Page 56 - 无损检测2023年第三期
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试验研究
DOI : 10.11973 / ws j c202303005
钛合金锻坯的相控阵超声自动检测
刘 柯, 王建国, 张嘉宁, 韦勇哲, 高慧贤, 高玉社, 罗文忠
( 西部超导材料科技股份有限公司, 西安 710018 )
摘 要: 基于相控阵超声聚焦原理, 通过仿真分析、 理论声场数学模型以及基于图像插值的声
场试验相结合的方法, 对钛合金锻坯的线阵相控阵超声自动化检测方法进行了研究。结果表明, 结
合理论声场计算模型与声场测试试验, 可以选用合适的参数准确检测厚度为2.5~300mm 的钛合
金锻坯。
关键词: 钛合金; 相控阵超声; 模型; 检测
中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 03-0022-07
Automatic p hasedarra y ultrasonictestin g oftitaniumallo y for g in g billets
LIUKe , WANGJian g uo , ZHANGJianin g WEIYon g zhe , GAOHuixian , GAOYushe , LUO Wenzhon g
,
( WesternSu p erconductin gTechnolo g iesCo. , Ltd. , Xi'an710018 , China )
Abstract : Basedonthe p hasedarra yultrasonicfocusin gp rinci p le , theautomaticlinear p hasedarra yultrasonic
detectionmethodfortitaniumallo y for g in gbilletisstudiedb ycombinin gsimulationanal y sis , theoreticalacoustic
fieldmathematicalmodelandsoundfieldtestin gbasedonima g einter p olation.Theresultsshowthatsuitable
p arameterscanbeselectedtoaccuratel y detecttitaniumallo y for g in gbilletwiththethicknessof2.5-300mmb y
combinin g theoreticalsoundfieldcalculationmodelandsoundfieldtestin g .
Ke ywords : titaniumallo y ; p hasedarra y ultrasonic ; model ; detection
随着科技的进步和发展, 工业生产对产品质量 的相控阵超声检测系统可以实现实时三维成像, 并
的要求逐步提高。超声无损检测技术在产品质量控 且检测精度高。 HANSEN 等 [ 3 ] 开发了一套用于检
制中的作用日趋重要。随着无损检测自动化、 数字 测高速列车轮轴的相控阵超声检测系统, 可以准确
化、 图像化的快速发展, 超声检测引进了高效率、 高 检测横向裂纹。国外相控阵检测方法标准体系的代
灵敏度的自动检测系统。结合相控阵特有的线性扫 表为欧盟的ISO 标准、 美国的 ASTM 标准, 但两者都
查、 动态深度聚焦等方法对钛合金锻坯进行超声检 没有涉及针对钛合金锻坯的相控阵超声检测方法。
测, 可以有效提高钛合金产品的可靠性 [ 1 ] 。 基于相控阵超声聚焦原理, 通过仿真分析、 理论
目前国内正积极探索相控阵超声检测在生产中 声场数学模型以及基于图像插值的声场试验相结合
的应用, 中国科学院声学所、 高等院校、 无损检测仪 的方法, 对钛合金锻坯的线阵相控阵超声自动化检
器研发公司等相继研发了部分相控阵超声探头和仪 测方法进行了研究。
器, 并开发了系列相控阵超声自动化检测系统。这
些系统已经逐步应用到航空、 航天、 船舶、 汽车、 核电 1 水浸相控阵超声线阵检测方法
等领域的产品检测中。周正干等 [ 2 ] 开发了相控阵超
相控阵超声检测技术基于惠更斯 - 菲涅耳原理,
声水浸 C 扫描自动检测系统, 可以对声衰减较大的 由计算机设置各阵元晶片的激励, 产生可以电子调节
较厚材料进行充分检测。国外 R / D 、 GE 公司研制 入射角度、 焦距和焦点尺寸的超声波聚焦声束 [ 4-6 ] 。
水浸相控阵超声检测技术应用相控阵阵列探头
收稿日期: 2022-06-21
替代常规聚焦探头, 通过控制调节聚焦法则实现超
作者简介: 刘 柯( 1991- ), 男, 工程师, 主要从事无损检测工作
声波声束在不同深度和方向上的有效聚焦, 从而确
通信作者: 刘 柯, ndtliuke@163.com
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2023年 第45卷 第3期
无损检测
