一种超声波探伤扫查间距的确定方法技术

本发明专利技术提供一种超声波探伤扫查间距的确定方法，属于金属材料无损检测技术领域，具体涉及一种探伤扫查间距的确定方法。本发明专利技术首先测定探头在不同声程处的有效声束宽度；然后在所测得的不同声程处的有效声束宽度中选取最小值作为最窄有效声束宽度；最后根据最窄有效声束宽度确定扫查间距，其中，有效声速宽度的测定采用‑12dB法或者‑6dB法，若采用‑6dB法，则以最窄有效声束宽度增加3～5mm后作为扫查间距。本发明专利技术解决了现有超声波探伤漏扫查、探伤效率不高的问题。本发明专利技术可用于各种金属材料的超声波探伤。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波探伤扫查间距的确定方法
本专利技术涉及一种探伤扫查间距的确定方法，属于金属材料无损检测

技术介绍
超声波探伤是对产品内部质量进行检测的有效方法；要确保被检区域100％得到检测，就必须使被检区域得到超声波声场的100％覆盖。而每次扫查、相邻探头的平移距离(扫查间距)，是决定被检区域能否得到超声波声场100％覆盖的重要因素。在各超声波探伤标准中，为确保被检区域能够得到100％检测，都会对扫查区域的“覆盖”或“扫查间距”作出相应的规定。如：GB/T6402《钢锻件超声波检测方法》标准中规定：“100％扫查区域，应保证相邻探头移动覆盖区，至少为有效探头(探头晶片)直径的10％”。GB/T6519《变形铝、镁合金产品超声波检验方法》标准中规定：“对需要检验的区域应全部扫查到，扫查间距不应大于所选用对比试块中最小有效波束宽度的二分之一”、“有效声束宽度采用“-6dB”(半波)法进行测定”。虽然在上述标准中，为了确保被检区域得到100％检测，作出了相应的规定，但在实际探伤过程中并不能得到更有效的保证。如果按照GB/T6402标准中的规定操作，会造成检测区域“漏扫查”。如：探头晶片直径为Φ20mm，有效声束宽度为10mm，扫查间距为探头晶片直径的10％，为18mm；则探头平移覆盖区域宽度为2mm，会出现8mm“漏扫查”区(如图1所示)；不能实现被检区域100％覆盖，导致漏检发生(因“漏扫查”产生的漏检，占总漏检事故的80％以上)。对于某一探头而言，在不同的声程处有效声束的宽度是不同的，从超声波声场“影像”(如图2)上可以看出，探头发出的超声波声束宽度随着声程的增加而发生变化；探头的类型不同，声场的分布形式也会不同。有些类型的探头，随声程增加，声束宽度逐渐变窄，在某一处变为最窄；然后，随着声程增加逐渐变宽。有些形式的探头，声束宽度会从起始点开始随着声程的增加逐渐变宽。如果按照GB/T6519标准中的规定操作，探伤时选用的试块，是根据所探工件厚度选定的，这会造成部分被检区域的“重复扫查”，部分区域“漏扫查”。如：探头晶片直径为Φ20mm，有效声束宽度为10mm；若按照1/2有效声束宽度(5mm)平移探头，就会出现5mm的“重复扫查”区(如图3)；而每次有效扫查宽度只有5mm，探伤效率很低。如果根据所探工件不同高度部位选取不同的试块来确定扫查间距，不仅实施难度大而且效率低下。在实际超声波探伤作业中，通常采用探头晶片宽度的二分之一作为扫查间距，如果结果判定为不在合格标准范围内，再针对不符合标准的区域位置选取对比试块，按照GB/T6402标准中的规定操作，进一步确定该区域的缺陷的具体位置和尺寸。因此，需要进行两次扫查才能最终确定缺陷的信息，费时费力。综上，避免“漏扫查”发生、提高探伤效率的有效方法是，确保两次相邻扫查的有效检测区域“零缝隙”覆盖(附图3)。确保有效检测区域“零缝隙”覆盖的关键，是要获悉探头的最窄有效声束宽度；而以往人们却忽略了对探头有效声束宽度的关注，不了解探头的有效声束宽度随声程变化的规律及最窄有效声束的宽度值；在实际探伤中就无法正确选择扫查间距、无法保证被检区域100％覆盖。探头的类型(频率、晶片尺寸，单晶、双晶)不同，最窄有效声束宽度及随声程变化的情况也会不同。只有通过实测，才能正真掌握各类型探头最窄有效声束宽度及随声程变化的信息，才能正确选择扫查间距，达到避免漏扫查，提高检测效率的目的。
技术实现思路
本专利技术为解决现有超声波探伤漏扫查、探伤效率不高的问题，提供了一种超声波探伤扫查间距的确定方法。本专利技术所述一种超声波探伤扫查间距的确定方法，通过以下技术方案实现：步骤一、测定探头在不同声程处的有效声束宽度；步骤二、在所测得的不同声程处的有效声束宽度中选取最小值作为最窄有效声束宽度；步骤三、根据最窄有效声束宽度确定扫查间距。本专利技术最为突出的特点和显著的有益效果是：本专利技术所涉及的一种超声波探伤扫查间距的确定方法，每次扫查探头的平移距离刚好为最窄有效声束宽度，这样不仅可确保扫查区域“零缝隙”有效声束覆盖，而且被检区域的“重复扫查”区域较小，有效防止了漏扫查，提高了探伤效率。与GB/T6519标准中的扫查方法相比，有效扫查区域宽度增加两倍，探伤效率提可提高三倍。附图说明图1是扫查间距为有效探头直径10％出现漏扫查区域示意图；图2是不同型号超声波探头发出的声场影像图；图3是扫查间距为1/2有效声束宽度的扫查区域示意图；图4是探头不同声程处有效声束宽度示意图；图5是扫查区域“零缝隙”覆盖示意图；图6是-6dB法测定有效声束宽度的示意图；图7是-12dB法测定有效声束宽度的示意图；图8是2.5P20Z探头-6dB法与-12dB法有效声束宽度对比示意图；图9是2.5P20Z探头扫查区域“零缝隙”覆盖示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图4、图5对本实施方式进行说明，本实施方式给出的一种超声波探伤扫查间距的确定方法，具体包括以下步骤：步骤一、测定探头在不同声程处的有效声束宽度；探头发出的超声波声束宽度随着声程的增加而发生变化，探头的类型不同，声场的分布形式也会不同；测量探头的有效声束宽度，往往忽略了对探头的有效声束宽度随声程变化的关注。步骤二、在所测得的探头的不同声程处的有效声束宽度中选取最小值作为最窄有效声束宽度；不同声程处的有效声束宽度是不同的，如图4所示为B2S探头-6dB法测得的不同声程处有效声束宽度图(探头参数为：频率2MHz，探头晶片尺寸：φ24mm，近场区长度N≈46mm，实测最高灵敏度对应的声程F≈60mm，扩散角θ≈9.4°，声速≈6300m/s，波长λ≈3.16mm，盲区长度≈20mm)，图中上排数字表示有效声束宽度L，下排数字表示声程X，D表示盲区，只有选取其中的最小值(即，箭头标志的有效声束最窄处)为基准，才能保证探伤时，扫查方向(图4向右)所有声程处全部被覆盖。步骤三、根据最窄有效声束宽度确定扫查间距(每次扫查探头的平移距离)。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，步骤一中所述测定探头在不同声程处的有效声束宽度具体为：采用-12dB法进行有效声束宽度测定。依据GB/T6519标准，有效声束宽度采用“-6dB”(半波)法进行测定(如图6所示)，按照探伤标准、资料及探伤惯例，通常会在基准灵敏度基础上，将“增益”提高“6dB”作为“扫查灵敏度”，因此，有效声束宽度以“-12dB”法(如图7所示)测定的宽度比较准确。扫查间距也应按照“-12dB”法的最窄有效声束宽度进行确定。如图8所示为2.5P20Z探头-6dB法与-12dB法有效声束宽度对比示意图(探头参数为：频率2.5MHz，探头晶片尺寸：φ20mm，近场区长度N≈40mm，实测最高灵敏度对应的声程F≈40mm，扩散角θ≈8.8°，声速＝6300m/s，波长λ≈2.52mm，盲区D长度≈10mm)，可以看出，-12dB法比-6dB法测得的有效声束宽度增加5mm，-12dB法与-6dB法测得的最窄有效声束宽度H1分别为12mm和7mm，且都出现在对应声程X＝45mm处。实际上因探头大小不同，-12dB法与-6dB法测得的有效声束宽度差值会产生1、2mm的差异，也就是说，-12dB法测得的有效声束宽度比-6dB法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波探伤扫查间距的确定方法，其特征在于，所述一种超声波探伤扫查间距的确定方法具体包括以下步骤：步骤一、测定探头在不同声程处的有效声束宽度；步骤二、在所测得的不同声程处的有效声束宽度中选取最小值作为最窄有效声束宽度；步骤三、根据最窄有效声束宽度确定扫查间距。

【技术特征摘要】
1.一种超声波探伤扫查间距的确定方法，其特征在于，所述一种超声波探伤扫查间距的确定方法具体包括以下步骤：步骤一、测定探头在不同声程处的有效声束宽度；步骤二、在所测得的不同声程处的有效声束宽度中选取最小值作为最窄有效声束宽度；步骤三、根据最窄有效声束宽度确定扫查间距。2.根据权利要求1所述一种超声波探伤扫查间距的确定方法，其特征在于，步骤一中所述测定探头在不同声程处的有效声束宽度具体为：采用-12dB法进行有效声束宽度测定。3.根据权利要求2所述一种超声波探伤扫查间距的确定方法，其特征在于，步骤三中所述确定扫查间距的具体方式为：以最窄有效声束宽度作为扫查间距。4.根据权利要求1所述一种超声波探伤扫查间距的确定方法，其特征在于，步骤一中所述测定探头在不同声程处的有效声束宽度具体为：采用-6dB法进行有效声束宽度测定。5.根据权利要求4所述一种超声波探伤扫查间距的确定方法，其特征在于，步骤三中所述确定扫查间距的具体方式为：以最窄有效声束宽度增加3～5mm后作为扫查间距。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽明，马振波，王洪玉，杨志刚，刘超，李德贵，包金，
申请(专利权)人：东北轻合金有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23