Ультразвуковой контроль сварных соединений с использованием фазированной решётки (PhasedArray) — это современный и наиболее эффективный способ выявления дефектов сварных швов и основного металла. Метод ультразвуковой диагностики с применением фазированной решётки позволяет вести контроль самых сложных объектов без применения дорогостоящих методов неразрушающего контроля, таких как рентгенографический, магнитопорошковый или капиллярный метод.
В общем виде принцип ультразвукового контроля основан на способности луча отражаться от дефекта в исследуемом материале. Результат традиционного УЗК выводится в виде А-скана. Метод фазированной решетки это множество А-сканов, количество которых зависит от числа преобразователей в фазированном датчике. В дальнейшем это множество А-сканов преобразуется в S-скан, позволяющий визуализировать структуру материала, выделяя цветом частоту амплитудных колебаний.
Метод фазированной решетки не противоречит принятым стандартам традиционного УЗК, т.к. является одним из способов генерирования ультразвуковых волн. Например, если нормативом предписан контроль датчиком с углом ввода 45°, это дает возможность использовать фазированную решетку, поскольку генерируя лучи под множеством углов, у контроллера есть возможность выбрать луч с нужным углом и другими регламентированными параметрами. Тут кстати можно купить дефектоскопы на фазированных решетках недорого.
Среди основных технических преимуществ метода фазированной решетки можно выделить следующие:
результаты контроля с применением метода фазированных решеток, представляются в виде наглядного изображения, что значительно облегчает и ускоряет понимание результатов, повышая их точность
возможность генерации преобразователем разных углов ввода сигнала, что намного увеличивает контролируемую зону и скорость сканирования
гибкость при контроле изделий сложной формы
возможность записи данных в режиме реального времени
простота настройки и сохранение неограниченного числа настроек
К финансовым преимуществам метода фазированных решеток можно отнести
экономиию времени и затрат на оплату труда дефектоскопистов
практически неограниченный срок службы преобразователей
отсутствие необходимости использовать контактную жидкость
возможность использования метода как альтернативы (в некоторых случаях) более дорогостоящим методам НК
Преобразователь фазированной решетки, представляет из себя множество пьезоэлектрических элементов, объединенных в одном датчике. Генератор осуществляет контроль всех элементов формирующих лучи и выдает амплитудный сигнал в режиме реального времени, который эквивалентен стандартному А-скану. Угол излучения фазированного датчика управляется программно и может охватывать достаточно большой объем исследуемого материала без физического перемещения самого датчика. Такой подход снимает необходимость использовать множество преобразователей с различными углами ввода, что ускоряет работу и уменьшает износ контактной поверхности ПЭП.
Фазированные датчики Starmans представляют собой объединенное на одной пьезоэлектрической пластине множество ультразвуковых преобразователей. Все датчики имеют один ряд элементов, то есть являются линейными фазированными преобразователями, управляющимися в одной плоскости. Каждый элемент решетки синхронизируется индивидуально и управляется процессором дефектоскопа. Перемещая курсор по краям дефекта (курсор представлен в декартовых координатах) можно получить довольно полную информацию о размерах дефекта, его глубине и площади. Преобразователи дефектоскопов на фазированной решетке чешской компании Старманс изготавливаются в двух видах: малые с 16 элементами и большие с 32 элементами. К выпуску так же готовятся преобразователи с большим количеством элементов.
