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锻件直探头超声波探伤灵敏度调整方法比较

2017-04-29 16:45:52 广平县万德机械有限公司 阅读

      锻件直探头超声波探伤灵敏度调整方法比较

      锻件采用多种规格的直探头在DB-P试块上用AVG法测量平底孔当量尺寸并与实际孔径进行对比,证明锻件检验标准规定的调整探伤灵敏度的三种方法如对比试块法、底波反射法、AVG法建立的探伤灵敏度,相同的平底孔可能得出不一致的检测结果,底波法和AVG法测试结果偏大,极限误差平底孔当量孔径放大50%。操作者出具检测报告时应如实注明用何种方法建立探伤灵敏度,利于各方核查探伤结果的准确性。 
   
  机件的制造主要由铸造、锻造、热处理及机械加工4道工序组成,超声波探伤时都要用直探头探伤,有时还需要附加斜探头探伤。直探头超声波探伤中确定探伤灵敏度的方法通常有对比试块法、底波反射法和AVG曲线法。对比试块法就是制作具有相同孔径、平底孔声程覆盖工件检测范围的对比试块,用以确定探伤灵敏度和缺陷定量的方法;底波反射法与AVG法理论上是一致的,不同点在于底波反射法在3倍近场距离之内不可用,而AVG法可以通过实测得到,随着超声波探伤仪技术的进步,底波反射法可以用DAC法代替。描述规则反射体至波源的距离、反射信号的幅度、反射面积当量大小之间的相互关系的曲线称为AVG曲线,又称距离-波幅-当量曲线,其中A代表反射体至波源的距离,V代表反射体回波信号的幅度,G代表反射体的当量大小,英文名为DGS曲线,形象地表述了声程、波幅、当量大小之间的关系。根据通用性不同,分为通用AVG曲线(适用于所有探头)和实用AVG曲线(适用于固定探头)。与通用AVG曲线一样,x<3N区域内的实用AVG曲线只能由实测求得,当x≥3N时,理论计算与实测十分接近,因此x≥3N区域内的实用AVG曲线通常用理论计算绘制。由于工件轮廓尺寸的影响,底波法和实用AVG曲线法定量精度方面与对比试块法稍有不同,笔者根据本单位日常检测工件一般小于200 mm的实际情况,用不同规格的直探头在DB-P-Z20-4、DB-P-Z15-2、DB-P-Z10-2平底孔对比试块上分别进行试验,得出了实用AVG曲线法在上述对比试块上的试验结果。 
  1 锻件试验条件和方法 
  1.1 试验条件 
  (1)仪器:HS600型数字式超声波探伤仪。 
  (2) 探头:2.5P10、2.5P14、2.5P20直探头。 
  (3)试块:DB-P-Z20-4、DB-P-Z15-2、DB-P-Z10-2平底孔试块。 
  (4)耦合剂:68号机油。 
  1.2 锻件试验方法 
  HS600型数字式超声波探伤仪具有部分实用AVG功能(仅限于制作声程≥三倍近场部分),而且具有单点实用AVG能力,测试结果与底波反射法理论计算相同,所以试验用直探头测出每个试块的第一次底面回波后建立实用AVG曲线,再用此曲线测量试块中平底孔的当量直径。底波法和实用AVG法与对比试块法使用上的不同点在于探头和工件纵波声速的真实性上,因为声速和频率参与定量计算,因此根据探头入厂检测报告如实输入频率参数,纵波声速通过超声波探伤仪自动校准后输入,这样得到的实用AVG曲线才准确。 
  2 锻件测试结果与分析 
  锻件测试结果如表1所示。 
  可以看出,虽然平底孔的声程在3倍近场距离之外,符合理论要求,但是2.5P14直探头对DB-P-Z10-2试块中Φ2 mm平底孔的检测结果超差较多,已经超出探伤精度±2dB的要求,更换一只同规格的直探头测试结果基本一致。底波反射法和实用AVG法得出的结果一般均比实际值偏大,极端的时候比实际平底孔直径大50%。 
  具有相互平行大平面锻件是外观形状最简单的一种,测试结果显示并不是3倍近场距离以外什么探头就可以随便可以用理论计算求缺陷当量。底波法和实用AVG法理论上没有问题,但是使用时必须要考虑工件轮廓尺寸的影响。 
  3 结语 
  对比试块法以数值确定的平底孔作为反射体,标定DAC曲线,去除了许多干扰定量准确性的因素,实用简单,但使用时一定要实际测量补偿值,测试结果的精确性依赖于试块制作精度,试块使用前需要进行检定,只有测试合格的试块才可以投入使用。 
  底波反射法和实用AVG法受到一定限制,测试结果一般偏大,优点是不需要试块,探伤人员在实际操作中遇到缺陷,只要在其附近完好部位测量三处底面回波,如果三处底面回波基本一致,就可以用此处底面回波作为基准建立实用AVG曲线。缺陷定量时,只要根据缺陷所在声程、缺陷回波相对底面回波的dB差值,就可以得到缺陷的当量大小。实际上,现在的数字式超声波探伤仪软件设计已经非常先进,能够直接给出缺陷当量、声程等参数,不需要操作者自己计算,使用起来非常方便,大大减轻了探伤人员的工作压力。 
  由于3种调整探伤灵敏度的方式不同,定量精度有差异,所以
在检测标准允许采用的情况下,操作者使用那种调整方法在探伤报告中应予注明,便于供需双方核查探伤结果的准确性。

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