2025年11月13日，图迈检测技术（成都）有限公司Eddyfi中国区总经理兼副总裁吕博在深圳核博会核电厂在役检查论坛发表《先进超声全聚焦成像技术在核电安全端异种金属焊接接头的应用与工艺认证》主旨报告。
内容围绕核电关键部件（异种钢安全端/接头）超声无损检测，介绍了全聚焦相控阵成像技术在复杂多层材料与单侧扫查条件下的应用与难点。演讲重点对比了PWI与传统FMC全聚焦方式在能量、速度与对声速误差敏感性方面的差异，并展示通过探头/扫查方案优化与图像融合提升裂纹检出、定位与定量能力的效果，同时说明了相关PDI认证工作与后续设备通道数、能量与聚焦能力的提升方向。
关键点：
1. 议题引入与团队/公司背景：核电检测新技术与认证（00:00）
介绍报告主题为先进全聚焦成像技术在核电安全相关接头检测中的应用与供方认证；说明讲者与公司在核电与核工业检测领域的长期经验、国内外合作与技术引入，以及公司围绕电磁/超声/机器人/远程监测等构建的无损检测能力版图。
2. 检测对象与难点：异种钢安全端接头的多层结构与单侧扫查挑战（06:23）
明确检测对象为核电中的异种钢安全端/接头；难点在于超声需要穿过不锈钢、镍基堆焊层/焊缝等多层粗晶材料，声速各向异性导致成像误差，且存在过渡段单面检测、对侧裂纹隐藏、几何过渡与耦合等工程限制，使得裂纹检出与定量尤其困难。
3. PWI全聚焦技术与PDI认证：相较FMC的优势与落地路径（07:25）
回顾早期记录式超声检测的PDI认证基础，并在后续将全聚焦技术引入认证实践；本次采用PWI全聚焦方式并与检测服务方合作推进认证。说明PWI相对FMC的关键优势：多阵元同时激发带来更强能量与更好穿透、对声速不确定性更鲁棒、采集角度更少从而速度更快，更适合不锈钢/焊缝等场景。
4. 验证与结果：真实裂纹试块、扫查策略、图像融合与定量能力提升（09:23）
在不锈钢试块上用仿真真实裂纹形貌验证全聚焦定量潜力，强调在转标与完整性评估背景下对“准确定量”的迫切需求；提出结合自动扫查与实时智能判断的愿景，使设备发现疑似缺陷后可回扫并以多角度/多模态精细覆盖。随后介绍为认证重新设计探头、采用不同方向（垂直焊缝/沿焊缝）扫查与位置偏移覆盖，通过数据/图像融合把多次多位置结果统一成可分析图像；展示对热疲劳裂纹与人工槽在复杂层后方仍可实现较清晰成像与高度测量，并说明单侧检测对侧裂纹也能获得接近真实的定量结果；最后提出后续将通过优化探头与提升仪器通道数（更高能量与聚焦能力）来进一步增强粗晶材料穿透与原始数据质量。
时间线：
00:00 - 报告开场：介绍议题、讲者与公司/核电检测业务背景，以及无损检测未来愿景（自动化、机器人、远程监测与算法融合）。
06:23 - 提出核心检测场景：异种钢安全端接头，阐述多层材料、几何过渡与单侧扫查带来的超声检测难点。
07:25 - 认证与方法路线：回顾PDI认证历程，引入PWI全聚焦技术，并解释其相对FMC的能量、速度与鲁棒性优势。
09:23 - 实验验证与工程实现：试块验证、探头与扫查方案设计、数据融合成像与裂纹定量结果展示，并提出未来设备与探头升级方向。
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先进超声全聚焦成像技术加速核电安全端异种金属焊接接头检测认证
在核电关键设备的安全评价中，异种金属焊接接头因材料复杂、结构特殊、服役环境严苛，一直是无损检测领域的重点与难点。图迈检测技术（成都）有限公司Eddyfi中国区总经理兼副总裁吕博围绕“先进超声全聚焦成像技术在核电安全端异种金属焊接接头的应用与工艺认证”进行了分享，介绍了全聚焦相控阵成像技术在核电安全相关接头检测中的工程应用、认证路径以及未来智能化发展方向。
吕博长期从事核电及核工业无损检测技术与工程应用工作，其所在团队在国内外核电领域积累了较多项目经验，并与多家核电机构保持合作。公司业务覆盖电磁检测与超声检测两大方向，其中电磁检测包括涡流、交流电磁场检测、脉冲涡流、漏磁等技术，超声检测则涵盖相控阵、长距离导波、全聚焦相控阵等先进方法。依托海外应用经验与国内现场需求，公司希望在核电检测技术落地过程中发挥“技术与应用桥梁”的作用，推动更适合本土现场条件的检测方案形成。
核电安全端异种金属焊接接头通常包含不锈钢、镍基堆焊层、镍基焊缝以及容器端材料等多层结构，超声检测需要穿透不同声学特性的材料界面，才能实现对关键区域的有效覆盖。这类接头中的粗晶和各向异性材料会导致声速不稳定、声束传播路径复杂，进而影响成像质量、缺陷定位和尺寸定量。同时，结构过渡段和现场几何条件往往限制探头布置，许多场景只能进行单侧扫查；裂纹方向也并不固定，周向裂纹、横向裂纹及复杂形态裂纹均可能出现，进一步增加了检测难度。
针对这些问题，团队将PWI平面波成像与全聚焦相控阵技术引入核电安全接头检测认证实践。相较于传统FMC全矩阵采集方式，PWI通过多阵元同时激励获得更强声能，在低频穿透和复杂材料检测方面更具优势；同时，其对声速误差具有更高鲁棒性，更适合不锈钢、镍基合金焊缝等粗晶材料环境。由于PWI可以用较少角度完成有效数据采集，检测效率也更接近甚至优于部分常规扫查方式。对于核电关键焊接结构而言，全聚焦技术的核心价值不仅在于提高缺陷检出能力，更在于提升缺陷高度、位置和形态定量的准确性，为后续完整性评价提供更可靠的数据输入。
在工艺认证过程中，探头与扫查方案设计是关键环节。团队基于既有双晶探头和阵列探头的应用经验，针对目标检测场景重新开展专用探头设计，并通过仿真优化结构参数与性能指标。实际扫查方案通常采用两个方向配合：一类是垂直焊缝方向扫查，主要覆盖特定取向缺陷；另一类是沿焊缝方向扫查，用于补充识别不同方向的裂纹。通过多位置偏移、多探头组合以及合理控制探头与成像区域之间的距离和角度，可实现检测区域的完整覆盖。这些布置原则既服务于全聚焦成像，也对常规相控阵检测具有借鉴意义。
为验证技术效果，团队使用了包含真实裂纹特征的试块开展实验。试块中设置了模拟实际裂纹形态的缺陷，并包含已知热疲劳裂纹，包括周向裂纹和横向裂纹，同时叠加人工电火花刻槽用于对比。检测数据经过多次、多位置采集后，通过体积融合或图像融合方式统一呈现，降低了多数据源分析的复杂度。端视图、顶视图和极坐标等显示方式则帮助检测人员更直观地识别裂纹走向、尖端位置和缺陷形态。
从试验结果看，人工刻槽的端点反射和根部信号清晰，可为缺陷高度测量提供有效依据。对于热疲劳裂纹，即便声束需要穿透镍基焊缝或堆焊层，全聚焦成像仍能捕捉到裂纹尖端信号，体现出较好的信噪比与分辨率。在过渡段等复杂结构条件下，单侧检测也能够识别焊缝对侧裂纹，定量结果与真实值接近，显示出该技术在核电异种金属焊接接头检测中的工程适用性。
吕博还提到，全聚焦技术的发展为自动化与智能化检测提供了新的空间。在自动扫查过程中，系统可实时判断疑似缺陷位置，并引导机械装置返回目标区域进行精细复扫；同时，通过不同角度、多种传播模式或转换模式采集数据，可提升复杂结构中的覆盖度和定量可靠性。人工智能的作用也不应局限于后处理判读，而应更多参与现场在线决策、复扫路径规划和采集策略优化，使检测流程从“采完再分析”逐步转向“边采集、边判断、边优化”。
围绕核电关键结构检测需求，相关认证工作的目标是提升复杂材料和复杂几何条件下的数据质量与缺陷定量能力。后续研发将继续聚焦探头、仪器和采集策略优化，并通过更高通道数平台提升有效孔径与聚焦能力，例如128通道、256通道级设备，以获得更强穿透能力和更丰富的原始数据。随着可追溯记录能力、稳定成像能力和智能化辅助决策能力持续增强，先进超声全聚焦成像技术有望在核电安全端异种金属焊接接头检测中发挥更重要作用。
