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      小直徑棒材超聲波檢測(cè)的盲區(qū)分析

      2016-08-10 00:18:55賴迎慶
      大科技 2016年2期
      關(guān)鍵詞:孔深波形圖棒材

      賴迎慶

      (中國南方航空工業(yè)有限責(zé)任公司 湖南株洲 412002)

      小直徑棒材超聲波檢測(cè)的盲區(qū)分析

      賴迎慶

      (中國南方航空工業(yè)有限責(zé)任公司 湖南株洲 412002)

      通過對(duì)不同檢測(cè)條件下小直徑棒材超聲波檢測(cè)盲區(qū)的測(cè)試,分析總結(jié)了檢測(cè)盲區(qū)的影響因素。

      棒材;盲區(qū);超聲波檢測(cè)

      1 前言

      由于超聲檢驗(yàn)存在盲區(qū)即棒材外圈是否有缺陷,采用超聲波法無法檢測(cè)出。所以為了保證成品零件最終沒有不符合要求的缺陷,我們要求加工成零件前需留有足夠的加工余量,因此,我們必須在現(xiàn)有的超聲檢測(cè)條件下,探討小直徑棒材檢測(cè)盲區(qū)的影響因素,并通過合理選擇軟硬件條件,使檢測(cè)盲區(qū)最小。

      2 試驗(yàn)件的設(shè)計(jì)

      為了確定影響檢測(cè)盲區(qū)的影響因素,測(cè)試和比較不同檢測(cè)條件下小直徑棒材的檢測(cè)盲區(qū),我們需在小直徑棒材上加工不同孔深的平底孔人工缺陷作為對(duì)比試樣。一般情況下,12mm≤φ≤30mm的小棒材采用雙晶探頭進(jìn)行檢測(cè),30mm<φ≤50mm的小棒材采用直探頭進(jìn)行檢測(cè),所以我們的試驗(yàn)件選擇極限條件,即對(duì)比試樣選擇直徑30mm和50mm的棒材制作。由于棒材的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)多為φ2.0和φ3.2的平底孔,所以我們選擇φ2.0和φ3.2做為人工缺陷的尺寸。

      按照以往經(jīng)驗(yàn),目前檢測(cè)條件下的檢測(cè)盲區(qū)一般不大于5mm,所以在每個(gè)試樣上我們加工5個(gè)不同孔深的相同孔徑的平底孔做為人工缺陷。5個(gè)平底孔的孔深分別為1.5mm,2mm,3mm,4mm,5mm。考慮上述因素,特制作了4根對(duì)比試樣。

      表1

      3 盲區(qū)的影響因素

      (1)儀器的影響。采用5MHz的10°的雙晶探頭,分別使用CTS-2200超聲檢測(cè)儀和Sonic138超聲檢測(cè)儀,對(duì)φ30棒上五個(gè)φ2.0人工缺陷孔進(jìn)行檢測(cè),從波形圖上可以看出,使用Sonic138能較好地發(fā)現(xiàn)孔深2mm的缺陷,勉強(qiáng)能發(fā)現(xiàn)孔深1.5mm的缺陷;而使用CTS-2200只能勉強(qiáng)發(fā)現(xiàn)孔深2mm的缺陷。可見,使用Sonic138比使用CTS-2200的檢測(cè)盲區(qū)更小。

      (2)檢測(cè)頻率的影響。采用CTS-2200超聲檢測(cè)儀,分別使用5MHz的7°的雙晶探頭和2.5MHz的7°的雙晶探頭,對(duì)φ30棒上五個(gè)φ2.0人工缺陷孔進(jìn)行檢測(cè)從波形圖上可以看出,使用5MHz的7°的雙晶探頭能較好地發(fā)現(xiàn)孔深3mm的缺陷,勉強(qiáng)能發(fā)現(xiàn)孔深2mm的缺陷;而使用2.5MHz的7°的雙晶探頭能勉強(qiáng)發(fā)現(xiàn)孔深2mm的缺陷,但孔深3mm的缺陷分辨力不如5MHz的探頭好??梢?,5MHz比2.5MHz檢測(cè)盲區(qū)更小。頻率高底盲區(qū)小。

      (3)探頭焦距的影響。采用CTS-2200超聲檢測(cè)儀,分別使用5MHz的7°的雙晶探頭和5MHz的10°的雙晶探頭,對(duì)試樣(φ30棒)上五個(gè)φ3.2人工缺陷孔進(jìn)行檢測(cè)。從波形圖上可以看出,兩個(gè)探頭都能發(fā)現(xiàn)孔深1.5mm的缺陷,但10°的探頭波形分辨更清晰??梢?,探頭焦點(diǎn)落在棒中心為宜。

      (4)探頭晶片尺寸的影響。采用CTS-2200超聲檢測(cè)儀,分別使用5P14和5P20的直探頭,對(duì)φ50棒上五個(gè)φ2.0人工缺陷孔進(jìn)行檢測(cè)。從波形圖上可以看出,5P14的探頭能發(fā)現(xiàn)孔深2mm的缺陷;但5P20的探頭只能發(fā)現(xiàn)孔深3mm的缺陷??梢?,探頭晶片直徑14mm比20mm檢測(cè)盲區(qū)更小。探頭晶片小底盲區(qū)小。

      (5)缺陷尺寸的影響。采用CTS-2200超聲檢測(cè)儀,5MHz的10°的雙晶探頭,分別對(duì)φ30棒上從波形圖上可以看出,在相同的檢測(cè)條件下,采用雙晶探頭時(shí),能較好發(fā)現(xiàn)孔深2mm的φ3.2缺陷,勉強(qiáng)發(fā)現(xiàn)孔深1.5mm的φ3.2缺陷;但只能較好發(fā)現(xiàn)孔深3mm的φ2.0的缺陷,勉強(qiáng)發(fā)現(xiàn)孔深2mm的φ2.0的缺陷??梢?,驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)允許的缺陷尺寸越大,底盲區(qū)越小。

      (6)結(jié)論

      ①影響檢測(cè)盲區(qū)的因素有:檢測(cè)儀器、探頭(頻率、晶片尺寸、焦距)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等。

      ②頻率高底盲區(qū)小,探頭晶片小底盲區(qū)小,驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)允許的缺陷尺寸越大,底盲區(qū)越小。

      ③探頭焦點(diǎn)落在棒中心為宜。

      ④檢測(cè)φ30mm的棒子時(shí),使用5MHz的10°的雙晶探頭效果最好,驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為φ2.0和φ3.2時(shí)下盲區(qū)均可達(dá)2mm。

      ⑤檢測(cè)φ50mm的棒子時(shí),使用5P14的直探頭效果最好,驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為φ2.0和φ3.2時(shí)下盲區(qū)均可達(dá)3mm。

      4 結(jié)束語

      超聲檢測(cè)的盲區(qū)受多種因素影響,不同的檢測(cè)條件下的盲區(qū)不同,通過對(duì)上述試驗(yàn)進(jìn)行分析總結(jié),我們可以知道小直徑棒材超聲波檢測(cè)盲區(qū)的大致尺寸,為我們以后的工作提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

      TG115.28

      A

      1004-7344(2016)02-0301-01

      2015-12-25

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