金屬材料超聲探傷儀輔助功能研究

葉福鈺

（甘肅省計(jì)量研究院 ，甘肅 蘭州 730030）

改革開放后，工業(yè)生產(chǎn)開始向著機(jī)械化、自動化的方向發(fā)展，但是也正是因?yàn)闄C(jī)械化代替人力進(jìn)行生產(chǎn)活動，雖然勞動力成本有所降低，但是機(jī)械維修成本卻大幅度增長。而維修成本的增長主要是由于機(jī)械金屬部件損害而造成的[1]。因?yàn)榻饘俨牧弦坏┏霈F(xiàn)故障，不僅排除困難，有時(shí)甚至因?yàn)槌杀具^高，直接更換部件。基于此，超聲波探傷儀營運(yùn)而生。這種儀器是作為一種輔助工具在當(dāng)前無損檢驗(yàn)領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用最廣的檢測方法。它能夠快速、安全、無損傷、精確地進(jìn)行金屬工件內(nèi)部多種缺陷(裂紋、疏松、氣孔、夾雜等)的檢測、定位、評估和診斷。

1 超聲探傷儀工作原理

圖1 超聲探傷儀工作原理

超聲探傷儀的本質(zhì)是利用超聲波在金屬材料中傳播和反射原理進(jìn)行探傷操作的。如果金屬材料存在一定損傷，當(dāng)超聲波遇到該部位時(shí)就會發(fā)生聲學(xué)特性和內(nèi)部組織變化，然后再通過超聲波受影響程度和狀況來判斷該金屬材料存在何種缺陷，缺陷部位的確切位置等。其超聲探傷儀原理如圖1所示。

其工作流程如下：

2 超聲探傷儀輔助功能

根據(jù)上述章節(jié)1中的介紹總結(jié)出超聲探傷儀輔助功能如表1所示。

表1 超聲探傷儀輔助功能

先對表1中的前5種輔助功能進(jìn)行詳細(xì)描述。

2.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是金屬材料超聲探傷儀最重要也是最基礎(chǔ)的輔助功能之一。金屬材料超聲探傷儀在對反射回來的超聲波信號進(jìn)行采集之后，需要將該信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，然后根據(jù)這個(gè)數(shù)進(jìn)行缺陷分析。

2.2 存儲記錄功能

不同的機(jī)械由不同金屬部件組成，所以一旦某一個(gè)部位出現(xiàn)故障，就需要對所有的部件進(jìn)行探傷操作，而且遇到不同的工程項(xiàng)目采用的探傷標(biāo)準(zhǔn)也不同，因此在探傷儀進(jìn)行檢測的過程中其儲存記錄輔助功能發(fā)揮了極大作用，極大節(jié)省了人工勞動力，降低了人工記錄成本。

2.3 計(jì)算功能

在數(shù)據(jù)采集和儲存結(jié)束后，其計(jì)算功能也是該儀器的一大功能之一。金屬材料超聲探傷儀能夠自動且準(zhǔn)確的計(jì)算出金屬材料缺陷的當(dāng)量、水平距離、聲程及深度等，減輕了檢測人員的計(jì)算工作。依靠金屬材料超聲探傷儀的輔助計(jì)算功能，就能輕而易舉的解決k值變化的問題，它將每個(gè)變化k值考慮在內(nèi)，通過反復(fù)計(jì)算提高缺陷的檢出率和檢出精度。

2.4 掃描功能

通過上述計(jì)算功能得出金屬材料缺陷的當(dāng)量、水平距離、聲程及深度等數(shù)值，這些數(shù)據(jù)雖然在一定程度上可以對金屬材料存在的缺陷進(jìn)行初步判斷，但是為提高判斷準(zhǔn)確性，還需要將以上數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為3D立體圖像的形式，然后結(jié)合被檢驗(yàn)金屬材料的各項(xiàng)參數(shù)，生成相應(yīng)的掃描模式。一旦金屬材料存在缺陷，就可以通過該探傷儀在圖像上顯示出缺陷狀態(tài)和缺陷位置。

2.5 與其它終端連接功能

金屬材料超聲探傷儀可以與其它計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連，將金屬材料超聲探傷儀中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化備份到其它儲存介質(zhì)當(dāng)中，以防數(shù)據(jù)丟失或被篡改的可能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，對金屬材料的無損檢測具有重要意義，保證了數(shù)據(jù)的安全。

3 結(jié)語

綜上所述，改革開放后，我國工業(yè)得到了極大的發(fā)展，各個(gè)工廠逐漸轉(zhuǎn)向機(jī)械化、自動化生產(chǎn)，生產(chǎn)力水平有了很大的提升，但是與此同時(shí)，機(jī)械設(shè)備的大力使用增加了機(jī)械金屬部件發(fā)生故障的頻率。因此為保證工業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行，對金屬部件進(jìn)行無損檢測具有十分重要的意義。但是由于金屬部件多種多樣，存在的缺陷也是多種多樣的，利用人工進(jìn)行缺陷檢測不僅很難準(zhǔn)確檢測出來，檢測周期也比較長，這樣不僅耽誤工業(yè)生產(chǎn)，付出的維修成本也較大。因此為解決這一問題，金屬材料超聲探傷儀應(yīng)運(yùn)而生。它在輔助工人進(jìn)行探傷檢測中發(fā)揮了重大作用。為更好使用金屬材料超聲探傷儀，提高探傷檢測效率，本次研究對其具備的輔助功能進(jìn)行了分析。