毛坯面超聲波探傷概述

郝雁

摘 要 隨著化學工業(yè)的快速發(fā)展，對機械工業(yè)和設備及配件的要求越來越迫切。無檢檢驗保證了設備運行的安全，除了嚴格檢查材料是否符合合理要求，以避免出現(xiàn)缺陷。這樣可以防止由于缺陷而報廢零件、浪費加工時間、影響生產(chǎn)周期，本文就毛坯鍛件超聲波探傷進行闡述。

關鍵詞 毛坯面;超聲波探傷;鍛件

1常規(guī)超聲波探傷儀的基本結(jié)構(gòu)

超聲波傳感器的基本結(jié)構(gòu)傳感器包括同步電路、發(fā)射電路、接收電路、時基電路、顯示電源和換能器超聲電路同步：產(chǎn)生同步脈沖信號，使整個儀器協(xié)同工作，同步傳輸電路，時間電路和門電路。這樣，超聲回波脈沖可以穩(wěn)定地顯示在顯示器上。發(fā)射電路：產(chǎn)生高頻振蕩和脈沖超聲波的高壓脈沖激勵超聲換能器發(fā)生器。經(jīng)耦合層進入電路接收的元件和材料接收電路：將超聲探頭通過壓電芯片接收到的微波超聲信號轉(zhuǎn)換為低電脈沖信號，經(jīng)接收電路放大后顯示在示波器上。常規(guī)超聲檢測儀的接收電路包括衰減器、高頻放大器、檢測器和視頻放大器。調(diào)整衰減器實際上就是調(diào)整放大器的增益，以便在示波器屏幕上以適當?shù)母叨蕊@示所觀察到的回波。時基電路：實際上，方波形成電路和波形形成電路將產(chǎn)生的鋸波加到示波器的X偏轉(zhuǎn)器上，使電路板從左向右掃描幾次，形成脈沖回波顯示。掃描光點的時間必須與被檢工件傳播的距離（時間）一致。當儀器調(diào)整探測距離時，它實際上是在時間上調(diào)整基底的寬度。寬度越寬，相應的探測距離就越長[1]。

2超聲波探傷方法

2.1 超聲波檢測方法按原理分類

脈沖反射法是按原理分類的超聲檢測方法之一。脈沖反射法的工作原理是利用探頭發(fā)出的脈沖波檢測工件內(nèi)部缺陷，進而觀察工件底面的反射。缺陷回波法、底波高程法和多底波法是脈沖反射法常用的檢測方法。對儀器示波器屏幕上顯示的缺陷進行判斷的方法是缺陷回波法。缺陷定位主要由回波傳播時間來完成，并利用回波振幅來量化缺陷。底波高度法是利用底波高度的變化來判斷工件缺陷的一種檢測方法。底波高度法是指用相同的方法可以不帶盲區(qū)地顯示出投影大小相同的缺陷的方法，但是這種檢測方法對工件的檢測面與底面的平行檢測面有較高的要求。雖然該檢測方法能保持缺陷定位的定量不變，但靈敏度低，在實際應用中獨立使用，僅作為輔助檢測手段。對于厚度小、性能簡單、檢測面平行的工件，最適合采用多底波法。

2.2 按原則分類

第二種超聲檢測方法是衍射時差法法。衍射的基本原理是根據(jù)缺陷區(qū)域的衍射波信號確定和測量缺陷的尺寸。單發(fā)射模式傾斜縱波探頭在實踐中應用最廣泛。在遇到障礙物或孔洞后，直波繼續(xù)擴散的現(xiàn)象是科學界對衍射現(xiàn)象的合理解釋。在衍射技術中，通常使用兩種窄帶脈沖探頭，一種用于繞組，另一種用于繞組缺陷相對于自身高度的位置由接收探頭通過接收缺陷尖端發(fā)出的衍射信號確定。直波首先到達房間內(nèi)的接收探頭，然后反射到基部。故障時，房間內(nèi)，產(chǎn)生的繞射波一級缺損接收探頭，其次是捕獲產(chǎn)生的橫向剪切加工探頭接收波形，該類波到達接受探頭的時間遲于底面反射波[2]。

3毛坯面超聲波探傷分析

3.1 偶聯(lián)劑的選擇和探針保護膜的改進

在實際的缺陷檢測中，聲接觸的好壞對優(yōu)良果實的檢測有很大的影響。在粗糙的工件表面上，由于壓電晶片表面與工件表面僅存在空氣，大量的超聲波能量通過該界面反射，無法導入工件，使得缺陷難以檢測。要解決這個問題，必須首先解決耦合問題。理想的蓮藕混合物應滿足以下條件;①良好的聲滲透性能，蓮藕混合物的聲阻抗盡可能高，以減少超聲反射。②貨源方便，價格低廉。③對人體無害。常見的偶聯(lián)劑是水和油。前者用于檢測工件時，必須有專用的爆震備用。后者由于黏度差，只適用于更高的光潔的工件表面。如果使用牛油，雖然黏度好，但消耗量太大，不適合工件大量打井。如果將汞作為混合物使用，雖然可以獲得良好的聲耦合，但由于其極高的價格和對人體的危害，不適合實際生產(chǎn)檢測。經(jīng)分析試驗，選用水玻璃（氧化鈉13.1%～14.2%;二氧化硅31.2%～3.1%;氧化鐵0.08%;其余均為水），作為偶聯(lián)劑，取得了良好的效果。這種水玻璃黏稠度很高，可以在一定時間內(nèi)干燥，而且價格低廉，非常適合實際生產(chǎn)檢驗。此外，我們還對探頭保護膜進行了改進，將原有的I型12毫米道探頭銅片保護膜改用塑料薄膜（厚度為0.05～0.06mm），消除了銅片堅硬導致接觸不良的缺陷。采用上述兩種措施后，毛坯表面的接觸條件有了很大改善。可以大量輸入超聲波能量，獲得強反射信號。

3.2 超聲波檢測鍛件缺陷的程序

①用靈敏度塊檢查超聲波檢測器的不同性能是否符合要求。②了解毛坯的加工過程，便于分析發(fā)現(xiàn)的缺陷類型。③檢查毛坯表面是否有酸洗、氧化或油污現(xiàn)象，如果有，則清除。④準備相同高度的手工試件，以便在檢測缺陷時進行等效比較。⑤水玻璃涂在毛坯的探傷面待干燥（室溫干燥8小時）。在緊急情況下，可以使用電爐干燥硅（大約十幾分鐘溫度設置為50～60℃）烘干。⑥在干燥的水玻璃硅表面涂上一層新的機油或液體水玻璃。⑦增益測試儀開至10，輸出也放至10。抑制為0，用人工試塊以2毫米當量的平底孔進行校正，然后再剎節(jié)上述靈敏度控制，使2毫米平底孔反射訊號高度至4～5格。⑧當使用上述靈敏度檢測時，如果檢測到缺陷，則標記缺陷的位置并重復檢測以確定其深度……⑨“比例法”用于確定缺陷深度;為了確定缺陷的大小，采用了“等效比較法”。“半波法”適用于探針板以上的缺陷。

3.3 儀器靈敏度的校準

①首先確定工件的缺陷當量，根據(jù)該等價物發(fā)現(xiàn)缺陷，然后輕拍工件表面，形成毛坯。在此表面再次檢測，并對設備進行校正，使缺陷反射的氯數(shù)與篩選前相同。此時的靈敏度是故障檢測的靈敏度。②在毛坯的另一側(cè)進行加工，使其光潔度達到以上，然后與毛坯的原始手工毛坯進行比較，確定缺陷的大小。對儀器的靈敏度進行了校正，使兩側(cè)缺陷反射的信號高度基本相似。

綜上所述，采用上述方法對不同的毛坯進行了研究，發(fā)現(xiàn)了不同類型和尺寸的缺陷，如裂紋、白色尖刺、裂紋和孔隙。我們對故障較多的零件進行了解剖，證明了故障檢測結(jié)果的可靠性。

參考文獻

[1] 朱建.探討超聲波探傷原理及方法[J].消費導刊，2018（2）：154.

[2] 李麗.毛坯鍛件的超聲波探傷的研究[J].現(xiàn)代制造技術與裝備， 2018（3）：7-8.