[发明专利]一种轧制钢材缺陷的超声波探伤判定方法

摘要

本发明公开一种轧制钢材缺陷的超声波探伤判定方法，属于超声无损检测技术领域。本发明中的探伤装置由一个主探头和八个辅助探头构成，主探头在正中间，八个辅探头分布在主探头为圆心，半径为R的圆周上，主探头和辅助探头由八根传动杆相连组成一个整体。本发明装置能够解决以往超声波探伤过程中由于缺陷取向问题造成的缺陷回波不明显，甚至漏检的情况，本方法能够保证缺陷在一定角度范围内不漏检，而且相比于传统探伤，能更快发现不规则缺陷的回波信号，并且能够结合此缺陷当量计算方法确定线状缺陷的角度。

主权项

一种轧制钢材缺陷的超声波探伤判定方法，其特征在于该方法具体步骤如下：(1)准备超声波探伤装置及测试试块：所述超声波探伤装置包括一个主探头和八个结构大小相同的辅助探头，所述主探头设置在正中间，八个所述辅助探头均布在所述主探头为圆心半径为R的圆周上，所述主探头与所述辅助探头之间通过传动杆相连组成整体，所述主探头发射信号并接收直线返回的回波信号，所述辅助探头接收回波信号，所述辅助探头能够在一定范围内移动的，通过改变所述辅助探头与所述主探头之间的距离R，能够对不同角度、不同深度的缺陷进行探伤；选用长方体轧制钢材的锻钢件作为测试试块，所述测试试块表面较光滑，在所述测试试块底部刻有人工线状缺陷；根据所述测试试块材质及检测要求，选择2～5MHz的主探头及辅助探头，将超声波探伤装置连接好并调整探伤仪增益及范围；(2)所述超声波探伤装置中仪器参数确定：根据所述测试试块厚度L确定范围，使主探头显示器上仅显示始波和一次底波，进行小幅度调整延迟，使仪器中读取的所述测试试块厚度为L；(3)根据标准规定的最小缺陷不漏检来确定仪器增益大小，增益调整值计算公式如下：B1=-20lg(PΦPB)=-20lg(πφ22λL);]]>其中：φ为标准规定的最小缺陷当量，单位毫米(mm)；PΦ为缺陷反射声强，单位帕斯卡(Pa)；PB为缺陷底面反射声强，单位帕斯卡(Pa)；L为测试试块厚度，单位毫米(mm)；λ为波长，单位毫米(mm)；将所述超声波探伤装置中闸门位置调整到一次底波上方，调整增益，使底波高度为满屏高度的80％，计此时增益为B，然后将增益调整到B+B1；(4)当所述主探头找到缺陷位置时，记录缺陷深度Hf，移动所述辅助探头，寻找缺陷回波，由接收到缺陷回波的辅助探头个数来确定缺陷形状类型，具体为：当只有主探头接收到缺陷回波信号时，判断缺陷类型为平底孔缺陷；当主探头接收到缺陷回波信号，同时还有一个辅助探头接收到回波信号，判断缺陷类型为线状缺陷；当主探头接收到缺陷回波信号，同时有2～3个辅助探头接收到回波信号，判断缺陷类型为面缺陷；当主探头接收到缺陷回波信号，同时有3个以上辅助探头接收到回波信号，判断缺陷类型为体缺陷；当只有主探头接收到缺陷回波时，缺陷为平底孔缺陷，由平底孔计算公式得：Φf=Φ·XfX·10ΔdB40;]]>Φf为缺陷大小，单位毫米(mm)，Φ为对比试块人工缺陷大小，单位毫米(mm)，X、Xf分别为所述测试试块缺陷深度与对比试块缺陷深度，单位毫米(mm)，ΔdB为对比试块缺陷回波与所述测试试块缺陷回波之差，单位分贝(dB)；当只有主探头和一个辅助探头接收到缺陷回波时，能够判断缺陷为线性缺陷，移动所述辅助探头，缺陷回波高度达到最高时，调整衰减器增益，将缺陷回波高度调整为满屏高度的80％，移动所述辅助探头，当缺陷波高为满屏高度的40％时，记录此时所述辅助探头位置X1，向反方向移动所述辅助探头，当缺陷波高达到满屏高度40％时，记录此时辅助探头位置X2，通过计算确定缺陷长度及角度：由得到缺陷角度θ为：θ=12arctan(X1Hf);]]>由三角形角度与边长的关系得到即可求出缺陷大小为：Φf＝2(X2‑X1)sinθ；式中：Φf为缺陷大小，单位毫米(mm)，θ为缺陷角度，单位为度，X1、X2为辅助探头位置，单位为毫米(mm)，Hf为缺陷深度，单位毫米(mm)。