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）

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