Page 95 - 无损检测2022年第三期
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王宝轩, 等:
钢板受控射流超声检测中表面污染物的影响和消除
对水质、 流速、 流量和流线的控制来消除气泡 和湍 除了能够满足常规板、 棒、 管的检测需求外, 还可用
流, 在射流腔体内形成受控的水柱, 达到良好的超声 于各种包含复杂曲面的盘、 环件及异形工件的检测,
耦合效果, 受控射流传感器结构如图 1 所示。探头 检测精度可以达到 ϕ 0.3 mm 当量平底孔, 实时采
激发的超声波透过水柱射入被检钢板内部, 经过反 样率达 400MHz , 上下表面盲区小于 1.5mm , 探伤
射, 探头接收到界面波、 底波和缺陷回波 [ 7 ] 。进行扫 通道可 达 8 个, 支 持 高 达 1000 mm · s 的 扫 描
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查时, 传感器与被检钢板发生相对运动, 射流腔出口 速度。
安装的耐磨靴与钢板接触, 避免探头发生磨损。
图 2 水浸超声自动 C 扫描系统外观
1.3 试件
试验 使 用 的 钢 板 试 件 材 料 为 不 锈 钢, 尺 寸 为
图 1 受控射流传感器结构示意 340mm×180mm×30mm ( 长 × 宽 × 厚), 表面状态
1.2 试验装置 为精车, 成型方式为锻造, 其含有不同深度的 ϕ 5mm
采用如图 2 所示的水浸超声自动 C 扫描系统 平底孔及不同尺寸的横槽和斜槽缺陷( 见图 3 ), 用以
来研究油漆、 浮锈等污染物对检测的影响。 该系统 模拟产线钢板可能存在的不同深度及尺寸的缺陷。
图 3 钢板试件的缺陷分布示意
物, 重新涂抹不同质量的污染物, 重复上述过程, 进
2 检测试验
行多组试验, 记录底波幅值与 C 扫描图像。
2.1 表面污染物对检测灵敏度的影响 由图 4 ( c ) 可以较清晰地分辨出污染物的分布
除油漆、 铁屑等常见表面污染物外, 钢板在经轧 区域, 不难发现, 涂抹污染物区域的颜色与无污染物
制和切边后表面还易残留机油和铁屑 [ 8-10 ] 。试验就 区域的相差较大。这说明污染物导致了缺陷波幅大
此 3 种典型污染物对检测灵敏度的影响进行研究。 幅下降, 检测出的缺陷尺寸与真实尺寸存在较大差
在试件表面上划分 3 个 1dm 的区域, 用电子秤称 异。如果探头灵敏度不高, 可能会造成小缺陷漏检。
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取一定质 量的污染物 涂 抹 在 区 域 内 [ 见 图 4 ( a )]。 底波幅值随污染物质量的变化曲线如图 5 所示, 底
调整无污染无缺陷处的底波幅值为满屏的 80% , 得 波衰减随污染物质量的变化曲线如图 6 所示。
到图 4 ( b ) 的 C 扫描结果; 在该增益下, 分别记录各 由图 5 可以发现, 3 种污染物均会导致底波出
污染区域无缺陷处[ 即图 4 ( c ) 的 ① , ② , ③ 位置处] 现不同程度的衰减, 其中铁屑导致的底波衰减最大,
底波的幅值。一组试验结束后, 擦干试件, 清理污染 油漆次之。油漆在质量为 5.50g 时, 底波幅值衰减
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2022 年 第 44 卷 第 3 期
无损检测
