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核电工程建设五新技术成果汇编（第二批） · 新工艺

核电百万机组相控阵超声检测的应用创新

中国能源建设集团安徽电力建设第二工程有限公司

项目负责人：江满杰；项目成员：陈琪、李若晴、龚有辉、苏庭、梁少盼

一、成果概述

在核电常规岛安装过程中，管道对接焊缝的无损检测主要采用射线检测。射线探伤

存在诸多的局限性,大口径厚壁管射线检测透照次数多、曝光时间长，以及射线探伤时间

窗口的局限，导致大量焊口积压，影响工程的进度。并且射线探伤辐射安全风险不容忽
视，为保障安全，人工、时间、检测场所等成本急剧增加。相控阵超声检测具有检测效

率高、无辐射安全风险等特点，推进相控阵超声检测应用于防城港二期项目常规岛和

BOP 安装工程，弥补射线检测的不足，提高焊缝检测效率，从而解决上述存在的问题，
保证机组的顺利移交运行。

二、成果主要内容

（一）相控阵检测优点

1. 检测效率高：相控阵是通过电子技术来实现声束的扫查方向和聚焦深度的控制，

可以以同一个探头来实现不同壁厚、不同材质焊缝的检测任务；相控阵可以同时拥有多
角度的超声波声束，只需要沿着焊缝直线挪动探头即可完成扫查，检测速度成倍提高。

2. 检出率较高：相控阵技术拥有比常规超声穿透能力强的优点，在固体中的传输损

失少；借助于声束变角、深度变焦，信噪比明显提高；具有良好的声束可达性，能对复
杂几何形状的工件和常规超声盲区进行探查；

3. 无检测盲区：根据被检工件的尺寸，采用合适的探头、楔块以及相应的检测工艺

（包括角度范围、探头位置等），进行波束模拟，实现波束对检测区域的全覆盖（如焊

缝、热影响区、母材等）。

4. 缺陷定位、定性更准确：相控阵技术通过软件控制探头中每个/ 组晶片的激发时
间,产生不同角度、不同聚焦深度的超声波束,从而能够检测焊缝内部不同走向、不同深

度的各类缺陷,可以实现过程控制，可以测量垂直方向上的缺陷。相比射线，相控阵扫描

图后期可利用计算机技术，对缺陷的自身高度和深度进行测量，结合焊缝模拟图确定缺
陷的位置。射线底片是对缺陷投影显示，不能确定缺陷的自身高度和深度方向的位置。

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