Page 59 - 无损检测2021年第十期

范伟诚, 等:

钢板受控射流超声检测用线聚焦探头检测灵敏度的影响因素

图3 水浸超声扫描系统外观 图4 薄、 厚阶梯试块结构示意

为340mm×180mm×30mm , 采用锻造成型方 梯度厚, 两块试块覆盖了中厚板的厚度范围, 且每一
式, 含有 ϕ 5mm 平底孔、 横槽和斜槽缺陷, 加工工 阶梯都含有不同尺寸的平底孔缺陷。

艺为精车。 水的浊度以及气泡试验所使用的是 5mm 平
ϕ
厚阶梯试块最薄的阶梯也比薄阶梯试块最厚的 底孔试块。
表1 薄、 厚阶梯试块参数 mm
类型 最大厚度 阶梯数 长度 缺陷尺寸 缺陷埋深 材料 加工工艺 成型方式
薄阶梯试块 19 11 440 4 精车 锻造
ϕ
ϕ
厚阶梯试块 78 8 400 ϕ 5 , 3.2 , 2 3 304不锈钢
录信号的幅值, 直到信号有一个较大的衰减; 同样地,
3 影响因素试验结果
保持 A 轴不动, B轴步进为0.1° 缓慢转动, 记录信号
采用受控射流超声检测方法对钢板进行检测, 检 的幅值( 见图6 )。
测灵敏度受检测设备的不确定因素的影响。检测设 由图6可以发现, 角度的偏转使得信号衰减速
备的不确定因素主要为探头和水。探头偏转会使得 度先增大后减小。当 B 轴保持不变, A 轴转动, 且
缺陷不能被有效声束覆盖, 降低检测灵敏度。水中的 A 轴偏转角度为0°~1° 时, 缺陷回波信号幅值逐渐
杂质会吸收超声波, 加强其散射, 水中的气泡会使超 衰减, 但衰减速度不大; A 轴偏转角度为 1°~1.7°
声波发生全反射, 有气泡的位置会出现失波现象。 时, 缺陷波幅值衰减速度大, 幅值衰减20% ; A 轴偏
3.1 探头偏转对检测灵敏度的影响

为了测试探头偏转角度对检测灵敏度的影响,
采用水浸超声波 C 扫描系统进行试验。系统有可
以做圆周转动的 A 轴, B 轴( 见图 5 ), 在实际检测

时, A 轴, B轴可以调节探头的垂直度。

试验采用薄阶梯试块, 水距为 42mm , 用线聚

焦探头找到深度为15mm 的 ϕ 5mm 平底孔缺陷

后, 将探头调垂直, 使缺陷波幅最大, 试验测得增益

为42.8dB 时, 该平底孔缺陷回波波幅达满屏的
80% , 此时 A 轴, B轴偏转标定为0° 。采用控制变量
法, 保持 B轴不动, A 轴步进为0.1° 缓慢转动, 依次记

图5 系统 A 轴, B轴示意 图6 A 轴, B轴分别偏转时缺陷波幅值和幅值衰减曲线

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2021年 第43卷 第10期
无损检测