超聲相控陣檢測的案例
Wabtec原奧林巴斯超聲相控陣無損檢測解決方案
在工業無損檢測（NDT）的宏大版圖中，如何在不破壞材料結構的前提下，精準洞察內部微觀缺陷，始終是保障高端裝備制造安全的核心命題，隨著Wabtec于2025年完成對奧林巴斯檢測技術部門（原奧林巴斯科學解決方案部門）的收購，這一領域的技術積淀迎來了新的整合與爆發，超聲相控陣技術，憑借超越傳統光學的“透視”能力，正從單一的檢測手段演變為保障關鍵資產完整性的數字化智能防線。
Wabtec原奧林巴斯：https://www.wabtecims.com.cn/
Wabtec原奧林巴斯超聲相控陣無損檢測解決方案：https://www.wabtecims.com.cn/zh/phasedarray/
聲學的智慧：從惠更斯原理到電子聚焦
超聲相控陣技術的本質，是一場從“機械掃描”到“電子掃描”的跨越，不同于傳統超聲檢測依賴單晶片探頭進行物理移動，相控陣技術基于惠更斯原理，通過探頭內部排列的多個獨立壓電晶片（陣元），利用精密的電子系統控制每個陣元的激發時序。
這種多晶片協同工作的機制，賦予了聲波前所未有的靈活性，系統可以通過精確的延時法則，實現聲束的電子偏轉、聚焦和掃查，這意味著，檢測人員無需頻繁更換探頭或進行復雜的機械移動，僅憑電子控制即可生成扇形掃描（S-Scan）圖像，這種能力不僅極大地提升了對復雜幾何形狀工件（如渦輪葉片、異形焊縫）的覆蓋效率，更通過電子聚焦功能，在特定深度優化了聲束能量，顯著提高了信噪比和缺陷定量的精度。
算法的進化：TFM與PCI的雙重加持
如果說硬件是相控陣技術的骨骼，那么成像算法則是靈魂，隨著奧林巴斯等領軍企業的持續研發，成像技術已從基礎的相控陣（PA）演進至全聚焦方式（TFM）和相位相干成像（PCI）。
展開 技術 | 攪拌摩擦焊接標準的分析研究
其中QJ20043標準要求更加詳細，對檢測方法做出了說明，例如采用單面攪拌摩擦焊，焊縫背面無加工余量時，對Ⅰ、II級接頭根部弱結合缺陷應100%進行超聲相控陣檢測，超聲相控陣檢測按QJ20045.2011的規定進行，并按基準靈敏度進行評定;不能進行超聲相控陣檢測的接頭，應按設計文件規定，對焊件進行液壓、氣密試驗或對試件、試樣進行剖切金相檢查等旁證性試驗。
3 軌道車輛攪拌摩擦焊技術現狀
早在2000年左右，國外已把攪拌摩擦焊接技術應用于軌道車輛的批量生產制造。例如歐洲、日本著名列車制造商都在采用FSW技術，包括Alstom,Bombardier,CAF,Siemens、日立、川琦重工、住友輕金屬工業、日本車輛制造等。FSW在列車中應用部位廣泛，涉及焊接位置有:車頂板、側墻板、地板、列車底架。截止2006年，日本已生產單殼車體100輛以上;雙殼車體600輛以上，焊縫總長度超300km。
日立為“西武鐵道”制造的EMU20000系列市郊火車，雙層結構的側墻和車體采用FSW焊接，且為單面焊結構。在國內，株機公司、浦鎮公司、長客股份等先后小批量生產出攪拌摩擦焊接大部件并裝車使用。四方公司從2008年以來，開展攪拌摩擦焊基礎性研究和工程化應用研究工作，已建立企業技術標準體系，形成完整攪拌摩擦焊接工藝評價體系、制造工藝體系和質量標準體。成功研制6XXX系鋁合金、7XXX系鋁合金攪拌摩擦焊部件，形成批量化生產能力。完成時速350公里某型動車組的牽引梁、枕梁、車鉤叢板座等關鍵部件的攪拌摩擦焊接。完成A型地鐵攪拌摩擦焊鋁合金車體的試制。但是針對軌道車輛行業的材料體系、產品結構、生產節拍、服役性能的特征，仍需要進行大量的工作，以建立行業性的指導標準。
展開 中海油工程交付巴西的FPSO是超過5艘遼寧號的鋼鐵巨獸
在過去三年的建造過程中，海油工程的技術團隊需要定期對建設中或者已建好的組件進行檢測，以確定金屬材料或部件內部的裂紋或缺陷情況。
“以前，我們常用的檢測手法是射線照射檢驗，但因射線是放射源，使用時需要拉警戒線，30米甚至50米之內都不能進人，比較影響工期。” 巴西石油FPSO項目副經理王圣強說。
他和團隊一直尋求找到一種可替代射線照射檢驗的新方法，以規避前者使用過程中存在的弊端。經過多方探索，他們找到了一種簡稱PAUT的超聲相控陣無損檢測技術。
“超聲波對人體無害，且使用時不用隔離，穿透性也很強，在質量檢驗工效、檢驗準確性以及施工安全性上都較射線照射檢驗有很大提升。”王圣強說，在一些特殊部件上，PAUT技術也存在局限，還在繼續進行技術攻關。
“P70 項目的實施中有多項的技術創新，這進一步證明了中國海油在海洋石油設施的制造行業已經達到了世界第一梯隊，這項工程，進一步鞏固了在南美及世界采油屆的地位，也是響應了國家建設‘一帶一路’的倡議，對于‘一帶一路’沿線國家未來的合作意義重大。” 巴西石油FPSO項目總經理陶付文表示。
可以期待，未來中國將建造交付越來越多的“海上鋼鐵巨獸”FPSO，為全球海洋開發做出新貢獻。
來源：國際船舶海工網
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