史亦韋，潘 鋒，王利丹，趙 夢

(1.中國航發(fā)北京航空材料研究院，北京100095；2.中國合格評定國家認可中心，北京100062)

相控陣超聲檢測(PAUT)技術(shù)具有更形象的缺陷顯示方式，更完整準(zhǔn)確的缺陷評定能力，更快速的掃查方式，在各個工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛推廣和應(yīng)用[1]。在碳鋼焊縫超聲檢測中的應(yīng)用已基本成熟，國內(nèi)外均已形成了系列化的相控陣超聲檢測標(biāo)準(zhǔn)。在近年的中國合格評定國家認可委員會(CNAS)檢測實驗室認可活動中，已有多個實驗室申請認可了相控陣超聲檢測能力。然而，由于相控陣超聲檢測技術(shù)在設(shè)備、檢測操作、數(shù)據(jù)解讀等方面復(fù)雜程度較高，在設(shè)備的校準(zhǔn)與核查方面，與常規(guī)超聲檢測技術(shù)相比存在較大差異，國內(nèi)尚未形成統(tǒng)一認識，導(dǎo)致各實驗室在檢測操作和技術(shù)管理方面存在不足，實驗室認可評審工作也在人員能力確認、設(shè)備要求確認、關(guān)鍵工藝控制等方面存在難點。

文章在分析相控陣超聲檢測能力認可現(xiàn)狀和現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)要求的基礎(chǔ)上，依據(jù)相控陣超聲檢測技術(shù)特點以及該技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，從人員、設(shè)備、關(guān)鍵控制點等方面提出了相控陣超聲檢測能力實驗室認可評審的具體要求建議，也為相關(guān)實驗室規(guī)范該技術(shù)的應(yīng)用提供了借鑒。

1 相控陣超聲檢測能力實驗室認可現(xiàn)狀

CNAS實驗室認可的檢測能力描述按照檢測對象、項目/參數(shù)、領(lǐng)域代碼、檢測標(biāo)準(zhǔn)、說明及備注等方面展開。通常檢測對象為被檢測對象的描述，項目/參數(shù)通常描述為超聲檢測、射線檢測等，已經(jīng)獲得相控陣超聲檢測能力認可的實驗室的能力表中，有的將參數(shù)描述為超聲檢測，有的描述為相控陣超聲檢測，最終準(zhǔn)確代表其能力的是檢測對象、檢測標(biāo)準(zhǔn)，加上說明欄目中的限定條件，這些也同時是認定檢測報告是否在認可范圍內(nèi)的依據(jù)。

與相控陣超聲檢測技術(shù)有關(guān)的主要國際標(biāo)準(zhǔn)、ASTM(美國材料實驗協(xié)會)標(biāo)準(zhǔn)、我國國家標(biāo)準(zhǔn)、國內(nèi)各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。表1中同時給出了各標(biāo)準(zhǔn)所涉及的獲認可實驗室數(shù)量。

從表1可以看出，CNAS實驗室認可的9項檢測方法標(biāo)準(zhǔn)均為焊縫的檢測標(biāo)準(zhǔn)，其中1項(標(biāo)準(zhǔn)ISO 19285:2017)為焊縫相控陣超聲檢測的驗收標(biāo)準(zhǔn)。獲認可實驗室最多的是標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32563-2016，共有13家實驗室獲得認可，其次是標(biāo)準(zhǔn)ISO 13588:2019和ASTM E2700-20。其余3項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(石油、電力、航天)和2項企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，獲認可實驗室較少。

表1 相控陣超聲檢測標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)CNAS官網(wǎng)信息，已獲相控陣超聲檢測能力相關(guān)認可的檢測實驗室有22個。從檢測實驗室行業(yè)分布看，特種設(shè)備行業(yè)有4個，航空航天行業(yè)有2個，質(zhì)檢機構(gòu)和檢測公司有9個，電力行業(yè)有1個，船舶行業(yè)有3個，建筑行業(yè)有1個，有色金屬和冶金行業(yè)有2個。這些數(shù)量遠少于獲常規(guī)超聲檢測方法認可的實驗室，也遠少于目前已擁有相控陣超聲檢測設(shè)備的數(shù)量,擬開展相控陣超聲檢測的實驗室數(shù)量分析，其數(shù)量較少的原因與檢測人員的培訓(xùn)與認證，以及設(shè)備、檢測操作、數(shù)據(jù)解讀的復(fù)雜性等因素有關(guān)。

2 相控陣超聲檢測人員的能力要求

無損檢測技術(shù)的特點之一是不能僅從儀器給出的數(shù)據(jù)直接得出結(jié)論，檢測人員的操作和人為評判對結(jié)果影響極大。相控陣超聲檢測的基本原理仍然是超聲檢測，但是由于采用陣列探頭代替了單一晶片探頭，在聲束的控制、掃查的方式以及數(shù)據(jù)的表達形式等方面均不同于常規(guī)超聲檢測，影響具體的檢測操作和數(shù)據(jù)的解讀。因此，從事相控陣超聲檢測的人員需要經(jīng)過專門的培訓(xùn)和資格確認。

從檢測標(biāo)準(zhǔn)中的要求來看，國際標(biāo)準(zhǔn)、ASTM標(biāo)準(zhǔn)、ASME標(biāo)準(zhǔn)均首先要求檢測人員應(yīng)按照通用的無損檢測人員資格認證標(biāo)準(zhǔn)取得超聲檢測資格證書，在此基礎(chǔ)上，增加相控陣超聲檢測的專門培訓(xùn)。ISO 13588:2019和ASME標(biāo)準(zhǔn)同時對考試進行了要求。其中ASME標(biāo)準(zhǔn)給出了最詳細的資格認證要求，要求相控陣超聲2級人員在超聲2級基礎(chǔ)上增加80 h的PAUT培訓(xùn)，320 h的實踐經(jīng)歷，自動和半自動檢測還應(yīng)增加設(shè)備的軟硬件培訓(xùn)。2級實際操作考試應(yīng)至少包括2個試件，每個試件包含2個缺陷。相控陣超聲3級人員要求持有超聲3級證，并滿足關(guān)于2級人員的相控陣超聲檢測技術(shù)培訓(xùn)、實踐經(jīng)歷和考試要求，具有編制檢測規(guī)程的經(jīng)歷，熟練地評價相控陣超聲檢測結(jié)果的能力。國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)大多也是要求在按照常規(guī)無損檢測人員資格認證的基礎(chǔ)上，增加相控陣超聲檢測的培訓(xùn)，掌握專門的知識和能力。其中標(biāo)準(zhǔn)GB/T 32563-2016提出了取得相控陣超聲檢測專項資格證書的要求。

表2為國內(nèi)各行業(yè)關(guān)于相控陣超聲檢測人員認證的相關(guān)要求和現(xiàn)狀，主要有通用機械行業(yè)、特種設(shè)備行業(yè)、電力行業(yè)、船舶行業(yè)等。至今為止，各行業(yè)頒發(fā)的相控陣超聲檢測資格證書以2級資格居多，總數(shù)約為500人。頒發(fā)3級證書的只有電力行業(yè)和船舶行業(yè)，總數(shù)約為100人。

表2 國內(nèi)各行業(yè)關(guān)于相控陣超聲檢測人員認證要求和現(xiàn)狀

相控陣超聲檢測實際上是超聲檢測領(lǐng)域的一項特殊技術(shù)，相關(guān)人員首先應(yīng)滿足超聲檢測的基本要求，同時應(yīng)具備相控陣超聲檢測的專門知識和能力。從各行業(yè)的考核規(guī)則來看，均要求已持有超聲檢測同級資格證書才能報考，特種設(shè)備、電力行業(yè)、船舶行業(yè)的考核規(guī)則要求取得2級資格之后18個月或24個月方能報考相控陣超聲檢測2級資格。

從目前國內(nèi)的人員認證情況來看，由于相控陣超聲檢測技術(shù)已經(jīng)較成熟地應(yīng)用于焊縫檢測，需求較大的行業(yè)也集中于幾個以焊縫檢測為主要超聲檢測對象的行業(yè)。由于特種設(shè)備行業(yè)剛開始相關(guān)認證，因而已認證總?cè)藬?shù)較少。隨著標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47013.15 《承壓設(shè)備無損檢測 第15部分：相控陣超聲檢測》的發(fā)布和特種設(shè)備行業(yè)相控陣超聲檢測人員認證的開展，持證人員將會大幅度上升。對于授權(quán)簽字人和技術(shù)監(jiān)督人員，建議以通用要求與專門要求相結(jié)合的方式，即要求授權(quán)簽字人應(yīng)同時持有超聲檢測3級證書和相控陣超聲檢測2級資格證書，技術(shù)監(jiān)督人員應(yīng)持有相控陣超聲檢測2級資格證書。

3 相控陣超聲檢測設(shè)備校準(zhǔn)與核查要求

相控陣超聲檢測儀器和系統(tǒng)具有與傳統(tǒng)超聲檢測系統(tǒng)相似的單個組件，這些系統(tǒng)基于單通道或多通道脈沖回波單元，包括脈沖發(fā)生器、接收器、探頭和連接電纜等。主要的區(qū)別在于，相控陣超聲探頭由一系列單獨接線的陣元組成，通過相控陣超聲檢測儀器多通道的發(fā)射和接收系統(tǒng)可對這些陣元進行編程延時單獨激勵。檢測時可通過改變使用的陣元數(shù)量和每個陣元之間的脈沖激勵延遲時間來控制聲束。相控陣超聲檢測可獲得的聲束偏轉(zhuǎn)程度取決于陣元數(shù)量、陣元間距、陣元尺寸、陣列形狀、陣元的諧振頻率、聲束進入的材料、相鄰脈沖發(fā)生器和接收器之間脈沖發(fā)射可能的最小延遲以及脈沖發(fā)生器的電壓特性等。相控陣超聲檢測系統(tǒng)通常采用計算機控制脈沖發(fā)射和接收參數(shù)，接收的信號也通過計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在計算機屏幕上顯示并存儲。大多數(shù)相控陣超聲檢測系統(tǒng)在自動和半自動掃查中使用編碼器。由此可以看出，相控陣超聲檢測系統(tǒng)的性能參數(shù)必然包含常規(guī)超聲檢測儀器的電氣性能，同時還增加了與探頭多陣元、延時激勵相關(guān)的電氣性能，以及與軟件聲束控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)顯示相關(guān)的性能。

3.1 相控陣超聲檢測系統(tǒng)性能測試標(biāo)準(zhǔn)

由于相控陣超聲檢測系統(tǒng)與常規(guī)超聲檢測系統(tǒng)有明顯差異，原有超聲檢測系統(tǒng)的性能評價參數(shù)不能覆蓋相控陣超聲檢測系統(tǒng)的性能參數(shù)，因此不能直接采用原超聲檢測系統(tǒng)的性能評價標(biāo)準(zhǔn)。近年來，國內(nèi)外發(fā)布了一系列專用于相控陣超聲檢測系統(tǒng)的性能評價標(biāo)準(zhǔn)(見表3)。

表3 相控陣超聲檢測系統(tǒng)性能評價相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

上述標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)ISO 18563-1:2015和JB/T 11779-2014是關(guān)于相控陣超聲檢測儀器制造商需要滿足的檢驗要求。其中要求的性能測試項目均為儀器的硬件電路的特性，未涉及軟件功能，也排除了探頭特性的影響。性能測試分為型式試驗和出廠檢驗，型式試驗項目有30余項，主要分為整體穩(wěn)定性、顯示特性、脈沖發(fā)生器性能、接受器性能以及監(jiān)控門性能等。

表4為2份標(biāo)準(zhǔn)中要求的出廠檢驗項目，主要內(nèi)容為脈沖發(fā)生器和接受器的部分性能參數(shù)(表中① 為標(biāo)準(zhǔn)ISO 18563:2015,② 為標(biāo)準(zhǔn)JB/T 11779-2014)。2份標(biāo)準(zhǔn)均要求了一些常規(guī)超聲檢測儀具有的性能，如發(fā)射脈沖上升時間、持續(xù)時間以及接收器頻率響應(yīng)和線性參數(shù)等，但相控陣超聲檢測儀器需要針對儀器中可同時激勵和接收超聲脈沖的所有通道進行測試。ISO 18563-1:2015還要求了一些相控陣超聲檢測儀器特有的性能，如通道間增益變化、發(fā)射和接收的時間延遲線性等。

表4 相控陣超聲檢測儀出廠檢驗性能測試項目

使用方在采購儀器后，需根據(jù)具體使用的要求配用不同形式和參數(shù)的探頭，并設(shè)置特定的聚焦方式、掃查方式和顯示方式。儀器與探頭組合后的使用性能是實際檢測中更直接影響檢測能力和效果的性能。ISO 18563-3:2015、GB/T 29302-2012和ASTM E2491-13(2018)是3份相控陣超聲檢測系統(tǒng)組合性能的測試標(biāo)準(zhǔn)，其中標(biāo)準(zhǔn)GB/T 29302-2012修改自ASTM E2491-06，內(nèi)容與ASTM E2491-13(2018)類似。標(biāo)準(zhǔn)中明確說明了評價這些性能的目的，其目的在于檢測特定相控陣超聲檢測儀或系統(tǒng)性能長期的變化，以發(fā)現(xiàn)相控陣超聲檢測儀和系統(tǒng)的潛在故障，并在必要時進行維修。組合性能測試項目所用的測試方法僅需使用特定試塊和相控陣超聲檢測系統(tǒng)，因而可以由使用方在工作現(xiàn)場進行測試。

表5為3份標(biāo)準(zhǔn)中的組合性能測試要求。其中包括了目視檢查、陣元和通道、聲束特性、成像檢查、儀器線性、楔塊磨損等方面(表中① 為標(biāo)準(zhǔn)ISO 18563-2：2017；② 為標(biāo)準(zhǔn)GB/T 29302-2012)。從這些測試項目的特點來看，除了儀器線性以外，其他項目均與相控陣超聲探頭多陣元的特點相關(guān)，因而與常規(guī)超聲檢測系統(tǒng)的組合性能差異較大。如陣元和通道相關(guān)性能，考察多通道儀器和多陣元探頭相匹配時的正確性和各陣元間的性能一致性，以及各陣元組合使用的性能。聲束特性的特殊性在于相控陣超聲探頭的聲束可控性和陣元使用的可變性，使得同一探頭產(chǎn)生多種組合的多種聲束。此外，由于相控陣超聲檢測采用圖像顯示方式并基于圖像進行評定，成像準(zhǔn)確度也是一項重要的性能測試項目。

表5 相控陣超聲檢測系統(tǒng)組合性能的測試要求

ISO 18563-3:2015標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分了初次使用前和定期校驗的測試項目，除了給出測試方法外，還給出了具體的判定準(zhǔn)則。此外，該標(biāo)準(zhǔn)針對相控陣超聲探頭的工作模式進行了詳細分析，按照動態(tài)孔徑數(shù)量、每個孔徑的發(fā)射次數(shù)或延遲法則數(shù)、延遲法則類型的不同組合，歸納為6種工作模式，對每種模式的聲束特性測試中需使用的聲束進行了明確的規(guī)定，這是該標(biāo)準(zhǔn)的獨到之處。

表6為標(biāo)準(zhǔn)JJF 1338-2012 中的校準(zhǔn)項目及參考合格標(biāo)準(zhǔn)，可以看到，其與ISO 18563-3:2015、GB/T 29302-2012(ASTM E2904-17)等標(biāo)準(zhǔn)有很大的差異，所有項目都是與相控陣超聲檢測成像時缺陷的分辨力和幾何尺寸的測量誤差有關(guān)。其中分辨力、角度范圍與探頭的參數(shù)、性能以及儀器的發(fā)射、接收性能相關(guān)，測量誤差與儀器的數(shù)據(jù)采集功能、成像軟件的計算能力相關(guān)，這些參數(shù)是一種儀器和探頭組合性能的間接綜合驗證。JJF 1338-2012校準(zhǔn)規(guī)范對相控陣超聲檢測系統(tǒng)組合性能的校驗要點覆蓋不完全，尤其是缺少儀器線性等與缺陷信號的幅度定量相關(guān)的性能，以及系統(tǒng)組合靈敏度、聲束特性等與缺陷檢出相關(guān)的性能。另外，所有測試都需結(jié)合使用方所使用的聚焦方式和掃查方式，由使用方確定具體校驗的聲束組合。

表6 標(biāo)準(zhǔn)JJF 1338-2012 中的校準(zhǔn)項目及參考合格標(biāo)準(zhǔn)

3.2 相控陣超聲檢測標(biāo)準(zhǔn)對儀器設(shè)備的要求

通過對表1中的各相控陣超聲檢測標(biāo)準(zhǔn)進行分析，國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 13588:2019和ISO 20601:2018中直接要求相控陣超聲檢測儀器應(yīng)符合ISO 18563-1-2015,ISO 18563-2-2017和 ISO 18563-3-2015的要求，這意味著儀器和探頭從購買時的質(zhì)量檢測，直至定期校驗，都需符合這3個標(biāo)準(zhǔn)的測試項目和合格要求。ASTM和ASME標(biāo)準(zhǔn)都提出應(yīng)每年一次對幅度顯示線性(垂直線性)和幅度控制線性(衰減器精度)進行校驗。此外，ASTM標(biāo)準(zhǔn)提到了時基線性、深度顯示精度和探頭陣元活性的初始檢查要求，但未要求檢查周期。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中要求的性能測試項目、周期和方法差異較大，每份標(biāo)準(zhǔn)僅提出了關(guān)注的幾項參數(shù)的測試要求。

綜合來看，儀器線性、探頭陣元有效性、成像定位誤差以及編碼器定位誤差等是各標(biāo)準(zhǔn)中有較多要求的校驗項目，這些性能涉及儀器接收放大部分、探頭元件、信號采集和數(shù)字化單元、成像計算軟件以及掃查定位編碼器等部件。除探頭陣元有效性外，這些性能均與缺陷的定位定量準(zhǔn)確度直接相關(guān)，而探頭陣元有效性檢查可及時發(fā)現(xiàn)無效陣元，避免對合成聲束產(chǎn)生影響。各標(biāo)準(zhǔn)均未對發(fā)射脈沖、延遲線性、聲束尺寸、聚焦能力、聲束偏轉(zhuǎn)極限等相控陣超聲檢測系統(tǒng)聲束控制能力參數(shù)進行校驗，這些性能關(guān)系到進入被檢工件聲束的特性，決定著超聲場的強度分布，與檢測覆蓋率相關(guān)，影響到缺陷的檢出率，但這些超聲場的特性可以通過具體檢測工藝的驗證加以控制。

3.3 相控陣超聲檢測儀器設(shè)備認可要求

作為實驗室認可的統(tǒng)一要求，需要明確校準(zhǔn)與核查的項目和周期的最低要求。常規(guī)超聲檢測儀通常要求每年按我國的計量檢定規(guī)程(JJG 746-2017)或特定的超聲檢測儀性能測試標(biāo)準(zhǔn)進行校準(zhǔn)，但根據(jù)前面的分析，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)JJF 1338-2012對儀器性能的覆蓋不夠完全，能按ISO標(biāo)準(zhǔn)和ASTM標(biāo)準(zhǔn)進行校準(zhǔn)的機構(gòu)極少，而經(jīng)CNAS認可的項目也不全面。

由于相控陣超聲探頭聲束可控可變，標(biāo)準(zhǔn)ISO 18563-3:2015、GB/T 29302-2012和JJF 1338-2012中的很多校驗項目與使用方應(yīng)用該技術(shù)的方式和使用的探頭有關(guān)，尤其與聲束特性相關(guān)的性能有關(guān)。這幾份標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的測試方法僅需要利用特定的試塊、相控陣超聲檢測儀器和探頭即可進行，不需要額外的校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器，因此可以考慮使用該方法自行進行儀器的定期校驗和核查。

根據(jù)上述情況，建議對相控陣超聲檢測儀器和探頭作如下要求。

(1)新采購相控陣超聲檢測儀器。應(yīng)要求廠商提供符合標(biāo)準(zhǔn)ISO 18563-1-2015或JB/T 11779-2014的測試報告。新采購的相控陣超聲探頭應(yīng)要求廠商提供符合標(biāo)準(zhǔn)ISO 18563-2:2017或JB/T 11731-2013的測試報告。

(2)新采購的相控陣超聲檢測儀器和探頭在投入使用前以及每年，應(yīng)參照ISO 18563-3-2015或GB/T 29302-2012(ASTM E2491-13)或JJF 1338-2012對儀器的垂直和水平線性、探頭陣元有效性和靈敏度、聲束特性、聲束偏轉(zhuǎn)范圍(使用環(huán)陣探頭時除外)、成像定位精度等性能進行校準(zhǔn)或核查。核查應(yīng)覆蓋上述項目，但不限于單一標(biāo)準(zhǔn)。

(3)每3個月應(yīng)對探頭陣元有效性和成像定位精度進行一次核查。

(4)對于自動掃查，每次檢測前應(yīng)對編碼器定位準(zhǔn)確度進行核查。

4 檢測過程控制要點

4.1 掃查方案

相控陣超聲檢測技術(shù)的最主要特點是可以用一個線陣探頭發(fā)出不同的聲束，使用電子掃查(E掃描)和扇掃描(S掃描)設(shè)置，從一個方向上對焊縫區(qū)域進行掃查。掃查焊縫時，探頭前沿離開焊縫中心一定距離，沿焊縫軸線方向平移。在探頭覆蓋范圍不足時，可增加一個探頭位置的掃查。設(shè)置探頭數(shù)量、探頭位置、聲束掃查方式、發(fā)出的聲束角度或角度范圍和聲束聚焦點，以確保焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的覆蓋率，是焊縫檢測的首要問題，也是制定檢測工藝的關(guān)鍵點。

4.2 掃查速度和采樣間距

掃查速度的確定是為了確保能按照既定的掃查方案進行掃查，且不丟失數(shù)據(jù)，與人眼觀察時不同，相控陣超聲檢測技術(shù)通常采用掃描成像的方式顯示數(shù)據(jù)，因此，可采用的最大掃查速度取決于系統(tǒng)的刷新率，影響因素包括聚焦法則數(shù)量、掃描分辨率、信號平均、重復(fù)頻率、采樣速率、檢測區(qū)域體積等。速度過快會丟失數(shù)據(jù)，通常標(biāo)準(zhǔn)中對允許丟失的數(shù)據(jù)掃描線有規(guī)定。有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定沿掃描軸的數(shù)據(jù)采樣間距需保證對要求檢測的最小缺陷長度有3次采樣。

4.3 儀器參數(shù)設(shè)置

檢測時，依據(jù)選定的掃查方案，需對相控陣超聲檢測儀器的激發(fā)孔徑、聚焦點、聲程范圍，扇掃描角度范圍、角度步進量、線掃描步進量等參數(shù)進行設(shè)置。在進行靈敏度設(shè)置時，對于扇掃描，需要進行時間增益修正(TCG)和角度增益修正(ACG)；對于線掃描，需要進行時間增益修正(TCG)，使不同距離和角度的信號幅度一致。在某些情況下，需對每一個聲束(角度，焦點，聚焦法則)設(shè)置靈敏度。儀器設(shè)置用的試塊和被檢表面的溫度差應(yīng)在±15 ℃以內(nèi)。

4.4 結(jié)果的解釋、評價

相控陣超聲檢測的數(shù)據(jù)顯示方式以圖像為主，顯示模式有S掃描、B掃描、C掃描等。結(jié)果評定時首先要進行數(shù)據(jù)質(zhì)量的評估，需要技術(shù)熟練和有經(jīng)驗的檢驗人員通過觀察圖像，判斷是否存在因耦合、時基線設(shè)置、靈敏度設(shè)置、信噪比、飽和顯示、數(shù)據(jù)采集等因素導(dǎo)致的偏差，確定是否需要重新掃查。確定數(shù)據(jù)質(zhì)量符合要求后，對顯示進行識別、分類，確定不連續(xù)的位置、幅度、長度和高度，最終還是需要按驗收標(biāo)準(zhǔn)進行評定，相控陣超聲檢測對于缺陷的驗收標(biāo)準(zhǔn)有基于長度和高度的，也有基于長度和幅度的，還有基于長度、幅度和性質(zhì)的。

4.5 檢測工藝規(guī)程的工藝驗證

相控陣超聲檢測技術(shù)的復(fù)雜性使得工藝驗證成為必須經(jīng)過的步驟。工藝驗證的主要目的是驗證所確定的掃查方案和檢測參數(shù)是否能有效檢出被檢工件中所要求檢出的反射體。為進行工藝驗證，要求制作與被檢工件的材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝和表面狀態(tài)相同或相似的含缺陷模擬試件，應(yīng)用所制訂的檢測工藝對模擬試件進行檢測試驗，以驗證工藝的有效性。驗證可以在模擬試塊上進行，也可以通過模擬軟件進行，以減少模擬試塊的使用。工藝驗證要求檢出所有要求的反射體，以證明尺寸測量能力以及該工藝對深度和寬度的覆蓋。這是確保工藝適用性的關(guān)鍵步驟，幾乎每個相控陣超聲檢測標(biāo)準(zhǔn)均提出了工藝驗證的要求，有的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)被檢工件的復(fù)雜程度不同，對驗證用試塊提出了不同的要求。

4.6 不確定度評估

標(biāo)準(zhǔn)CNAS-CL01：2018 《檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認可準(zhǔn)則》中7.8.3.1規(guī)定，在測量不確定度與檢測結(jié)果的有效性或應(yīng)用相關(guān)、客戶有要求、測量不確定度影響與規(guī)范限的符合性時，需在報告中給出測量不確定度。標(biāo)準(zhǔn)CNAS-CL01-G003:2018 《測量不確定度的要求》7.1條規(guī)定，檢測實驗室應(yīng)分析測量不確定度對檢測結(jié)果的貢獻，應(yīng)評定每一項用數(shù)值表示的測量結(jié)果的測量不確定度。同時，注2中規(guī)定對一特定方法，如果已確定并驗證了結(jié)果的測量不確定度，實驗室只要能證明已識別的關(guān)鍵影響因素受控，則不需要對每個結(jié)果評定測量不確定度。

常規(guī)超聲檢測將測得的缺陷幅度或當(dāng)量尺寸、缺陷長度等作為合格評定依據(jù)，但由于超聲檢測不確定因素較多，尤其是人為操作的不確定度可能占據(jù)主要因素，且受到被檢缺陷自身形狀和性質(zhì)等未知因素的影響，測得的缺陷尺寸與實際尺寸之間的差異較大，往往大過可評估的測量不確定度。因此，通常并未要求超聲檢測結(jié)果中報告測量不確定度。相控陣超聲檢測在通常的使用目的下，可以考慮在進行了針對缺陷幅度(當(dāng)量尺寸)、缺陷長度和缺陷高度的測量不確定度初始評估后，不必在檢測結(jié)果中給出測量不確定度。但在特定應(yīng)用場合，例如需要采用相控陣超聲檢測給出的缺陷長度、高度、位置等數(shù)據(jù)對檢測對象的使用特性開展進一步的計算和評估，或客戶有特殊要求時，則可給出測量不確定度評估結(jié)果，并聲明不確定因素。

5 質(zhì)量控制要求

檢測實驗室對檢測工作的質(zhì)量控制分為外部質(zhì)量控制和內(nèi)部質(zhì)量控制。關(guān)于外部質(zhì)量控制，目前標(biāo)準(zhǔn)CNAS-RL02：2018 《能力驗證規(guī)則》中僅要求實驗室每2年參加一次無損檢測領(lǐng)域的能力驗證，并未具體規(guī)定檢測方法。從相控陣超聲檢測技術(shù)的復(fù)雜性與風(fēng)險控制的角度考慮，盡可能地利用各種質(zhì)量控制手段進行監(jiān)控是十分必要的。由于相控陣超聲檢測是超聲檢測技術(shù)之一，用于焊縫常規(guī)超聲檢測的樣品，大多也適合于相控陣超聲檢測，其差異主要在于缺陷評定，相控陣超聲除了能給出缺陷回波當(dāng)量、缺陷位置、缺陷長度等信息外，還可以進行缺陷自身高度的評定。目前，上海材料研究所機械工業(yè)無損檢測中心已在CNAS官網(wǎng)公布的2020年能力驗證計劃中提供鋼焊縫PAUT能力驗證項目，但作為新開發(fā)的項目，參加的實驗室還不多，尚需進一步積累經(jīng)驗，逐步完善。

就目前的情況，建議申請和獲得相控陣超聲檢測能力的實驗室盡可能參加專為該技術(shù)設(shè)立的能力驗證項目，或者至少用相控陣超聲檢測技術(shù)參加超聲檢測項目(如焊縫超聲波檢測)的能力驗證并得到滿意結(jié)果。

關(guān)于內(nèi)部質(zhì)量控制，可在標(biāo)準(zhǔn)CNAS-CL01:2018第7.7.1條規(guī)定的質(zhì)量監(jiān)控方式中選擇適當(dāng)?shù)姆椒āＨ鐪y量和檢測設(shè)備的功能核查、使用相同或不同方法重復(fù)檢測、審查報告的結(jié)果、實驗室內(nèi)比對、盲樣測試等。

6 結(jié)語

通過分析國內(nèi)外相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)和儀器設(shè)備性能測試標(biāo)準(zhǔn)以及各標(biāo)準(zhǔn)方法的國內(nèi)認可現(xiàn)狀，根據(jù)相控陣超聲檢測技術(shù)特點，提出了對實驗室相控陣超聲檢測能力認可的一些建議。然而這些建議的合理性和適用性，還需經(jīng)過行業(yè)內(nèi)進一步的討論和驗證。