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术，其主要特点是采用多晶片探头，各晶片的激励（振幅和延时）

均由计算机控制，能产生聚焦波束实现对工件的扫描，并能实现检

测结果的成像。经过多年的持续改进，目前的相控阵技术和设备己

经达到很高水平：超声波束的各项参数，例如角度、扫查方向、聚

焦范围和焦点尺寸等，都可以通过软件设定；在不移动探头的情况

下，仅通过改变软件设置就可以快速改变声束的偏转角度，实现对

工件的焊缝截面的扫查；可以通过聚焦功能提高检测分辨力、灵敏

度和信噪比；相控阵仪器能够记录和保存检测过程的所有信息数据，

还可以从不同投影方向生成S,B,C,D等多种图形。

超声相控阵技术应用于压力容器焊缝的检测具有十分重要的意

义和良好的前景，因为与常规超声检测技术相比，相控阵技术具有

以下明显优势：更好的检测条件适应性、更快的检测速度、海量的

数据存储能力、超强的数据处理能力和成像能力。这些优势使相控

阵技术比常规超声技术有更高的缺陷检出率，更高的测量精度，以

及更高的检测可靠性。

虽然对工业相控阵技术的研究已近20年，但由于该技术的超

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国外（特别是北美）一些重要规范已认可超声相控阵技术的应用，

但有关内容仅列在附录中或案例中，相应的检测方法和工艺需要经

过验证才能使用。现有相控阵标准对具体技术和工艺的规定也并不

详细。

现将些主要的相控阵标准规范介绍如下。

ASME及其案例

在ASME标准和有关的案例中，相控阵扫查分为于工相控阵扫

查和编码器相控阵扫查。

强制性附录Ⅳ要求扫查中使用的所有声束都进行校准，另外模

块声程上变化和模块衰减效应也要补偿。该附录还特别提到了扫查

计划，要求扫查计划提供一个标准化的和可重复的检验方法。该标

准还对编码器校准以及声束的覆盖做了说明。在扫查方式上，该标

准规定要保证声束垂直于焊缝中心线，保证声束的覆盖，并且要做

双侧扫查。在缺陷的定量上，一般采用6dB法。

ASME关于相控阵检测的案例有以下5个：cc2541手工相控

阵超声检测的使用，针对的是单角度手工栅格扫查，使用范围有限；

cc2557于工相控阵S扫查超声检测的使用，cc2557案例指出在相

控阵栅格扫查时，当有关案例允许时，校准也可以在除横孔外的其

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扫查视图，那么这些扫查必须同时进行，在手工扇扫时，一般使用

线型阵列，但是其他阵列类型也是允许的；cc2558手工相控阵E扫

查超声检测的使用，该案例针对焊缝进行固定角度的栅格相控阵线

扫提出了要求，这些要求与cc2557的要求相同；cc2599线性相控

阵E扫查超声检测的使用，该案例要求对扫查方案进行绘制或者计

算机仿真，从而保证扫查角度适合待检工件的外形，并且焊缝和邻

近母材区域能够被体积覆盖到，扫查要用带编码器的线扫来完成，

并且每个线扫探头和焊缝中心线要保持一个固定的距离，扫查声柬

要垂直于焊缝中心线，当需要利用多个线性扫查来覆盖焊缝及邻近

母材的体积时，必须保证每个线性扫查之间要有相当于整体阵列长

度的10%的重叠，扫查数据要能够以A+B+D的视图显示；

cc2600线性相控阵S扫查超声检测的使用，该案例要求和cc2599

类似，只是在扫查视图