大直徑棒材分區(qū)超聲波檢測應用
大直徑棒材的超聲波探傷，國內普遍采用手動接觸法。該方法實施時不但受人為因素影響較大，而且檢測結果雜波較高。有些廠家雖有自動檢測系統(tǒng)，但采用單通道DAC曲線法進行檢測和評估。由于大直徑棒材檢測范圍較大，用單通道一個探頭檢測造成探傷盲區(qū)偏大，雜波偏高，甚至在較深的檢測深度處無法達到要求的檢測靈敏度。
原理與方案針對上述問題，我們推薦使用分區(qū)掃查技術來進行大直徑棒材的超聲探傷。分區(qū)掃查技術將被檢棒材根據(jù)棒材直徑分成多個區(qū)域，不同區(qū)域采用不同規(guī)格的聚焦探頭，對應探傷儀的不同通道，不同通道對應水距也有所不同。如下圖的樣例中將棒材的掃查范圍分成了三個區(qū)域，三個探頭各覆蓋一個區(qū)域的檢測，掃查過程中三個探頭同時采集數(shù)據(jù)， 每個探頭采集到的數(shù)據(jù)各自成像，代表該區(qū)域內的C掃描結果。探頭1可選用高頻探頭，從而達到減小探傷盲區(qū)的目的。而較深區(qū)域對應的探頭可選用大聚焦深度探頭，從而使探頭聚焦在檢測區(qū)域附近，以減少由于聲程擴散造成的雜波偏高，提高信噪比。
分區(qū)檢測技術原理圖分區(qū)檢測探頭架采用如圖2，圖3所示的設計。包括橫波通道和縱波通道。根據(jù)檢測要求通?？膳渲脙蓚€橫波通道，實現(xiàn)正反兩個方向的橫波斜入射檢測。橫波通道的探頭角度及水距均可單獨調節(jié)，橫向偏移量也可單獨調節(jié)，從而實現(xiàn)要求角度的斜入射?？v波通道的通道數(shù)根據(jù)被檢對象的zui大直徑來確定，一般情況下安裝覆蓋到1/2D或者按特殊要求進行通道配置?？v波通道的探頭角度及水距可單獨調節(jié)。標準SAE AMS 2628A中也有不同直徑棒材推薦的分區(qū)。
分區(qū)檢測探頭架實物結果下面是對于直徑400mm的TC18鈦合金棒材的分區(qū)檢測結果。七個縱波通道分別檢測棒材中的一個檢測區(qū)域，每個通道對應一個探頭。
制作階梯形棒材試塊，在試塊上加工不同孔徑及埋深的平底孔，根據(jù)平底孔的埋深分別使用相應的通道進行檢測，記錄缺陷處zui大回波幅值，增益，及缺陷附近的噪聲幅值，計算信噪比。
從以上結果可以看到，對于1.2mm的平底孔，在200mm埋深處的TC18鈦合金棒材試塊上，可以達到優(yōu)于9dB的信噪比。此處使用的探頭聚焦長度為8英寸，并未聚焦到缺陷處，如采用大聚焦深度的探頭使聲場聚焦在離缺陷更近的位置可以達到更優(yōu)的結果。由GE檢測控制技術有限公司推出的GE KrauKramer KT-B系列水浸超聲檢測系統(tǒng)專致于大直徑棒材的檢測，提供多通道超聲儀器并配備多通道探頭架以進行分區(qū)檢測。
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