不同雙晶探頭對鋼板缺陷檢出率的探討

王學龍，張 敏，黃 瑚，廖桑桑，王琨銘

（新余鋼鐵股份有限公司，江西 新余 338000）

1 前言

雙晶探頭檢測的優點主要是靈敏度高、雜波少、盲區小、工件中近場區長度小、探測范圍可調，對檢測鋼板小缺陷有較大優勢。在工作中使用雙晶探頭進行檢測的頻率高，其檢測量也最多。為保證檢測質量，提高檢測速度，以及處理質量異議時避免雙方的爭執，分析不同雙晶探頭對缺陷的判定非常必要。由于目前國內雙晶探頭生產廠家非常多，而且型號多種多樣，質量參差不齊，對鋼板缺陷的判定存一定的差異，這種差異有時導致兩種完全不同的判定結果，造成異議雙方很難統一。結合工作上主要使用的探頭情況，選用三種探頭進行實驗分析（分別用A、B、C表示）［1］。

2 探頭分析

2.1 性能分析

三種探頭性能指標見表1。

表1 探頭性能指標統計

通過對5 MHz的雙晶探頭性能分析，對每種探頭選擇5組進行性能測試。表1統計的為實測的各種探傷的性能平均值，從數據分析看出，三種探頭的性能都符合NB/T 47013.3—2015《承壓設備無損檢測》中探傷和儀器的性能，因此能夠滿足日常檢測要求。

2.2 雙晶探頭距離-波幅曲線分析

分別選擇5P10×22的A、B、C 三種探頭各5個進行距離-波幅曲線測試，采用階梯平底孔試塊、機油作為耦合劑，并由同一個人使用一臺超聲波探傷儀進行測試，測試統計結果見表2（平均值）。

表2 雙晶直探頭距離-波幅特性曲線測試記錄 dB

根據表2 測試的數據，繪制了其對應的距離-波幅曲線，如圖1所示。

圖1 雙晶直探頭距離-波幅特性曲線

通過三種探頭的距離-波幅曲線分析，依據標準NB/T 47013.3—2015 附錄C 規定，A 探頭的增益差值在0～6 dB波動，而B和C的增益差值都超出6 dB，因此只有A探頭的性能滿足標準規定要求。

3 同一缺陷的檢出率

（1）選擇5組鋼板分別使用三種探頭進行超聲波檢測，統計其缺陷位置的波形情況如圖2 所示。從波形圖可以看出，使用A 探頭波幅最低，最低只有滿屏的20%，按照標準判定缺陷可以不記錄；而B 和C 探頭的波幅都達到滿屏的80%，甚至為滿屏的100%，已經超出了標準要求，為應記錄缺陷。

圖2 探頭檢測鋼板的波形圖

（2）對選擇的5 組鋼板進行金相分析，金相組織見圖3。

圖3 鋼板金相組織

選取了具有代表性的7 組金相圖片。其中圖3a、c、d、e、f 為前4 組鋼板的低倍與高倍圖，其金相組織基本以鐵素體+珠光體為主。夾雜物：A、B、C、D 類都正常（列舉其中一組數據A 0.5，B 2.0，C 0，D 0.5），且無裂紋缺陷。統計分析三種探頭的波高情況，B 和C 的波高較A 探頭高，但波高都在50%以下，滿足檢測要求且與金相組織分析結果相吻合，由此可認定三種探頭超聲波檢測結果可靠，但B和C 探頭較A 探頭“靈敏”。圖3b 和圖3g 為第5 組鋼板的低倍與高倍金相組織，從圖中可以看出，其存在心部裂紋，三種探頭的波高都超滿屏的80%，其超聲檢測結果與金相分析也吻合，可認定三種探頭檢測數據可靠，但B和C探頭的缺陷波高超滿屏的100%，比A探頭的波形高。

（3）在探傷過程中，采用鋼板完好部位底波進行靈敏度調節，統計對同一缺陷的波高dB值，如表3所示。

表3 同一缺陷（滿屏的80%）的波高dB值 dB

從表3 分析得出：對同一缺陷，如在鋼板上調試好靈敏度后，采用A探頭檢測各不同厚度的鋼板時其dB 值變化不大，很平穩；而采用B 和C 探頭的檢測時其dB 值變化大，有較大波動。這樣對檢測結果會導致兩種完全不同的判斷，A探頭檢測結果為有缺陷但不超標可判合格，而B和C探頭檢測結果為不合格。從中可以得出，B 和C 探頭檢測時會將缺陷放大，在檢測過程不太容易漏檢，可以提高檢測速度；A探頭對缺陷判斷準確，但檢測要求高、速度慢，不適應在線節奏快的檢測，而且A 探頭成本高。

4 結語

對不同的探頭結合使用，不僅可以提高在線探傷工作效率，而且可以提升離線探傷質量把控。結合三種探頭不同的特點，在線選擇B或者C探頭檢測可以提高檢測速度，并保證缺陷不漏檢，當在線檢測出現缺陷時可以使用A探頭進行復檢，對缺陷進行精確定量，判斷其是否合格。離線探傷選擇A探頭進行缺陷精確定量及判定，不僅可以減少誤判，而且可以將一些缺陷不超標鋼板準確地確定下來，從而為企業提高經濟效益。