑管）焊接接頭的PAUT 工藝、校驗(yàn)方法及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)均有詳細(xì)規(guī)定。

（未完待續(xù)）