Page 53 - 无损检测2025年第一期

孙留鹤，等：

相控阵相位相干成像技术在厚壁球铁件晶粒度测量评价中的应用

偏移为66. 00 mm，顶部偏移为0. 10 mm，底部偏移
为260. 00 mm，水平偏移为0. 00 mm。
（3）检测和显示模式设置：TFM包络为开，PCI
模式为开。
（4）检测工件设置：被检材料厚度应设置为最
大区域的实际壁厚+20 mm的余量，纵波声速为
5 650 m/s。
3.2 各试块的PA-PCI测试
（1）检测试块1中150 mm处φ2 mm的短横孔，
检测结果如图9所示，其中，最小的人工缺陷图像也
清晰可见，且数据相符，验证了设备的综合检测灵敏
度。φ2 mm的短横孔缺陷反射图像形状规则，瑕疵
颜色为暗红色，距探头100 mm范围内出现疑似粗晶
反射的微小图像，约占满屏的2. 5%，基于球墨铸铁
特性与金相分析，将此类瑕疵定义为粗晶信号，如
图 7 宽度为 300 mm 的风电主轴厚壁的 R 弧区域 图10所示。即，初步识别出了人工缺陷与金相合格

的粗晶反射信号特征与表现形态。

图 8 风电主轴厚壁的 R 弧区域试块实物
要求。该试块的作用是确定铁模的真实激冷层范

围，为相控阵检测提供真实的参考数据，验证相控阵 图 9 短横孔、横通孔对比试块 1 的 PCI 图像
检测实物主轴厚壁横截面粗晶情况的可行性和
准确性。
试验采用机油为耦合剂。检测时探头移动区应
保持平整，清除表面氧化皮、污垢及其他可能影响超
声检测的污染物。扫查灵敏度经工艺验证试验后确
定，需保证获得的图像有足够的分辨率和灵敏度，至
少可以鉴别150 mm处φ2 mm的人工反射体。扫查速
度不大于30 mm/s，以同时保证耦合效果并满足数据
采集的要求。
图 10 长横孔、横通孔、粗晶的 PCI 图像
3 试验步骤与方法
（2）从试块2（厚度为120 mm）上下平行的任一
3.1 相控阵仪器参数设置 端面进行十字形步进式检测，确认试块中心处的粗
（1）超声设置：收发模式为脉冲回波，检波模式 晶情况，发现两试块中心区φ25 mm范围内存在瑕疵
为全波，脉冲宽度为142 ns，无滤波，电压极性为全 图像，占满屏的25%~65%。其中包括大量密集圆
脉冲，零点位置为1 350 ns。 形瑕疵和少量线性瑕疵，该试块显示的综合粗晶反
（2）聚焦法则：扫描类型为TFM扫描，纵波为 射图像如图11所示。PCI图像数据与金相检测的面
LL模式，分辨率为256，左侧偏移为 1. 60 mm，右侧 积直径数据约有5 mm误差。
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2025 年 第 47 卷 第 1 期
无损检测