? ? 南通安豐儀器做為專業(yè)的超聲波探傷儀等無損檢測等設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)，對于超聲波探傷過程中出現(xiàn)的一些技術(shù)性的問題作出解答，供大家學(xué)習(xí)參考。本文主要探討鍛件近表面缺陷的超聲波檢測技術(shù)研究。

　　1 鍛件的檢測技術(shù)要求

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，特別是航空、航天、核電等重要場合的產(chǎn)品。超聲檢測作為工件內(nèi)部缺陷檢測的有效手段，以其可靠、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代無損檢測領(lǐng)域占有重要地位。

鍛件超聲檢測時(shí)，近表面缺陷容易漏檢，原因主要是探頭盲區(qū)，探頭盲區(qū)與近表面檢測有關(guān)。此次研究的目標(biāo)就是尋求解決減小盲區(qū)提高近表面缺陷檢測靈敏度的技術(shù)方法。

　　2 檢測近表面缺陷的實(shí)驗(yàn)器材

由超聲檢測知識可知，檢測近表面缺陷的常用方法有：雙晶探頭法、延遲塊探頭法和水浸法。根據(jù)檢測方法準(zhǔn)備了以下實(shí)驗(yàn)器材：

（1） 超聲波探傷儀1臺；

（2） 探頭：

雙晶直探頭，規(guī)格為10P10FG5；

延遲塊探頭，規(guī)格為10P10；

水浸聚焦探頭，規(guī)格為10P10SJ5DJ。

選用以上探頭檢測近表面小缺陷，是因?yàn)椋?/p>

探頭頻率高，分辨力好，波長短及脈沖窄，有利于發(fā)現(xiàn)小缺陷；

探頭尺寸小，入射能量低，阻尼較大，脈沖窄，有利于發(fā)現(xiàn)小缺陷。

（3） 試塊：

在航空、航天、核電等領(lǐng)域中，重要鍛件一般是高強(qiáng)鋼，如A-100鋼和300M鋼，鋼的組織都較為均勻。

如果聲速相同、組織相近，超聲檢測用對比試塊可以使用其他的鋼種進(jìn)行代替。

資料顯示，A-100鋼的聲速約為5750mm/s，300M鋼的聲速約為5800mm/s。我們現(xiàn)有的超聲波試塊，實(shí)測聲速約為5850mm/s，聲阻抗與A-100鋼和300M鋼的聲阻抗較為接近。因此，可使用現(xiàn)有的試塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究。

試塊編號為：1#，2#，3#；各試塊的俯視圖均如圖1所示，圖中的孔均為平底孔，1#，2#，3#試塊上的孔到上表面的距離分別為1，2，3mm。試塊尺寸見圖1。

　　3 實(shí)驗(yàn)方法

3.1 實(shí)驗(yàn)1

使用10P10FG5雙晶探頭分別對1#、2#、3#試塊進(jìn)行測試。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見，使用雙晶探頭能成功檢測出2#試塊上Φ1.6mm，Φ2mm的平底孔與3#試塊上所有的平底孔；但2#試塊上Φ0.8mm的平底孔，以及1#試塊上所有的平底孔都未能有效地檢出。

從圖2分析可知，雙晶探頭聚焦區(qū)限制了2#試塊上Φ0.8mm及1#試塊上所有平底孔的檢出。

可以發(fā)現(xiàn)：

1、只有當(dāng)缺陷位于聚焦區(qū)內(nèi)，才能得到較高的反射回波，容易被檢出。

2、當(dāng)缺陷位于聚焦區(qū)外，無法被聲束掃查到，所以得不到缺陷的回波，因此就很難發(fā)現(xiàn)此類缺陷。

　　3.2 實(shí)驗(yàn)2

為解決實(shí)驗(yàn)1中，由于雙晶探頭聚焦區(qū)限制造成的，對2#試塊上Φ0.8mm及1#試塊上所有平底孔無法檢出的問題，改用無聚焦的10P10延遲塊探頭，對2#試塊上Φ0.8mm及1#試塊上所有平底孔進(jìn)行測試。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，使用延遲塊探頭能成功檢測出2#試塊上Φ0.8mm及1#試塊上所有的平底孔。

3.3 實(shí)驗(yàn)3

實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2都是利用直接接觸法進(jìn)行檢測，實(shí)驗(yàn)3使用10P10SJ5DJ水浸聚焦探頭，利用水浸法分別對1#、2#、3#試塊進(jìn)行測試，結(jié)果未能檢測出1#、2#、3#試塊上所有的平底孔。

究其原因是因?yàn)椋核?鋼之間介質(zhì)的聲阻抗不同，造成水/鋼產(chǎn)生界面波；并且超聲波從水中經(jīng)過，水對超聲的衰減，造成了超聲能量的降低；這樣，需要提高脈沖發(fā)射強(qiáng)度來解決。但脈沖發(fā)射強(qiáng)度提高的同時(shí)，脈沖自身又變寬了，造成近場干擾加大；因此，在聲束由水進(jìn)入鋼時(shí)聲束又會形成發(fā)散，無法分辨接近表面的小缺陷，也就未能檢測出試塊中的平底孔。

　4 總結(jié)

總結(jié)一下，我們發(fā)現(xiàn)：對于近表面小缺陷的檢測，為了兼顧檢測靈敏度和檢測盲區(qū)，采用高頻窄脈沖延遲塊探頭的檢測效果最佳。高頻窄脈沖延遲塊探頭才是近表面小缺陷檢測的緊箍咒，使它無所遁形。