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相控阵超声检测 培训讲义 （第4 版） 中国特种设备检验协会 检测技术应用与评价工委会 相控阵超声检测教材编写组 二〇二一年五月 特种设备无损检测人员资格培训 相控阵超声检测培训讲义 目录 第一章 绪论1 1.1 超声检测与相控阵超声检测1 1.2 相控阵超声检测发展简史及现状2 1.3 相控阵超声检测的技术特点4 1.4 相控阵超声检测适用对象及优缺点10 第二章 相控阵超声检测的基本原理和阵列探头的声场特征14 2.1 超声波传播的基本原理14 2.2 相控阵技术的基本原理19 2.3 单晶片的辐射声场20 2.4 相控阵探头的辐射声场25 2.5 楔块38 2.7 分辨力与分辨率41 2.7 相控阵探头工艺参数43 2.8 全聚焦成像 （TFM）45 第三章 相控阵超声检测设备及工作原理47 3.1 相控阵超声检测系统的构成47 3.2 相控阵探头47 3.3 相控阵仪器主机53 3.4 扫查器和编码器67 3.5 仿真软件69 3.6 试块69 第四章 原材料和受压元件的相控阵超声检测72 4.1 板材的检测72 4.2 复合板的检测78 4.3 管材的相控阵超声检测85 4.4 棒材相控阵超声检测98 4.5 汽轮机叶片 （叶根）相控阵超声检测100 4.6 螺栓的相控阵超声检测114 第五章 焊接接头相控阵超声检测工艺134 I 特种设备无损检测人员资格培训 相控阵超声检测培训讲义 5.1 焊接加工及常用缺陷134 5.2 相控阵超声检测的扫描方式138 5.3 相控阵超声检测的扫查方式141 5.4 扫查覆盖和扫查面145 5.5 探头与楔块选择147 5.6 相控阵仪器选择151 5.7 聚焦参数选择154 5.8 扇扫角度范围选择155 5.9 纵向垂直扫查 （沿线扫查）的探头位置设置 （步进偏置）156 5.10 探头移动速度 （扫查速度）157 5.11 仪器设置与校准158 5.12 焊接接头检测工艺规程和操作指导书160 5.13 焊接接头检测的主要步骤161 5.14 焊接接头检测工艺应用案例162 5.15 小径管对接接头相控阵超声检测195 5.16 聚乙烯 （PE）管电熔接头相控阵超声检测224 第六章 长输管道全自动超声检测227 6.1 全自动超声检测发展史和优点227 6.2 全自动超声检测方法230 6.3 全自动超声检测设备、探头和试块233 6.4 全自动超声检测系统的调试方法240 6.5 输出显示245 6.6 现场检测248 6.7 实际应用检测示例250 第七章 超声相控阵的数据分析与判读265 7.1 坐标系的设定和显示类型的定义265 7.2 缺陷回波信号的典型特征268 7.3 焊接接头的缺陷定量276