李忠基

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司技術(shù)中心， 山西 太原 030003）

車軸坯超聲檢測(cè)的目的是發(fā)現(xiàn)有無(wú)超過某一基準(zhǔn)當(dāng)量的缺陷存在。車軸坯超聲檢測(cè)屬于山西太鋼不銹鋼股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱太鋼）內(nèi)部質(zhì)量控制，軸坯為方形，規(guī)格較大（230～280 mm），表面粗糙度差，晶粒較粗大，且內(nèi)部組織不均勻，在縱向長(zhǎng)度范圍內(nèi)透聲性差異很大。在這種情況下，無(wú)法使用對(duì)比試塊法確定缺陷當(dāng)量，只能采用工件底波調(diào)整法來(lái)調(diào)整靈敏度。且當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷波之后，采用當(dāng)量計(jì)算法來(lái)計(jì)算當(dāng)量[1]。車軸坯檢測(cè)量比較大，怎么能提高超聲波檢測(cè)效率，是一個(gè)比較有實(shí)際意義的問題。

1 常規(guī)計(jì)算方法

當(dāng)量計(jì)算法是根據(jù)超聲檢測(cè)中測(cè)得的缺陷回波與基準(zhǔn)波高（或底波）的分貝差值，利用各種規(guī)則反射體的理論回波聲壓公式進(jìn)行計(jì)算，求出缺陷當(dāng)量尺寸的方法。采用縱波直接接觸法檢測(cè)時(shí)，假設(shè)車軸坯規(guī)格為xmm，基準(zhǔn)平底孔直徑為Df，某一直探頭參數(shù)：

2）當(dāng)量計(jì)算。當(dāng)檢測(cè)人員在實(shí)際檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)缺陷波時(shí)，通過儀器屏幕讀出參數(shù)：缺陷波高與基準(zhǔn)波高的差值Δ dB；缺陷埋深x，然后利用當(dāng)量計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，其中dj為基準(zhǔn)平底孔直徑，mm；xj為基準(zhǔn)平底孔埋深，mm；x為缺陷埋深，mm；α 為衰減系數(shù)，dB/mm。該計(jì)算公式存在復(fù)雜計(jì)算，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員不便于進(jìn)行快速計(jì)算，影響了檢測(cè)效率。

在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)過程中，因?yàn)橐?guī)格和基準(zhǔn)平底孔直徑已經(jīng)知道，所以步驟1）可以在檢測(cè)工作開始前就可完成。在檢測(cè)工作開始后，步驟2）需要后期計(jì)算，且缺陷的當(dāng)量和缺陷在深度方向上的位置等參數(shù)是不斷變化的，這需要不斷重復(fù)計(jì)算，該步驟比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，極大困擾著檢測(cè)作業(yè)人員。

2 快速計(jì)算方法

為了克服解決上述問題，開發(fā)了一種超聲檢測(cè)缺陷當(dāng)量快速計(jì)算方法。主要設(shè)計(jì)思路和功用如下：

2）現(xiàn)在智能手機(jī)已經(jīng)普及，檢測(cè)人員在檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)缺陷后，只需在智能手機(jī)中安裝可打開excel 表格的APP，就能在檢測(cè)過程中隨時(shí)在手機(jī)端excel 輸入?yún)?shù)，得出缺陷當(dāng)量?？梢源蟠蠊?jié)省計(jì)算時(shí)間，提高檢測(cè)效率，見下頁(yè)圖1。

圖1 即為手機(jī)端缺陷當(dāng)量計(jì)算表，在“軸坯規(guī)格”和“基準(zhǔn)平底孔直徑”確定的情況下（在某一檢測(cè)開始前，上述參數(shù)是已知的，可提前輸入公式中），在上表中的“分貝差”和“缺陷深度”欄對(duì)應(yīng)輸入工件的參數(shù)，“缺陷當(dāng)量”欄即可立即得到對(duì)應(yīng)的當(dāng)量數(shù)值，并具有了可記錄性[3]。

圖1 軸坯缺陷當(dāng)量計(jì)算表

3 實(shí)際應(yīng)用

在實(shí)際檢測(cè)中，需要對(duì)一批280 mm 厚度規(guī)格軸坯按照”基準(zhǔn)平底孔直徑為Φ3 mm”要求進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)人員可在檢測(cè)工作開始之前在excel 表嵌入公式中把“dj：基準(zhǔn)平底孔直徑Φ3 mm”，和“xj：基準(zhǔn)平底孔埋深280 mm”兩個(gè)參數(shù)輸入進(jìn)去，當(dāng)發(fā)現(xiàn)軸坯有缺陷時(shí)，只需將“缺陷回波高度與基準(zhǔn)平底孔高度之比的分貝差ΔdB”和“x為缺陷埋深，mm”兩個(gè)參數(shù)輸入手機(jī)端缺陷當(dāng)量計(jì)算表相應(yīng)欄中，即可自動(dòng)準(zhǔn)確的計(jì)算出這一缺陷的當(dāng)量，并實(shí)現(xiàn)記錄功能。

該方法在太鋼超聲檢測(cè)工序推廣使用后，極大的優(yōu)化改善了車軸坯超聲檢測(cè)工作。檢測(cè)人員通過常規(guī)方法計(jì)算某一缺陷當(dāng)量大約需要2 min，而采用這種缺陷當(dāng)量快速計(jì)算方法只需3 s。以前檢測(cè)人員繁瑣、低效的當(dāng)量計(jì)算方式得以徹底改變，該方法推廣后極大的提高了軸坯超聲檢測(cè)作業(yè)的效率。

4 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

1）檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)缺陷之后，常規(guī)計(jì)算方法由于計(jì)算公式比較復(fù)雜，比較影響檢測(cè)效率。而把超聲檢測(cè)當(dāng)量計(jì)算公式嵌入到excel 表格之中，使計(jì)算變得簡(jiǎn)單。

2）把智能手機(jī)與檢測(cè)工作相結(jié)合，利用智能手機(jī)端excel 表格，輸入相關(guān)參數(shù)，即可完成對(duì)缺陷當(dāng)量的計(jì)算，提高了檢測(cè)效率。

5 結(jié)語(yǔ)

發(fā)現(xiàn)缺陷之后對(duì)缺陷進(jìn)行定量，確定缺陷的當(dāng)量大小，是超聲檢測(cè)工作必不可少的程序。而由于當(dāng)量計(jì)算公式復(fù)雜，并且檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)往往不具備充足條件，使檢測(cè)人員對(duì)這種常規(guī)缺陷當(dāng)量計(jì)算方法感到吃力。在智能手機(jī)已經(jīng)普及的今天，缺陷當(dāng)量快速計(jì)算方法使檢測(cè)人員擺脫了復(fù)雜而耗時(shí)的計(jì)算以及對(duì)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)條件的依賴，在檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)缺陷后，使用智能手機(jī)即可快速的完成必要的缺陷當(dāng)量計(jì)算以及記錄工作，極大的提高了檢測(cè)效率。