葉福鈺

（甘肅省計(jì)量研究院 ，甘肅 蘭州 730030）

改革開放后，工業(yè)生產(chǎn)開始向著機(jī)械化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，但是也正是因?yàn)闄C(jī)械化代替人力進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，雖然勞動(dòng)力成本有所降低，但是機(jī)械維修成本卻大幅度增長(zhǎng)。而維修成本的增長(zhǎng)主要是由于機(jī)械金屬部件損害而造成的[1]。因?yàn)榻饘俨牧弦坏┏霈F(xiàn)故障，不僅排除困難，有時(shí)甚至因?yàn)槌杀具^(guò)高，直接更換部件?；诖?，超聲波探傷儀營(yíng)運(yùn)而生。這種儀器是作為一種輔助工具在當(dāng)前無(wú)損檢驗(yàn)領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用最廣的檢測(cè)方法。它能夠快速、安全、無(wú)損傷、精確地進(jìn)行金屬工件內(nèi)部多種缺陷(裂紋、疏松、氣孔、夾雜等)的檢測(cè)、定位、評(píng)估和診斷。

1 超聲探傷儀工作原理

圖1 超聲探傷儀工作原理

超聲探傷儀的本質(zhì)是利用超聲波在金屬材料中傳播和反射原理進(jìn)行探傷操作的。如果金屬材料存在一定損傷，當(dāng)超聲波遇到該部位時(shí)就會(huì)發(fā)生聲學(xué)特性和內(nèi)部組織變化，然后再通過(guò)超聲波受影響程度和狀況來(lái)判斷該金屬材料存在何種缺陷，缺陷部位的確切位置等。其超聲探傷儀原理如圖1所示。

其工作流程如下：

2 超聲探傷儀輔助功能

根據(jù)上述章節(jié)1中的介紹總結(jié)出超聲探傷儀輔助功能如表1所示。

表1 超聲探傷儀輔助功能

先對(duì)表1中的前5種輔助功能進(jìn)行詳細(xì)描述。

2.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是金屬材料超聲探傷儀最重要也是最基礎(chǔ)的輔助功能之一。金屬材料超聲探傷儀在對(duì)反射回來(lái)的超聲波信號(hào)進(jìn)行采集之后，需要將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，然后根據(jù)這個(gè)數(shù)進(jìn)行缺陷分析。

2.2 存儲(chǔ)記錄功能

不同的機(jī)械由不同金屬部件組成，所以一旦某一個(gè)部位出現(xiàn)故障，就需要對(duì)所有的部件進(jìn)行探傷操作，而且遇到不同的工程項(xiàng)目采用的探傷標(biāo)準(zhǔn)也不同，因此在探傷儀進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中其儲(chǔ)存記錄輔助功能發(fā)揮了極大作用，極大節(jié)省了人工勞動(dòng)力，降低了人工記錄成本。

2.3 計(jì)算功能

在數(shù)據(jù)采集和儲(chǔ)存結(jié)束后，其計(jì)算功能也是該儀器的一大功能之一。金屬材料超聲探傷儀能夠自動(dòng)且準(zhǔn)確的計(jì)算出金屬材料缺陷的當(dāng)量、水平距離、聲程及深度等，減輕了檢測(cè)人員的計(jì)算工作。依靠金屬材料超聲探傷儀的輔助計(jì)算功能，就能輕而易舉的解決k值變化的問(wèn)題，它將每個(gè)變化k值考慮在內(nèi)，通過(guò)反復(fù)計(jì)算提高缺陷的檢出率和檢出精度。

2.4 掃描功能

通過(guò)上述計(jì)算功能得出金屬材料缺陷的當(dāng)量、水平距離、聲程及深度等數(shù)值，這些數(shù)據(jù)雖然在一定程度上可以對(duì)金屬材料存在的缺陷進(jìn)行初步判斷，但是為提高判斷準(zhǔn)確性，還需要將以上數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為3D立體圖像的形式，然后結(jié)合被檢驗(yàn)金屬材料的各項(xiàng)參數(shù)，生成相應(yīng)的掃描模式。一旦金屬材料存在缺陷，就可以通過(guò)該探傷儀在圖像上顯示出缺陷狀態(tài)和缺陷位置。

2.5 與其它終端連接功能

金屬材料超聲探傷儀可以與其它計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連，將金屬材料超聲探傷儀中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化備份到其它儲(chǔ)存介質(zhì)當(dāng)中，以防數(shù)據(jù)丟失或被篡改的可能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，對(duì)金屬材料的無(wú)損檢測(cè)具有重要意義，保證了數(shù)據(jù)的安全。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，改革開放后，我國(guó)工業(yè)得到了極大的發(fā)展，各個(gè)工廠逐漸轉(zhuǎn)向機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)力水平有了很大的提升，但是與此同時(shí)，機(jī)械設(shè)備的大力使用增加了機(jī)械金屬部件發(fā)生故障的頻率。因此為保證工業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行，對(duì)金屬部件進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)具有十分重要的意義。但是由于金屬部件多種多樣，存在的缺陷也是多種多樣的，利用人工進(jìn)行缺陷檢測(cè)不僅很難準(zhǔn)確檢測(cè)出來(lái)，檢測(cè)周期也比較長(zhǎng)，這樣不僅耽誤工業(yè)生產(chǎn)，付出的維修成本也較大。因此為解決這一問(wèn)題，金屬材料超聲探傷儀應(yīng)運(yùn)而生。它在輔助工人進(jìn)行探傷檢測(cè)中發(fā)揮了重大作用。為更好使用金屬材料超聲探傷儀，提高探傷檢測(cè)效率，本次研究對(duì)其具備的輔助功能進(jìn)行了分析。