鄭　陽，鄭　暉，潘強華，楊　齊

(中國特種設備檢測研究院，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局無損檢測與評價重點實驗室， 北京 100029)

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國內外相控陣超聲檢測標準比較與分析

鄭陽，鄭暉，潘強華，楊齊

(中國特種設備檢測研究院，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局無損檢測與評價重點實驗室， 北京 100029)

由于相控陣超聲檢測技術的缺陷顯示形象直觀且檢測精度較高，近年來被廣泛應用于工業(yè)領域。為了適應相控陣超聲檢測工業(yè)應用的發(fā)展需求，國內外相關機構相繼開展了相關標準的制定工作，并發(fā)布了部分標準。主要對國內外相控陣超聲標準的體系及主要標準的內容進行了歸納、比較與分析，為我國相控陣超聲檢測標準的制定提供參考。

相控陣超聲；標準；超聲檢測；無損檢測

對缺陷進行準確定位、形象化表征、定性和定量評估是無損檢測技術追求的主要目標，特別是在一些涉及生命與環(huán)境安全的領域，如特種設備(壓力容器、管道、鍋爐和游樂設施等)、軌道交通、航空等領域，只有盡可能準確而完整地獲得結構中的缺陷信息，才能為產品質量控制、風險評估、健康監(jiān)測、壽命預測等提供可靠的數(shù)據支撐，減少和預防災難性事故的發(fā)生。在這樣的目標和需求驅動下，相較于A型脈沖回波和TOFD等方法,相控陣超聲檢測技術能獲得更多的波形信息，具有更高的缺陷檢測和評估能力，可以對缺陷進行2D甚至3D成像，缺陷顯示形象直觀，故近年來在工業(yè)領域得到了廣泛應用，代表著超聲檢測技術未來的發(fā)展方向。

為了適應相控陣超聲工業(yè)應用的發(fā)展需求，國內外有關機構相繼開展了相控陣超聲標準的制定工作。目前ISO(國際標準化組織)關于相控陣超聲的系列標準已發(fā)布，美國機械工程師學會(ASME)鍋爐及壓力容器規(guī)范也已將相控陣超聲應用標準列入到第V卷中，我國目前尚無系列化的相控陣超聲標準，而相控陣超聲檢測已經在航空航天、船舶航運、特種設備、核電設施、武器裝備等眾多領域展開了大量應用，因此迫切需要相應的相控陣超聲標準作為檢測依據和技術支撐。

筆者概述了相控陣超聲檢測技術，對國內外相控陣超聲標準的體系進行了歸納總結，從標準適用范圍、檢測人員要求、設備要求、檢測技術等級、檢測區(qū)域、檢測溫度、試塊、檢測范圍與靈敏度設置、缺陷評估、驗收準則、驗收報告等方面對國外主要標準內容進行了比較分析,可以為我國相控陣標準的制定工作提供參考。

1　相控陣超聲檢測

1.1概述

相控陣超聲檢測是一種通過對陣列傳感器的各獨立陣元按一定的延遲法則進行激勵、接收，合成特定形式的聲場，進行超聲波掃描成像檢測的技術。相較于常規(guī)超聲檢測，如超聲測厚、A型脈沖回波檢測和衍射時差法檢測等，其工作的物理基礎均為超聲波，遵循同樣的檢測規(guī)律，但在工作方式上又有所不同。常規(guī)超聲檢測儀器一般包含一個生成和接收超聲波的發(fā)生器和接收器，采用一個晶片自激自收或一對晶片一激一收的方式實現(xiàn)檢測。在較高級的系統(tǒng)中,發(fā)生器及接收器與編碼器和掃查器相配合，進行B掃描、C掃描成像檢測。一般而言,這樣的系統(tǒng)各通道間均獨立執(zhí)行常規(guī)的超聲檢測工作。相控陣超聲檢測儀器是多通道的激勵、接收系統(tǒng)，各通道間按照一定的延時法則協(xié)同工作，共同驅動由多個晶片組成的陣列傳感器，產生合成聲場進行超聲檢測。其聲場合成功能可以使用一個陣列傳感器合成多種不同折射角度的聲波進行掃查，還可以合成在一系列不同深度位置上動態(tài)聚焦的聲波，使得單個陣列傳感器可以執(zhí)行多種聲場形式的檢測。同時，它的成像功能更加豐富，從成像上可使操作人員觀察到相對的點到點的變化以及多角度的缺陷響應，從而有助于缺陷的辨別與定量。

1.2相控陣超聲檢測的優(yōu)勢

一般而言，相控陣超聲只是改變了聲場的產生和接收方式，檢測的物理機制依然是基于超聲波，它可用于執(zhí)行所有的常規(guī)超聲檢測。此外，基于多陣元合成聲場的工作方式，其還可以執(zhí)行眾多獨有的檢測功能，如扇形掃查(S-scan)、電子掃查(E-scan)和動態(tài)聚焦掃查等。扇形掃查時聲束偏轉角按預先設定的增量步長依次變化，覆蓋一定的角度范圍，相當于執(zhí)行了一組不同角度的斜入射檢測，經過信號處理可生成被測工件截面的檢測圖像。在不移動和更換傳感器的情況下，即可實現(xiàn)不同角度的斜入射檢測，不但提高了檢測效率，還極大地簡化了檢測幾何形狀較為復雜的工件的過程。聚焦掃查時，可以預設聚焦點掃查方式和路徑，如聲束聚焦點沿著一條線移動進行電子掃查(E-scan)，或是聚焦在一片區(qū)域內的各個點，提高對關鍵性缺陷進行精確定量的能力。

相控陣超聲檢測的局限性主要有：① 合成聲場的精度主要依賴于波速和通道間延遲精度，檢測環(huán)境溫度范圍大或是材料不均勻，對波速產生影響時，易使得合成聲場精度降低。② 儀器設備成本高。③ 技術難度大，對操作人員要求高。

2　國內外現(xiàn)有標準及體系

目前，國內外主要的相控陣超聲相關標準見表1。相控陣超聲標準體系包括：術語標準、設備標準和檢測標準，其中設備標準還可分為儀器、傳感器和系統(tǒng)組合性能三部分。目前以相控陣超聲為代表性的標準體系主要有歐盟及ISO標準、美國標準。標準體系對比如表2所示。歐盟及ISO標準體系較為完整。

在術語標準方面，美國標準體系中，沒有單獨相控陣超聲術語標準，而是在ASTME1316 Terminology for Nondestructive Examinations進行了規(guī)定，該標準僅列出了“壓電晶片陣列”、“電子掃描”、“聚焦法則”、“線陣探頭”、“面陣探頭”、“扇形掃描”等核心術語。而歐盟及ISO標準體系中，術語由EN16018專門規(guī)定，按照“與聲波相關的術語”、“與檢測設備相關的術語”、“與檢測相關的術語”三類詳細列出了79條。

在設備標準方面，美國標準體系的設備標準中沒有關于相控陣超聲儀器的標準。而歐盟及ISO標準中，ENISO18563-1詳細規(guī)定了相控陣超聲儀器本身的各項要求及部分性能的測試方法。我國目前的相控陣超聲標準中，沒有專門的術語標準。設備標準中，針對儀器和探頭各有一個計量標準，沒有類似于ENISO18563-1和EN16392-2作出對儀器和探頭制造要求、性能要求及測試方法的詳細標準。系統(tǒng)組合性能標準主要翻譯采用了ASTME2491標準。

在檢測標準方面，ISO13588被歐盟標準(ENISO13588)、英國標準(BSENISO13588)、德國標準(DINENISO13588)、法國標準(NFA89-512)、丹麥標準(DS/ENISO13588)等同采用。美國材料與實驗協(xié)會(ASTM)標準ASTM-E2700主要被現(xiàn)行(2015版)的ASMEBoiler and Pressure Vessel Code第V卷NondestructiveExamination采用，與超聲檢測的三個強制性附錄MandatoryAppendixIV、V和X，及一個非強制性附錄NonmandatoryAppendixP一起使用。國內目前已頒布實施的相控陣超聲檢測標準主要有石油天然氣行業(yè)標準SY/T6755和航天行業(yè)標準QJ20045。這兩個標準針對性較強，與歐盟及ISO標準、美國標準相比，缺乏通用性的相控陣超聲檢測標準。

表1　國內外主要的相控陣超聲工業(yè)應用標準

表2　相控陣超聲代表性的標準及體系

3　國內外相控陣超聲檢測標準比較分析

3.1適用范圍

各標準對相控陣超聲檢測的適用材料規(guī)定見表3，目前相控陣超聲標準所列主要適用的材料為碳鋼和鋁。ISO13588和ASTME2700均指出了其他金屬材料的檢測可參考其標準執(zhí)行。另外在ASMEMandatoryAppendixX中規(guī)定了相控陣超聲檢測高密度聚乙烯管道熔化焊對接接頭的方法。在工程實際中，相控陣超聲在復合材料、玻璃纖維和混凝土等材料的無損檢測方面也有眾多應用，目前的標準中尚未涉及。需要指出的是在標準制定的依據方面，ISO13588參數(shù)主要依據縱波波速為(5 920±50)m·s-1，橫波波速為(3 255±30)m·s-1的鋼材制定，檢測其他波速的材料時需考慮波速的差異。ASTME2700是基于鐵基、鋁材上的檢測經驗制定的。

表3　各標準關于相控陣超聲檢測適用材料的規(guī)定比較

各標準中關于檢測的結構對象主要為焊縫。表4中列出了各標準的適用焊接類型。而對于相控陣超聲檢測板和管原材料、鑄件、復雜結構件(如齒輪和螺柱等)的相控陣超聲檢測,現(xiàn)有標準尚未涉及。

各標準適用焊縫結構尺寸的規(guī)定見表5。ISO13588適用的材料厚度下限為6mm，沒有規(guī)定上限值。而ASTME2700規(guī)定了適用材料厚度范圍為9～200mm，但補充指出了對于超出此范圍的尺寸，如果能在模擬試塊上證明其檢測有效性，亦可采用。

表4　各標準關于相控陣超聲檢測適用焊接類型的規(guī)定比較

表5　各標準關于相控陣超聲檢測適用結構尺寸的規(guī)定比較

3.2檢測人員要求ISO13588、ASTME2700及ASMEMandatoryAppendixII中均對檢測人員應具備的證書資格、相關知識操作的培訓與考核作了相應規(guī)定。從事相控陣超聲檢測的人員資質基本采用基礎資質+相控陣超聲檢測資質的模式。

ISO13588規(guī)定從事檢測人員需按照EN473，ISO9712或其他等同文件取得相應級別的資質。同時，還應通過相控陣超聲技術的培訓和考核，考核結果應列在人員資質授權報告中。

ASTME2700規(guī)定從事檢測的人員需按照ANSI/ASNTCP-189,SNT-TC-1A,ISO9712,NAS-410或雇主/機構認可的類似文件，取得相應的資質。同時，還應通過培訓了解掌握相控陣超聲技術，對ASTME2700的掌握應列在人員資質授權報告中。此外ASTME2700中還對檢測機構的資質進行了相應的規(guī)定：如果合同中對檢測機構資質有要求，檢測機構需依據ASTME543取得相應的資質。

ASMEMandatoryAppendixIISupplemental Personnel Qualification Requirements For NDE Certification中更加明確地規(guī)定了PAUT資質申請人員需具有ASNT超聲II級，并經過80h的相控陣超聲檢測知識學習。另外,從事自動化或半自動化相控陣超聲檢測的人員還需接受相應的硬件和軟件培訓。

3.3設備要求

相控陣超聲檢測設備與器材主要有儀器、探頭和掃查裝置三部分。標準對設備與器材的要求,主要從儀器、探頭及系統(tǒng)組合性能三個方面進行規(guī)定。目前,國內外相關的相控陣超聲儀器、探頭及其組合性能參數(shù)要求及測試方法的標準見表1。

ISO13588在標準中僅對設備與器材的要求進行了簡要陳述，對相控陣超聲檢測的設備與器材的詳細要求主要在ENISO18563-1、EN16392-2和EN18563-3中進行詳細規(guī)定，這些標準分別對儀器、探頭、系統(tǒng)組合性能三方面進行了規(guī)定。

ASTME2700中對相控陣超聲儀器、探頭進行了詳細的說明，但并未對儀器與探頭的組合性能要求進行詳細規(guī)定，只是指出如果需要檢測時，需按照ASTME2491所規(guī)定的方法進行測試。

現(xiàn)從儀器、探頭、系統(tǒng)組合性能三方面對相關標準進行比較。

3.3.1檢測儀器要求

ISO13588標準對相控陣超聲檢測儀器的性能要求進行了規(guī)定,相應的檢驗方法主要由ENISO18563-1進行規(guī)定。ENISO18563-1中詳細規(guī)定了相控陣超聲儀器的功能、性能要求及相關測試方法。其要求也適用于自動化相控陣超聲檢測儀器，但可能需要附加其他額外的要求。儀器頻率范圍為0.5MHz～10MHz。該標準對制造商需提供的儀器技術參數(shù)，按通用指標、顯示、輸入/輸出、波束、發(fā)射、接收、數(shù)據采集、閘門、信號處理9類指標列出了88項參數(shù),且對儀器性能指標的測試要求分為型式試驗測試指標和每臺儀器出廠必測指標兩組。組一(前者)主要完成型號性能指標參數(shù)測定，選取代表儀器測量，需由更高級別的儀器和設備完成測試。組二(后者)對每臺儀器出廠測試、使用單位每隔12個月定期測試時需進行的性能指標參數(shù)測定作出了規(guī)定。這兩組測試按外觀、電池、穩(wěn)定性、顯示、波束、發(fā)射、接收、監(jiān)測門8類指標列出了34項參數(shù)，并對各參數(shù)的測試方法進行了詳細的規(guī)定。

美國標準體系中，沒有對儀器設備要求的專門標準，在ASTME2700中對相控陣超聲檢測儀器提出了部分主要功能和性能要求，主要內容見表6。

表6　ASTM E 2700關于相控陣超聲儀器的要求

3.3.2探頭要求

ISO13588標準對相控陣超聲探頭的性能要求及相應的檢驗方法主要由EN16392-2進行規(guī)定，其主要內容如表7所示。其中,對于傳感器中心頻率、帶寬、脈沖寬度、晶片間相對靈敏度變化的測量需對每一個陣元晶片進行檢驗。晶片間串擾的檢測要求為：隨機抽取某一晶片進行激勵，測量與其相鄰的晶片上的串擾信號；當晶片個數(shù)不超過64時，抽取兩個測量點，當晶片個數(shù)大于64時，需抽取四個測量點。

標準ISO13588，E2700中盡管對相控陣超聲探頭作了一些要求(見表8)，但并未明確相控陣超聲探頭需滿足的性能方面的要求。而在ASTM標準中，E2904規(guī)定了相控陣超聲探頭制造中的性能測試指標及檢測方法，然而此標準并未列入E2700的要求中。E2904與EN16392-2的相關對比見表7。

3.3.3儀器與探頭組合性能要求

ISO13588標準對相控陣超聲探頭的性能要求及相應的檢驗方法主要由ENISO18563-3規(guī)定。此標準主要適用于線陣探頭進行接觸式或液浸式檢測時的儀器設備(如儀器、傳感器和連接線)組合性能測試，頻率范圍為0.5MHz～10MHz,主要為了驗證儀器設備的操作正確性、測試聲束特性和系統(tǒng)老化。

表7　相控陣超聲探頭性能與測試標準的相關要求與驗收準則比較

表8　ASTM E 2700對相控陣超聲探頭的要求

盡管ASTME2700標準中沒有對儀器與探頭的組合性能進行詳細要求，但對約定以特定的方法進行檢測時，需按照ASTME2491規(guī)定的方法對儀器的性能進行測試，以確定能實現(xiàn)檢測。ASTME2491中規(guī)定的相控陣超聲性能測試項目有：聲束輪廓、聲束偏轉范圍、陣元有效性、相控聚焦能力、參數(shù)和數(shù)據顯示的計算機控制、楔塊衰減和延遲補償、儀器線性，并對相應的測試方法進行了規(guī)定。

3.4檢測技術等級

為了滿足不同工業(yè)應用對焊縫質量級別控制的要求，一般需要定義檢測技術等級，用于規(guī)定檢測覆蓋和檢測方式，以有效檢測不同質量級別所要求發(fā)現(xiàn)的潛在缺陷。

E2700中沒有明確對檢測的技術等級進行規(guī)定。其對檢測覆蓋、檢測方式的要求在檢測程序中進行了原則性描述，即:① 掃查程序由掃查計劃建立，探頭位置與路徑需保證聲場對焊縫及鄰近區(qū)域(如熱影響區(qū))的覆蓋，可能的情況下焊縫兩側均應進行檢測。② 如果發(fā)現(xiàn)橫向裂紋，探頭需平行于焊縫進行檢測。對于常見典型對接、T型焊縫，ASTME2700標準給出了掃查方式的圖例。

ISO13588中規(guī)定了A、B、C和D四個檢測技術等級，這些檢測技術等級與ISO5817中規(guī)定的質量等級相對應。檢測技術等級D主要用于對特殊應用的情況進行規(guī)定，如檢測非鐵素體鋼、聲場只能部分穿透焊縫、全自動相控陣超聲檢測、檢測材料溫度超出標準規(guī)定范圍等情況。

3.5檢測區(qū)域

ISO13588中規(guī)定檢測區(qū)域取以下兩者中區(qū)域較大者：焊縫及其熱影響區(qū)，或焊縫及其兩側各10mm區(qū)域(當為激光焊或電子焊時，取5mm)。

ASTME2700中規(guī)定檢測區(qū)域為焊縫及其熱影響區(qū)。

3.6檢測溫度

ISO13588規(guī)定當不使用高溫傳感器和耦合劑時，檢測方法適用于表面溫度范圍為0～50 ℃被檢材料。檢測超出此溫度范圍的材料時，需驗證方法的適用性。

ASTME2700對檢測適用的溫度范圍沒有規(guī)定，僅要求在接觸式檢測時，參考試塊與被檢材料表面的溫度變化不能超過15 ℃。

3.7試塊

試塊一般分為標準試塊、對比試塊和模擬試塊。

在ISO13588中主要規(guī)定了對比試塊，其主要作用有：① 驗證所有檢測設置(如聲場覆蓋、靈敏度設置等)的有效性；② 用于檢測過程中每4個小時進行檢測完成后的設置校驗。按照檢測技術等級(A、B、C和D級檢測)，從試塊的材料、形狀與尺寸、參考反射體三方面規(guī)定了相應的對比試塊，相關要求如表9所示。

ASTME2700中對比試塊主要用于距離-幅值曲線校正，關于對比試塊的相關規(guī)定也主要體現(xiàn)在這一部分中。相應要求如表9所示。

3.8范圍與靈敏度設置一般情況下，在檢測開始前或是檢測發(fā)生變化時，都需要首先進行檢測范圍及靈敏度設置。ISO13588和ASTME2700中的相關要求比較如表10所示。

表9　各標準關于對比試塊的規(guī)定比較

表10　各標準關于范圍與靈敏度設置規(guī)定的比較

3.9檢測數(shù)據分析與解釋

相控陣超聲檢測和傳統(tǒng)超聲檢測均是基于超聲的原理和方法，而且信號分析方法非常類似。但是相控陣超聲有非常豐富的缺陷成像方式，如基本的扇形掃描(S-scan)和電子掃描(E-scan)顯示方式，及配合掃查編碼器產生的B、C、D掃描顯示方式，它們能夠為缺陷的定性和定量分析提供更多的支持。

在缺陷定量評估方面，ISO13588和ASTME2700均要求對缺陷進行定位、對長度和高度定量，并給出了缺陷定量評估的方法，如表11所示。其中缺陷長度指沿焊縫方向尺寸，缺陷高度指沿被檢材料厚度方向尺寸。ISO13588 中明確提出了進行相控陣超聲檢測數(shù)據分析與解釋的五個步驟,評估相控陣超聲數(shù)據質量,確定相關顯示缺陷的位置和尺寸,定量缺陷評估。ASTME2700中按手動掃查和帶編碼器掃查兩種方式，分別對缺陷顯示評估進行了一般性的原則規(guī)定。

在缺陷定性評估方面，ASMEBPVCV第四章NomandatoryAppendixP對焊縫中常見的幾種缺陷(側壁未熔合、氣孔、焊趾裂紋、未焊透、夾渣)的相控陣超聲檢測信號及圖譜特征進行了描述，提供了缺陷定性的基本思路。

表11　各標準關于缺陷評估的相關規(guī)定比較

3.10驗收準則

針對焊縫加工制造過程中的驗收準則，ASME和ISO標準體系中相關的標準如表12所示。

ASTME2700規(guī)定按業(yè)主和檢測方合同約定的驗收準則對相關顯示進行評定。ASME在第四章強制性附錄七和八中分別提出了采用自動和半自動超聲檢測時的兩種驗收準則依據：制造質量和斷裂力學?；谥圃熨|量的驗收準則主要依據焊縫中缺陷種類的性質(如裂紋、未融合、未焊透、夾渣等)和尺寸(如長度)對焊縫進行驗收，適用于在制檢測?；跀嗔蚜W的驗收準則,主要依據焊縫中缺陷的種類(如表面缺陷、亞表面缺陷等)和尺寸(如長度、穿壁高度等)對焊縫驗收，適用于在役檢測。ASME中關于這兩種驗收準則在文獻[1]中已有詳細分析，此處不再贅述。

ISO13588規(guī)定需按特定的驗收標準進行質量分級，相關顯示按合格和不合格評定。ISO標準體系中的驗收準則是通過一系列標準來確立的，如圖1所示。其主要思想是焊接質量等依據缺陷實際尺寸劃分，缺陷尺寸的測量需通過一種或幾種無損檢測方法確定，焊接質量等級與不同無損檢測方法驗收準則的對應關系由ISO17635規(guī)定。對于某一種無損檢測方法，相應的標準組合又分為檢測標準、缺陷判定標準和驗收標準。由于ISO相控陣檢測標準屬于新開發(fā)標準，尚未列入圖1所示的超聲檢測方法標準體系中，但ISO13588中提到的按特定的驗收標準進行質量分級，主要也是依據此體系。

表12　ASME和ISO標準體系中驗收準則相關標準

圖1　ISO標準體系中焊接質量控制及無損檢測驗收準則的確立

3.11報告

關于報告中必須體現(xiàn)的相關內容要求，ISO13588按“參考標準、焊縫、設備器材、檢測技術、相控陣設置和檢測結果”六類內容逐條進行了要求。ASTME2700中未對報告內容進行分類，但所要求內容也覆蓋到了這六類。其對比如表13所示，ISO13588中對各條內容規(guī)定仔細，而ASTME2700中有許多項未做相應要求(見“-”項)。另外ASTME2700中提出了對“編碼器、激勵模態(tài)和方式”的要求，這些在ISO13588中未做明確要求。

表13　各標準關于報告要求內容的比較

表13(續(xù))

4　總結與展望

(1) 在標準體系方面，相控陣超聲標準體系主要包括：術語標準、設備標準和檢測標準，其中設備標準還可分為儀器、傳感器和系統(tǒng)組合性能三部分。EN、ISO標準體系較為完備。

目前國內相應的標準狀況是：① 沒有專門的術語標準;② 設備標準中，針對儀器和探頭各有一個計量標準，沒有對儀器和探頭制造要求、性能要求及測試方法進行詳細規(guī)定的標準，系統(tǒng)組合性能標準主要翻譯采用了ASTME2491標準;③ 檢測標準主要有石油天然氣行業(yè)標準和航天行業(yè)標準，這些標準針對性較強，與歐盟及ISO標準、美國標準相比，缺乏通用性。因此國內的相控陣超聲標準體系尚待完善。

(2) 在適用材料方面，目前相控陣超聲檢測標準主要適用于碳鋼和鋁等金屬材料，以及高密度聚乙烯材料。而工程實際中，相控陣超聲在復合材料、玻璃纖維和混凝土等材料無損檢測方面已有眾多應用，現(xiàn)有標準中尚未涉及。

(3) 在結構對象方面，國內外相控陣超聲檢測標準主要針對焊縫檢測，對于原材料(如板材、管材、鍛件等)、復雜結構件(如螺栓、齒輪、軸等)的檢測方法未做明確規(guī)定。鑒于相控陣超聲豐富的成像功能及對缺陷定性定量檢測的能力，其在原材料的缺陷自動化檢測，關鍵復雜結構件的高精度缺陷檢測中，具有極其重要的應用，未來對相關標準需求很大。

(4) 在缺陷評估方面，目前的標準中，ENISO標準體系中并未給出詳細的缺陷定性判定的方法，ASTM的非強制性附錄中給出了焊縫常見典型缺陷的相控陣超聲檢測信號和圖譜特征。然而相控陣超聲檢測是一種仍在快速發(fā)展的技術，特別是隨著電子、信號處理、高精度加工技術的發(fā)展，儀器通道數(shù)不斷增加、延遲精度越來越高，眾多先進的成像與缺陷重構理論(如全矩陣聚焦成像、拓撲成像等)不斷涌現(xiàn)，這些都在不斷提高著相控陣超聲技術在缺陷定性定量評估方面的能力，標準中需要體現(xiàn)更多缺陷評估方面的內容。

(5) 在質量分級方面,國內標準，特別是體系較完備、應用較廣泛的NB/T47013《承壓設備無損檢測》標準體系中，一般在標準中對質量分級有明確的規(guī)定，如超聲檢測和衍射時差法超聲檢測。但對于缺陷質量的分級,各檢測方法標準相互間是獨立規(guī)定的，而相關設備制造規(guī)范和標準中，對無損檢測方法的規(guī)定，主要是引用相關方法的質量等級。這就可能存在標準間質量分級不一致的情況，即采用某一種方法檢測合格的產品，用另一種方法檢測不合格。鑒于相控陣超聲檢測較傳統(tǒng)超聲檢測具有更高的缺陷定性定量能力，在質量分級方面，需要考慮與現(xiàn)有標準質量等級一致的問題。潛在的解決方法主要有兩種，一種是嚴格依據現(xiàn)有的無損檢測方法質量分級，相控陣超聲檢測質量分級與各主要方法保持一致；另一種是結合歐美標準中驗收準則的優(yōu)點，在制過程檢測基于制造質量進行，在役過程檢測基于斷裂力學進行，均以實際缺陷種類和尺寸為依據，而所有的無損檢測方法所得的缺陷顯示嚴格依據實際缺陷種類和尺寸進行統(tǒng)一，保持各方法驗收準則的一致性。

展望未來，相控陣超聲檢測具有檢測方式眾多、成像功能豐富、缺陷定性可靠和定量精度高、適用材料和結構廣泛、易實現(xiàn)自動化、對環(huán)境和操作人員無害等眾多優(yōu)點，具有廣泛的應用前景。同時隨著電子技術、信號處理技術的發(fā)展，相控陣超聲檢測技術仍在迅速發(fā)展，代表了超聲無損檢測技術未來發(fā)展的方向，相關標準的開發(fā)與制定需求量很大。

[1]李衍.ASME標準新版中有關相控陣超聲成像檢測的要點評析 第一部分：兩種方法要求[J]. 無損檢測，2015，37(7)：6-9.

ComparisonandAnalysisofDomesticandForeignPhasedArrayUltrasonicStandards

ZHENGYang,ZHENGHui,PANQiang-hua,YANGQi

(KeyLaboratoryofNondestructiveTestingandEvaluationofAQSIQ,ChinaSpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute,Beijing100029,China)

Duetotheadvantagesofintuitivedefectsimage,highreliabilityforflawidentificationandinspectionprecisionfordefectsize,phasedarrayultrasonicnondestructivetestingtechnologyhasbeenwidelyappliedinindustryinrecentyears.Tomeettheincreasingrequirementsofindustryapplication,relatedagencieshaveworkedonthestandarddevelopment.Andsomeofstandardshavebeenimplemented.Thispapermainlycomparedthestandardsystemandcontentsofmaininternationalstandards.Itcanprovidereferencesforthestandarddevelopmentofourcountry.

Phasedarrayultrasonic;Standard;Ultrasonictesting;Nondestructivetesting

2015-12-26

國家質檢總局科技計劃資助項目(2014QK252)

鄭陽(1984-),男,博士,高級工程師,研究領域為無損檢測與評價。

鄭陽,E-mail:zhengyangchina@126.com。

10.11973/wsjc201607015

TU317;TG115.28A

1000-6656(2016)07-0056-10