相控阵无损检测（Phased Array Ultrasonic Testing, PAUT）是一种先进的超声波检测技术，利用多个压电晶片的电子扫描和聚焦能力，实现高精度的工件内部缺陷检测。PAUT广泛应用于焊缝、厚壁压力容器、航空发动机部件、电力设备及石油化工管道等领域。
基本原理
相控阵探头由多个压电晶片组成，探伤仪按照特定时间序列激励各晶片。由于每个晶片发射超声波存在微小时间差，在工件内部形成干涉叠加波束，可实现电子扫描与波束聚焦。通过调节聚焦位置和扫描角度，可以精准检测焊缝及复杂工件内部缺陷。
系统构成与特点
- 相控阵探伤仪：控制超声信号发射、接收与处理，具备参数调节和数据分析功能。
- 相控阵探头：多晶片线性或矩阵排列，实现波束动态控制。
- 检测灵活性高：波束角度和聚焦位置可动态调整，适用于复杂结构和形状的工件检测，如航空发动机叶片。
- 检测速度快：电子扫描替代机械扫查，可快速覆盖大面积检测区域。
- 缺陷定位与定量准确：结合成像技术，清晰显示缺陷位置、形状与尺寸。
应用领域
- 航空航天：发动机叶片、起落架等关键部件内部缺陷检测。
- 电力行业：汽轮机转子、发电机定子等部件检测。
- 石油化工：管道、压力容器焊缝质量评估。
- 船舶与交通运输：钢焊缝及结构件缺陷检测。
国际标准
- ISO 13588:2019《焊缝无损检测 – 超声检测 – 使用自动相控阵技术》
- ISO 19285:2017《焊缝无损检测 – 相控阵超声检测 – 验收等级》
- ISO 4761:2022《焊缝的无损检测 – 薄壁钢构件相控阵超声检测（UT-PA）验收水平》
- ASTM E2491-08《超声相控阵检测仪及系统性能特点评价规范》
- ASTM E2700-09《使用相控阵的接触法焊缝超声检测规范》
国内标准
- GB/T 32563-2016《无损检测 超声检测 相控阵超声检测方法》
- GB/T 39211-2020《船舶钢焊缝超声相控阵检测方法》
- GB/T 40733-2021《焊缝无损检测 超声 检测 自动相控阵超声技术的应用》
- GB/T 40734-2021《焊缝无损检测 相控阵超声检测 验收等级》
- GB/T 41966-2022《无缝钢管相控阵超声检测方法》
- GB/T 43480-2023《无损检测 相控阵超声柱面成像导波检测》
- NB/T 47013.15-2021《承压设备无损检测 第15部分：相控阵超声检测》
地方及行业标准
- DB12/T 760-2018《钢制承压设备焊接接头超声相控阵检测》
- DB37/T 4361-2021《螺栓相控阵超声检测技术规程》
- QJ 20045-2011《铝合金搅拌摩擦焊超声相控阵检测方法》
