简述全自动超声波无损检测方法
摘要：全自动超声波检测技术（AUT）对于提高无损检测效率、保证无损检测质量，节约工程成本有着重要的意义，通过对AUT检测的特点，与传统检测手段进行了对比分析，阐述工程无损检测中AUT检测的通用做法。

关键词：全自动超声环焊缝检测
引言：AUT检测技术是一种新型的无损检测技术，在近几年的推广使用过程中得到了工程质检方的认可，在使用过程中各公司做法不一，本文通过多年AUT 检测工程应用经验总结归纳了AUT检测通用做法。

1、AUT检测方法适用范围
本文论述了环向焊缝全自动超声检测的要求。

在AUT检测所得到结论的基础上分析评定环焊缝。

根据工程临界判别法（ECA）来最终确定检测验收标准。

2 AUT检测方法步骤
2.1 外观检查
工程现场所有待检环焊缝在焊接完成后都要进行三方（监理、施工、检测）外观检查并且按照AUT检测相应标准的要求进行评定。

所有坡口应在机加工后进行焊接，并且确保焊接符合焊接工艺的要求，随后AUT全自动超声波检测应结合画参考线一起进行。

2.2 超声波检测
工程现场的所有环焊缝的全自动超声检测都要在整个焊缝圆周方向上进行，并按相应的验收标准进行评定。

3 超声波检测系统
AUT检测系统应该提供足够的检测通道的数量，保证仅扫查环焊缝一周，就可对该焊缝整个厚度上的所有区域进行全面检测。

所有被选通道都应能显示一个线性A型扫查显示。

检测的通道应该能按照通常如图1所示的检测区域评估被检焊缝。

仪器的线性应按照相应标准来确定，每6个月测定一次。

仪器的误差应该不大于实际满幅高的5％。

这一条件应该适用于对数放大器及线性放大器。

每一个检测的通道都应可以选择脉冲反射法或者直射法。

每一个检测通道的闸门位置及两个闸门之间的最小跨度和增益都是可选择的。

记录电位也是可以选择的，以显示记录的波幅和传播时间位于满幅高0～100％之间的信号。

对于B扫查或者图像显示的资料记录也应该为0～100％。

对于每个门都有两个可记录的输出信号。

无论是模拟信号还是数字信号都包括信号的高度和渡越时间。

它们都适于多通道记录仪或计算机数据采集软件的显示。

4 AUT的系统设置
4.1 AUT探头及探头灵敏度的确定
在工程现场的检测中用AUT对比试块选定该检测系统的合适当量。

每个AUT 检测探头固定在扫查架相应位置上，保证中心距满足要求。

分别调整扫查架上探头的位置、角度和激活晶片数，使所有探头在标准试块上的主反射体的信号都达到最大值。

把所有检测探头的峰值信号都设置到仪器满屏的80%，此时显示的灵敏度数值就是该探头检测时的基准灵敏度。

4.2 闸门的设置
4.2.1 熔合区闸门的设置参照AUT对比试块上的标准反射体：闸门起点位置在坡口前大于等于3mm，闸门终点位置应大于焊缝上中心线位置1mm。

闸门的起点和长度应记录在工艺文件中。

4.2.2 体积型通道闸门位置设置：对厚度大的工件，应根据其焊缝特性，使用
多个检测探头对填充区的气孔缺欠进行扫查。

实际扫查的灵敏度应比设置的检测
基准灵敏度高，但不能太大，导致电噪声干扰过强，从而引起误判。

4.2.3体积型通道（根焊道）闸门的设置一般采用参考试块，闸门长度都应设
成单个声程的距离，闸门长度范围要保证足够大，能够覆盖整个根焊道区域，起
始位置距离焊道坡口前端大于或等于1mm。

对根焊道的扫查灵敏度要求足以保证能够检测出此区域的气孔。

扫查灵敏度通常应比基准灵敏度高8—14dB，但不应
大到产生电噪声或几何干扰波，引起误判。

4.3 闸门电位设置
闸门电位大于或等于满屏的20%，超过此幅度的信号按API 1104-2005的验收
标准评定。

根据上述验收标准的规定，检测气孔还可以采用图象通道中的图形和
时间变化来帮助识别。

4.4 记录的设置
焊缝中心线两边图像都应在检测通道的输出声信号有相应显示。

并且对所有
检测探头的输入信号要有延时补偿，用于修正由于圆周零点的相对位置不同而产
生的误差。

5 校准
5.1 检测通道
系统当量参数确定后，用试块上每个反射体按照现场扫查相同的速度对进行
系统性能调试。

试块上所有主要的标准人工缺陷的信号都应超过满屏的80%。

试
块上记录的相邻反射体之间的显示编码的位置相对于现场焊缝一周实际位置的误
差应小于2mm；焊缝上编码器的零点相对于实际焊缝焊接“O”起点位置的误差小
于10mm。

5.2 耦合检测通道
AUT扫查图中的耦合显示通道应随时显示整个AUT图形在检测中的耦合情况，并判断检测过程中的探头和待检工件的耦合情况是否良好。

对于发现耦合不好，
除加强对管线外部的打磨外，在AUT系统中对系统重新调试。

6 现场检测
6.1 焊缝标识
现场检测时对所有焊缝按委托方要求做好标记，在平焊位置（一般在焊缝0
点位置）还应标注检测起始位置和检测方向，检测起始位置处一般用“O”表示，
检测扫查的方向一般用箭头表示，使用油性记号笔时应确保标记对探头耦合无影响。

6.2 受检表面制备
受检焊缝表面在焊缝两侧探头声束覆盖的扫查区域内保持光洁。

当焊缝存在
焊接飞溅或防腐层粉末等杂物时会妨碍AUT检测探头的环向移动，阻碍探头及待
检工件的=的耦合。

所有影响AUT检测的表面条件如焊渣，污染物，几何形状等
都应在扫查前清除，确保表面扫查区外观合格。

6.3 参考线
在施工单位焊接前，应在管子表面画一道参考线，参考线距焊道坡口中心的
距离为100mm±0.5mm。

目的是保证探头中心距离与探头阵列试块模拟中心线距
离相同。

探头阵列固定在导轨上，每道焊缝上导轨的位置由轨道尺来确定。

6.4 系统性能校验
6.4.1 在扫查每道焊缝前，都应利用试块进行校验。

每次对试块扫查校验的记
录数据都应以与焊缝检测数据存放在一起。

如果初始校准时，每个检测通道主反射体的信号为满屏的80%，那么校验时的信号也应在满屏的65-99%之间。

否则，应重新校准系统。

焊缝检测结束后，也应对试块进行校验，校验结果应符合初始校准要求。

从校验结果到焊缝扫查结束，当中时间间隔最多不能超过30分钟。

6.4.2 圆周位置精确度的校验—在开工之前及每隔一个月校验一次，显示记录的圆周距离与管道外表面标记的位置一致，误差不超过±10mm。

6.4.3 温差的控制：试块表面，探头斜楔的材质和检测表面之间的温度差可能引起超声波折射角的偏移，从而导致AUT检测系统不能正确识别待检工件的检测区，因此要求试块和斜楔材料（或两个都包括）的温度一直且符合标准要求。

保证上述温度相差不能超过±10°
7 报告
7.1 焊缝扫查记录
焊缝扫查记录为AUT检测结果的永久性记录，包括：完整的扫查图、检测参考点、扫查方向、现场检测的日期和时间、扫查温度以及检测人员姓名。

还应记录每一个通道的检测区域。

根据噪声水平，显示B扫数据颜色可以降到满屏的3-5%以帮助识别缺陷。

应根据操作者的需要调节显示器的颜色和打印机的颜色（或灰度）。

7.2 报告时间
在焊接过程中，应在焊接完成后尽快进行超声检测。

一条焊缝的整个检测过程（包括：超声检测，评定并且给出焊缝检测结果）不应超过焊接周期。

焊缝评定和相关焊缝检测资料应在后续焊接开始之前完成。

报告应根据施工的实际情况或业主和监理的要求出具，保证焊接的及时性和准确性。

结束语
AUT检测技术作为一种新型的超声波检测技术，已经在焊接工程领域得到了较好的应用，可以完成其他检测方法不能完成的检测，如在在役海底管道、结构件焊接和在用的过程中进行实时检测。

因此，我们有理由相信，再经过几年的发展，AUT检测方法有潜力成为无损检测工程中最常用的环焊缝检测技术。

参考文献：
[1]罗光明.简述TOFD检测技术优势及前景展望.基础建设.2018（03）.。