楊芬

【摘 要】 大型游樂設(shè)施棒料超聲波手動(dòng)檢測(cè)時(shí)，有時(shí)不易確定靈敏度或不易確定其缺陷當(dāng)量，常出現(xiàn)基準(zhǔn)靈敏度不準(zhǔn)、表面補(bǔ)償不準(zhǔn)、缺陷定位不準(zhǔn)等問題，本文對(duì)此工藝進(jìn)行了優(yōu)化。并通過反復(fù)試驗(yàn)，在正確選用探頭，校正靈敏度，探頭偏移位置后精準(zhǔn)對(duì)缺陷進(jìn)行定位。對(duì)缺陷精準(zhǔn)定位后可避免在坡口預(yù)留線內(nèi)留有缺陷。對(duì)焊接質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

【關(guān)鍵詞】 棒料 超聲波檢測(cè) 超聲波探傷 手動(dòng)檢測(cè)

1? 引言

大型游樂設(shè)施中棒料作為關(guān)鍵部件存在，超聲波檢測(cè)適用于檢測(cè)棒料內(nèi)部缺陷。對(duì)平行于表面的厚度較小的棒料，射線檢測(cè)往往較困難的，而超聲波檢測(cè)是最經(jīng)濟(jì)可行的方法。棒料手動(dòng)檢測(cè)一般用超聲縱波，在游樂設(shè)施中棒料直徑一般均大于20mm且小于等于250mm，檢測(cè)人員選用延棒料的軋制方向進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)過程中對(duì)缺陷有疑問或合同雙方技術(shù)協(xié)議中有規(guī)定時(shí)，除了進(jìn)行縱波檢測(cè)外還應(yīng)增加橫波檢測(cè)。棒料檢測(cè)面的表面粗糙度Ra≤6.3μm，表面的不規(guī)則狀態(tài)不得影響檢測(cè)，否則應(yīng)做適當(dāng)?shù)奶幚?。所有影響超聲檢測(cè)的銹蝕和污物及氧化皮等都應(yīng)予以清除，大面積的銹蝕和污物可用化學(xué)方法清除，局部的可用物理方法清除，常用鏟刀、砂布、砂紙等。

2? 儀器和試塊

超聲波檢測(cè)時(shí)通常挑選水平線性誤差和垂直線性誤差都較小的儀器，超聲波探傷儀應(yīng)符合GB/T27664.1的規(guī)定，水平線性誤差不大于1%，垂直線性誤差不大于5%。棒料檢測(cè)時(shí)，根據(jù)具體需要選擇試塊，檢測(cè)棒料用標(biāo)準(zhǔn)試塊有CSⅠ、CSⅡ，對(duì)比試塊有徑向檢測(cè)對(duì)比試塊。棒料厚度小于等于20mm時(shí)，用雙晶直探頭檢測(cè)，采用CSⅡ標(biāo)準(zhǔn)試塊;否則用單直探頭檢測(cè)，采用CSⅡ試塊。CBⅡ試塊有CBⅡ-1至CBⅡ-4，共4種，每種試塊適應(yīng)各自不同靈敏度的棒料，底部有深度一定的φ2mm—φ6mm平底孔，試塊有最小高度要求。

3 探頭

3.1探頭選擇。超聲波檢測(cè)時(shí)挑選的單直探頭，應(yīng)遠(yuǎn)場(chǎng)分辨力較大、始脈沖寬度較小、主聲束垂直度好。對(duì)于檢測(cè)厚度不大于30mm的棒料，采用雙晶直探頭;對(duì)于檢測(cè)厚度大于30mm的棒料，采用單直探頭。雙晶直探頭的公稱頻率選用5MHz，探頭晶片面積不小于150mm2，且不大于500mm2。采用雙晶直探頭時(shí)，棒料超聲檢測(cè)對(duì)雙晶直探頭性能要求較高，要求在直徑30mm上的回波高度與最大回波高度差在3dB～6dB范圍內(nèi);單晶直探頭的公稱頻率常選用2.5 MHz或5MHz，對(duì)于檢測(cè)直徑不大于40mm的棒料，單直探頭的公稱頻率常選用5MHz，探頭晶片直徑一般為φ14 mm、φ16 mm、φ20 mm;對(duì)于檢測(cè)厚度大于40mm的棒料，單直探頭的公稱頻率常選用2.5 MHz，探頭晶片直徑一般為φ20 mm、φ25mm。直探頭的遠(yuǎn)場(chǎng)分辨力應(yīng)不小于30dB，探頭主聲束垂直方向不應(yīng)有明顯的雙峰或傾斜。在基準(zhǔn)靈敏度下，儀器和直探頭組合的始脈沖寬度：對(duì)于頻率為5MHz的探頭，寬度不大于10mm;對(duì)于頻率為2.5MHz的探頭，寬度不大于15mm。

3.2直探頭偏離位置的測(cè)定。工件為小直徑情況下，直探頭主聲束軸線與探測(cè)面垂線的偏離角β是基本可以忽略的。但是，在大直徑的超聲波檢測(cè)中，由于工件的厚度較大，主聲束軸線與探測(cè)面垂線微小的偏離角β都可能引起較大的定位誤差，通常為2-10mm。

直探頭主聲束軸線與探測(cè)面垂線偏離角β，可用CSⅠ試塊測(cè)量，測(cè)量時(shí)，探頭在CSⅠ試塊上表面平移，找到穩(wěn)定的和最大的缺陷反射信號(hào)，然后固定探頭，這時(shí)探頭主聲束對(duì)準(zhǔn)反射體，測(cè)量得到試塊上表面中心與探頭下表面中心的水平偏離距離A，并用紅筆在探頭上表面標(biāo)示出主聲束軸線偏離中心的方位，如圖1所示。利用偏心距A和CSⅠ試塊的L，即可計(jì)算偏離角β=arctan（A/L），通過偏離角和垂直距離即可計(jì)算水平偏離距離。

實(shí)踐中，根據(jù)不同CSⅠ試塊，可分別測(cè)得和記錄L為30mm、80mm、130mm、180mm時(shí)的偏心距A值，在發(fā)現(xiàn)缺陷找到最大缺陷反射信號(hào)后，按缺陷深度計(jì)算缺陷的偏心距A，再根據(jù)紅筆標(biāo)示的方位進(jìn)行修正，探頭上的箭頭為紅筆在探頭上表面標(biāo)示的偏離方向。同時(shí)，由于偏離角的存在，檢測(cè)過程中應(yīng)當(dāng)注意，探頭只平移不宜轉(zhuǎn)動(dòng)，否則可能降低掃查覆蓋率和定位準(zhǔn)確率。比如，L為130mm時(shí)，測(cè)得A為7mm，L為180mm時(shí)，測(cè)得A為9.5mm，當(dāng)發(fā)現(xiàn)的缺陷深度為165mm時(shí)，估算A為8.25mm。探頭沿紅筆標(biāo)示的方位移動(dòng)8.25mm以后，探頭中心在缺陷正上方。

案例，實(shí)際應(yīng)用，在對(duì)原材料復(fù)驗(yàn)時(shí)，檢測(cè)見點(diǎn)狀缺陷顯示，找到最高波S3點(diǎn)進(jìn)行打點(diǎn)定位，并下料切割成正方形。打點(diǎn)處位于正方形中心。反向進(jìn)行氣刨挖出缺陷。再經(jīng)滲透檢驗(yàn)。其缺陷顯示部位偏移中心點(diǎn)。

小 結(jié)

本文從實(shí)踐出發(fā)，總結(jié)了棒料超聲手工檢測(cè)工藝經(jīng)驗(yàn)，在多個(gè)方面對(duì)棒料超聲波縱波手動(dòng)檢測(cè)工藝進(jìn)行了優(yōu)化，解決了棒料超聲波檢測(cè)中基準(zhǔn)靈敏度不準(zhǔn)、表面補(bǔ)償不準(zhǔn)、缺陷定位不準(zhǔn)等難題，在實(shí)踐中大大提高了檢測(cè)精度和速度。實(shí)際工作中，優(yōu)化的鋼棒料超聲手工檢測(cè)工藝可作參考。

【參考文獻(xiàn)】

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[2] GB/T34370.5《大型游樂設(shè)施超聲波檢測(cè)》