大規格鋁合金鍛件超聲波縱波探傷缺陷判定方法

摘 要：通過使用不同規格探頭、不同類型超聲波探傷儀對大規格鋁合金鍛件進行超聲波探傷對比試驗，確定了超聲波探傷儀在實際應用過程中易產生幻像波的條件，積累了超聲波探傷實踐經驗，避免造成誤判現象的發生。

關鍵詞：鍛件；超聲波；幻像波；重復頻率

前言

采用超聲波縱波對鋁合金鍛件進行無損檢測是保證鍛件產品內部質量最有效的檢測手段，依據國家標準GB/T6519-2000《變形鋁合金產品超聲波檢驗方法》進行驗收。正常情況下，超聲波縱波探傷的缺陷判定方法是在始波與底波中間出現的反射波為缺陷波，但是在探傷實踐中我們發現，在始波與底波中間出現的反射波并非一定是缺陷波反射。在一次供某用戶鋁合金鍛件200多件的A級檢測過程中，廢品率在80%以上，我們對其中兩件不合格品進行定位取樣加工，而在精確定位時未發現缺陷，為了得出正確的超聲波探傷結果，我們采用不同的超聲波探傷儀、不同的探頭、設定不同的探傷參數進行超聲波探傷對比試驗，通過探傷生產實踐總結出怎樣能正確判定反射波是真實缺陷波的經驗。

1 A型超聲波縱波脈沖反射法原理

A型超聲波縱波脈沖反射法是由超聲波探頭發射脈沖波到試件內部，通過觀察來自試件內部缺陷及底面反射波的情況來對試件進行檢測的方法。圖1是A型脈沖反射法探傷的基本原理，當試件中不存在缺陷時，顯示圖形中僅有發射脈沖T和底面回波B兩個信號；當被檢試件中存在缺陷時，在發射脈沖與底面回波之間將出現來自缺陷的反射回波F，通過觀察F的反射波高度可對缺陷的大小進行評估，再通過觀察回波F距發射脈沖的距離，可得到缺陷的埋藏深度。

2 鋁合金鍛件超聲波探傷

2.1 探傷靈敏度調試方法——試塊比較法

按照GB/T 6519-2000《變形鋁合金產品超聲波檢驗方法》標準要求：

根據被檢件上下表面機械加工余量來選擇對比試塊。通常應有兩塊，第一塊平底孔的埋藏深度等于被檢件上表面機械加工余量，第二塊等于被檢件的厚度，將兩塊對比試塊平底孔的反射波高分別調到熒光屏滿刻度的80%，比較兩者的增益（或衰減）dB值，取靈敏度較低者即為檢測靈敏度。

2.2 鋁合金鍛件現場探傷情況

2.3 剖傷分析

由于探傷廢品量在200多件，我們對廢品進行了取樣、準備剖傷。對其中兩個不合格品進行缺陷定位后，取試樣加工，精確定位時并未發現缺陷反射波。之后，我們又對鍛件號289中10件進行了六面探傷，靈敏度調試方法與現場生產相同，但儀器重復頻率的設置，由原來“2”檔改為了“1”檔，掃描量程設置在250mm檔上，均未發現缺陷信號反射波。

出現這種不同的探傷結果，我們需要對已探不合格的200多件產品重新審定探傷結果。

3 對比試驗。

我們選取了四種檢測儀器CTS-23、CTS-23B、CTS-32和ST-340，采用不同參數設置對鍛件號289中10件不合格品進行對比試驗。表1是不同儀器、不同探傷參數的探傷試驗結果。

通過試驗，由于掃描量程的選擇和發射脈沖倍乘檔設置不同，出現了探傷結果的不同，掃描量程和倍乘檔都與發射脈沖重復頻率有關。

為了驗證檢測結果，選取兩件有問題的被檢試件進行定位，并切取試樣，厚度由175mm切取到厚度60mm方形試件（即保留有缺陷波反射的區域），用表1方法、六面分別進行檢測，未發現缺陷反射波。

4 原因分析

重復頻率是每秒鐘發生脈沖的次數，重復頻率低時，熒光屏圖形較暗，儀器靈敏度有所提高；重復頻率高時，熒光屏圖形較亮。重復頻率應根據探傷工件厚度進行調節，厚度大，應使用較低的重復頻率，厚度小可使用較高的重復頻率。但在探測厚件時，重復頻率高，易出現幻像波，這種波的出現容易被誤判為缺陷波，采用手工探傷時，重復頻率低，探傷速度要慢。

批量生產時，由于探傷量大，成品急于交貨，探傷員習慣把發射脈沖重復頻率倍乘檔放在“2”檔上，熒光屏顯示波形亮，易于探傷波形觀察并可提高探傷速度。

這種調試方法，在探測厚度較大的工件，尤其探測表面粗糙度較大時，容易產生幻像波，進而誤判為缺陷波。

5 復探結果

通過對比試驗、原因分析，確定原現場探傷結果為誤判。我們對前期200多件及后續生產的同類鍛件重新對比探傷，探傷結果不合格率僅為10.17%。

6 結束語

6.1 通過采用不同型號的儀器、不同的探傷參數所獲得的探傷結果證明原現場探傷結果是由于探傷參數設置不當導致的結果不正確，大多數缺陷反射波為幻像波，即偽缺陷波。

6.2 通過此次試驗證明，在探測厚件時，重復頻率設置不能高，探傷速度不能快，避免幻像波的產生。

6.3 通過此次試驗，得到了正確的探傷結果，為公司挽回經濟損失70余萬元。

參考文獻

[1]李克明，劉德榮.超聲波探傷技術[M].江西省電力局，1980.

[2]李家鰲，沈鋼.無損檢測技術及應用[M].武漢水利電力出版社，1995.

作者簡介：程輝（1976，5-），男，畢業于佳木斯大學工學院，學士學位，東北輕合金有限責任公司質量保證部，工程師，主要研究方向：無損檢測方法。