1. 背景

高密度聚乙烯（PE）管道具有自重轻，卫生安全，水流阻力小，节省能源，节省金属，改善生活环境，使用寿命长，安全方便等特点，受到管道工程界的青睐。近些年，在我国宏观经济快速发展的拉动下，我国塑料管道在化工建材大发展的背景下经历着高速发展。2010年全国塑料管道产量超过800万吨，，塑料管道在多个领域相对传统金属管、混凝土管都具备较多优势，因此获得了较多地区的推荐使用。

由于塑料管本身的特点已广泛的用于工业领域，又由于粘接连接方法的缺点，比如强度低，而PE材质，粘接性较差，而熔接则克服了粘接和螺纹连接的缺点，达到的强度均高于塑料管本身的强度和可靠的严密性。

电熔连接工艺：电熔连接是用埋入电热丝的管件，接通电源后，电热丝产生能使管件内壁和管道表面熔化而连接的一种先进方法。

热熔连接工艺：热熔连接是借助加热板、加热棒、加热套等加热元件产生热能完成塑料管道、管件的对接，承插式连接和马鞍形连接（支管）的先进的塑料焊工艺。焊接质量高、速度快。可以进行手动、半自动、自动焊接。

2. 检测方法及设备

现有的可用的超声检测方法包括TOFD和相控阵两种，两种技术都需要使用专有的注水楔块进行局部水耦合。

3. 检测结果

3.1 电熔焊焊缝

对于电熔焊的塑料管，可以将相控阵探头置于管件外壁，这样可以看到管件内部的电阻丝的位置和形貌，如果出现电阻丝信号以外的其他信号，可认为是为融合类缺陷。

检测结果如下，可以清晰看到电阻丝的信号。

不同聚焦深度对检测结果的影响如下，可见PE管检测中，聚焦深度的微小差异，信号差异较大，因而在工艺设计中，聚焦深度成为设置的关键。

实际PE管的检测结果如下：

3.2 热熔焊检测结果

使用相控阵技术对热熔焊缝进行检测，在PE管端横向制作平底孔，以模拟热熔焊缝的未融合类缺陷。

使用相控阵扇形扫查得到的检测结果如下所示，可以看到不同尺寸和不同位置的所有缺陷。

下图为相控阵检测热熔焊管中的检测结果，可见明显的根部未融合缺陷，由于PE管焊接是无坡口的对接焊缝，所以未熔合的缺陷信号显示为垂直方向的显示。

下图为相控阵检测结果，可见明显的缺陷信号，且信号在深度B扫描图像中的显示为深度方向贯穿的，且长度很短，

下图为TOFD检测热熔焊管中的检测结果，可在TOFD图像中看到明显的缺陷信号，而且该信号可见明显的上端点信号（与直通波相位相反），并对底波产生明显扰动，判断为地面开口型未熔合。

下图为TOFD检测热熔焊管中的检测结果，由下图可见根部一个明显的缺陷信号底波为扰动，同时上表面的直通波也受到扰动，扫查方向长度很短，判断该缺陷为一个贯穿孔类的缺陷。

使用TOFD检测技术对热熔焊管进行检测，下面是上下表面刻槽和中间钻孔的TOFD图像，由图中清晰可见焊缝内部不同部位的缺陷信号，而且塑料内部的材质噪音较低，信噪比较高。

下面是焊缝内部含了三种不同夹渣的检测结果。

4. 结论

使用超声相控阵技术可以检测电熔焊焊缝的未融合类缺陷，并可清晰显示出电阻丝的信号及底波信号。使用TOFD结合相控阵技术可以检测热熔焊焊缝的未融合类缺陷，尤其是TOFD对垂直方向的未融合类缺陷的检出能力很强。