摘要：无损检测是ASME钢印项目的一个重要环节，无损检测方法的选择和应用在ASME钢印项目施工中非常重要，其直接影响到项目的验收、移交及施工单位的安装资质。选择相控阵检测也是基于ASME标准对射线检测和超声检测的多重要求。因此我们将根据对ASME标准的研究，分析相控阵检测技术在ASME钢印项目应用的可行性，为ASME钢印项目使用相控阵检测技术提供理论基础。目前我公司的沙特拉比格和印度古德洛尔两个非ASME钢印项目已经应用了相控阵检测技术，为我们后续使用相控阵积累了现场的施工经验。
关键词：ASME标准；钢印项目；相控阵
1 ASME标准中对相控阵的应用分析
（1）动力管道部分
根据B31.1中条款136.4.6的要求，见下黑体部分，必须根据ASME第五卷第四章要求执行，ASME第五卷第四章的附录4，附录5为相控阵的工艺标准和检验要求，所以动力管道部门是可以使用相控阵检验的。
136.4.6 Ultrasonic Examination.
When required by this Chapter (see Table 136.4), ultrasonic examination (UT) shall be performed in accordance with Article 4 of Section V of the ASME Boiler and Pressure Vessel Code and the following additional requirements.
（2）动力锅炉部分：
根据ASME第一卷中条款PW52的要求，见下黑体部分，必须根据ASME第五卷第四章附录7的要求执行，ASME第五卷第四章的附录7要求超声检测必须为自动和半自动超声波检测，所以根据第一卷，锅炉本体管道是不可以做相控阵的。只能从Code case 2235-10中找到做相控阵的依据，但是案例2235-10是针对锅炉和压力容器中超声波检测代替射线检测的规定,其中有部分限定条件必须满足，其检验范围并不能涵盖所有的锅炉本体管道。
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（a） PW-52 ULTRASONIC EXAMINATION
PW-52.1 When the ultrasonic examination method is used for a weld requiring volumetric examination by PW-11, the weld shall be examined throughout its entire length using the techniques and standards for ultrasonic examination as defined in Section V, Article 4, Mandatory Appendix VII, Ultrasonic Examination Requirements for a Workmanship Based Acceptance Criteria.
（b）Mandatory appendix VII- ultrasonic examination requirements for workmanship based acceptance criteria
VII-410 SCOPE
This Mandatory Appendix provides requirements when an automated or semi-automated ultrasonic examination (自动或者半自动超声检测)is performed for workmanship based acceptance criteria.
（3）规范案例2235-10：
由于动力锅炉规范第一卷中，按照PW52的要求是不可以使用相控阵的，我们可以从规范案例中，用超声波代替射线检测这一方面，从中找到可以在第一卷锅炉本体管道中使用相控阵的规定，下面是规范案例2235-10的具体要求；
Code case 2235-10 ---Use of Ultrasonic Examination in Lieu of Radiography Section I; Section VIII, Divisions 1 and 2; and Section XII
Reply: It is the opinion of the Committee that all welds in material 1/2 in. (13 mm) or greater in thickness in pressure vessels and power boilers may be examined using the ultrasonic (UT) method in lieu of the radiography (RT) method, provided that all of the following requirements are met。
在ASME规范案例2235-10中UT代替超声波检测的必要条件:ASME委员会建议材料壁厚大于或等于13mm 的锅炉和压力容器焊缝都可以用超声波（UT）方法代替射线（RT）方法，并要满足12项要求。
c）自动超声检测时这些反射体都能被显示。
5). 数据应是未经加工的原始记录数据。完整的数据应没有闸门、滤波或阈值，上述第（a）条所述的范围的缺陷也应包含在数据记录中。注 1：具有扇形扫查的相控阵技术也可用于焊缝检测假若经过演示符合第(3)条的的要求，扇形扫查提供从一个点发出一个扇形声束，可以覆盖部分或整个焊缝，这依赖于晶片尺寸、接头形状和截面厚度。扇形扫查可以从侧钻孔上得到很好的反射效果，因为侧钻孔是全方位 的反射体，声束对于平面反射体定位不准（如未熔合和裂纹）。特别是厚的截面，因此建议 当工件厚度大于25mm 时采用多次线性扇形扫查。演示试块应有足够数量的缺陷，以确保对 整个焊缝区域的检测能力。
6).操作和评定人员的经验应经雇主在ANST SNT-TC-1A或CP-189的指导下考核和认证。只有II 级或III 级人员才可对数据进行分析或 对结果进行解释。
7).承包商的资格认证记录应经过雇主的证书持有者批准。
8).另外，获得和分析UT数据的人员也应经上述第<d>条规定的内容进行仪器培训，并参加按第<c>条进行的演示。
9).数据分析验收规范应按述方法：数据分析规范反射体超过下述(A)或(B)，都应调查确定信号指示是缺陷或是因为几何结构造成的。如果是缺陷，则按缺陷评定和验收规范进行评定。(A) 对于以波幅为基准的检测技术，超过参考线20%的所有缺陷都应测量缺陷位置、幅度和延伸长度。(B)对于非基于波幅的检测技术，所有缺陷图像指示超过下述(a)、(b)、或（c）时，缺陷的位置和延伸长度都应测量。（a）对于材料厚度小于或等于38mm 的焊缝，当指示影像长度大于 3.8mm 时，都应记录。（b）对于厚度大于38mm而小于100mm的焊缝，当指示影像长度大于5mm时，都应记录。（c）对于厚度大于100mm的焊缝，当指示影像长度大于0.05t或19mm时，两者取较小值，都应记录（t=焊缝熔合线处的公称厚度）。
10). 最终的数据包应经UT III 级人员审核。审核内容包括： a.超声数据记录 b. 数据解释 c.经另外的II 级或III 级资格人员评定/定性的结果。数据审核可由同 一组织的另一名人员表面缺陷显示完成。 另外，审核可以由具有按上述（6）和(8)条规定的II 级人员进行数据 整理和初评，最终的审核应由III 给人员进行。III级人员有按上述 （6）条考核的资格，包括试块中缺陷的检测经验。
11). 进行UT 检测应用铭牌进行标记，并有规范的图章，以指示焊缝经过超声按照第I 卷或第VIII卷第一部分或第二部分检测过。
12).本案例号应在制造商数据报告中列出，UT 检测范围应标注清楚。
2 焊缝超声相控阵S扫描识图原理
焊缝常规超声检测是用固定的折射角——45°、60°和70°进行的，而相控阵超声检测则在一定角度范围内进行声束扫查，形成一个扇面。通常，相控线阵斜探头（横波）检测的声束扫查范围为35°～75°。
当用直射法（即一次波或0.5S波）检测时，焊缝仅下半部被声束扫查到；但用底面一次反射法（即二次波或1.0S波）检测时，声束就能全部覆盖整个焊缝截面。在相控阵超声波探伤仪显示屏上，使用2.5倍的厚度范围，整个焊缝体积就能显示在单一图像中。
3 国内外相控阵技术标准清单
目前国内电站行业还没有相控阵技术的执行标准和验收标准，部分电建企业建立了自己的相控阵企业标准，但是不具有通用性。相控阵企业标准需要配备专门的技术人员资质，设备及获得国家特检院和质检总局的批准才能实施。国内只是对相控阵的设备和技术制定了相应的标准，石油行业制定了相控阵的使用标准，但是不能应用于我们的电站锅炉中，国外的相控阵标准相对较多些，我们可以用来参考。
参考文献
[1]ASME 第一卷动力锅炉 2013版
[2]ASME 第五卷无损检测 2013版
[3] ASME B31.1 动力管道 2012版
[4]李衍 承压设备UT取代RT的必要条件——ASME规范案例2235-9研讨
论文作者:陈麦存,宋同乐
论文发表刊物:《电力设备》2016年第15期
论文发表时间:2016/11/7
标签：相控阵论文; 超声论文; 钢印论文; 数据论文; 缺陷论文; 锅炉论文; 标准论文; 《电力设备》2016年第15期论文;