Page 88 - 无损检测2024年第三期

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基于双晶相控阵探头的奥氏体不锈钢检测试验及应用

1 检测方法

1.1 双晶一维线阵探头纵波法
双晶线阵探头实物如图1所示, 该探头结合了
双晶超声探头和单晶一维线阵探头的结构形式, 一
般由两个一维线阵模块组成( 一个发射器和一个接
收器), 通过调整晶片延迟时间, 一发一收, 形成两个
模块波束的菱形交汇区域, 在交汇区产生声束偏转
或聚焦等效果。

图2 双晶二维面阵探头
焦, 并且偏转角度可调可控, 而不需更换楔块; ④ 更有

利于激发爬波, 能将入射角偏转到第一临界角附近, 在
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第二介质中激发爬波 , 探头可以在不更换楔块的情
况下将声场能量聚焦到近表面, 一发一收激发的爬波

没有始波, 无近表面盲区, 更有利于近表面检测。
1.2.2 缺点
二维面阵探头晶片是两个面阵探头的组合, 制
图1 双晶线阵探头实物
作切割工艺较为复杂, 对生产操作人员的操作水平
1.1.1 优点
和专注度有较高要求, 生产成本较高。
① 实现电子聚焦, 声束偏转实现大覆盖扫查;

② 焊缝晶粒尺寸与纵波波长的比值很小, 纵波在焊 2 不同检测方法的试验对比
缝中不会有明显的声散射衰减; ③ 纵波各向异性影

2.1 距离 - 波幅曲线特性和声压分析试验
响较小; ④ 具有两种聚焦模式: 电子聚焦 + 声学聚

试验专用试块尺寸示意如3所示, 在该试块上
焦, 缩小了声束宽度, 声场能量更集中, 并有效解决
利用不同深度的横通孔进行测试, 使声束扫过横孔,
了检测盲区的问题。
结合对不同深度反射体的回波幅值的统计, 能快速
1.1.2 缺点
准确描述固体中的声场特性。
其菱形聚焦区域固定, 声场能量集中区域固定,
不利于检测工艺制定的多样化需要, 对于厚度较大
的工件, 往往不能实现全体积声束覆盖, 覆盖不同区
域则需要更换楔块。
1.2 双晶二维面阵探头纵波法
双晶二维面阵探头实物如图2所示, 该探头同
样含有两个相控阵模块, 每个模块都为一个独立的 图3 试验专用试块尺寸示意
面阵相控阵探头。 将探头主动轴方向与横通孔垂直放置, 设置不同
1.2.1 优点 的焦点深度 , 对不同深度横通孔进行扫查, 读取同
f

① 具备单晶一维线阵探头纵波法的优点; ② 具备 增益值不同焦点下各深度横通孔的回波幅值, 记录并
双晶一维线阵探头纵波法的优点; ③ 聚焦方式为电子 绘制距离 - 波幅特性曲线图。曲线测试现场如图4所

偏转激发下的声学聚焦+电子聚焦, 可以通过控制两 示, 单晶一维线阵探头距离 - 波幅特性曲线如图 5
个方向上的阵元激发延迟, 来获得声束在三维空间内 所示。
的偏转与聚焦, 无需带屋顶角的楔块即可完成声学聚 ( 1 ) 单晶线阵横波法和单晶线阵纵波法
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2024年 第46卷 第3期
无损检测