【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是罐体超声检测，尤其是一种paut检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法。
技术介绍
1、在现有技术中，风洞低温液氮储槽的外筒经过长时间的使用容易出现腐蚀凹坑和裂纹等缺陷，由于外筒中储存的大量液氮因此在日常检测时不能进行开罐检测，需要使用超声paut检测技术对外筒内表面进行检测，确定了缺陷危害存在后，再排出液氮开罐检修。但是由于外筒的种类较多，壁厚也各不相同，很难直接确定使用何种探头进行检测较为合理，如果探头选择不合理，则可能出现对外筒内表面的缺陷检测遗漏情况，导致液氮泄露、爆炸等安全事故发生。
2、因此，急需一种科学、精确的能够针对的外筒的不同壁厚来选择最适合检测的探头参数的方法，这是现有技术所存在的不足之处。
技术实现思路
1、本专利技术的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种paut检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，该方案采用civa仿真技术对带有模拟缺陷的不同壁厚的外筒模型试块进行paut检测工艺仿真研究，能够根据工件结构特点、典型缺陷及分布形式，采用不同探头及检测工艺参数，模拟分析工件中不同参数状态下的声场分布规律及缺陷信号反馈情况，确定出适合于不同缺陷检测的最佳检测工艺参数和探头参数配置，为试块、楔块及探头的设计及选择，检测工艺优化及降低检测成本提供必要的依据及指导。
2、本方案是通过如下技术措施来实现的：
3、一种paut检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，包括有以下步骤：
4、a、根据液氮储
5、b、设置多个不同的探头对无缺陷试块civa模型进行声场仿真，通过声场仿真计算得出适用于不同壁厚试块的最佳探头的参数配置；
6、c、在无缺陷试块civa模型的基础上增加设置人工反射体以模拟实际工件中该位置处的缺陷，即得到缺陷响应仿真试块civa模型；
7、d、采用步骤b中确定的最佳探头的参数配置，结合步骤b中的设置的多个不同的探头作为参考系，对不同厚度的缺陷响应仿真试块civa模型进行缺陷响应仿真，得到对应的所有探头的缺陷响应仿真的缺陷回波幅值和对缺陷回波的声压降低值；
8、e、根据步骤d中得到的缺陷响应仿真的缺陷回波幅值和对缺陷回波的声压降低值进行分析得出最优的探头选择。
9、作为本方案的优选：步骤a中，无缺陷试块civa模型的厚度依照液氮储槽外筒的壁厚范围以相同尺寸的间隔建立多个不同厚度的试块，试块最大厚度大于液氮储槽外筒的壁厚的最大值，试块最小厚度与液氮储槽外筒的壁厚最小值相同。
10、作为本方案的优选：步骤b中，首先对厚度大于液氮储槽外筒的壁厚的最大值的civa模型试块进行仿真，获取在探头频率和线扫描角度相同时，不同激活晶片数量对应的声场分布的规律，再对液氮储槽外筒的壁厚范围内的试块进行仿真，最终获得用于缺陷响应仿真的最佳探头的参数配置。
11、作为本方案的优选：步骤b中，声场仿真参数设置的基本原则为：保证超声波束对要求检测区域全覆盖，使检测区域位于主声束上声场能量损失不超过6db的区域。
12、作为本方案的优选：步骤c中，缺陷响应仿真试块civa模型分为两类：一类为内表面危害性缺陷，即建立底部裂纹仿真缺陷试块，另一类为内表面非危害性缺陷，即建立底部腐蚀凹坑仿真缺陷试块。
13、作为本方案的优选：步骤d中，针对底部裂纹仿真缺陷试块进行检测时，检测时将探头置于试块外表面，超声波斜入射进入试块中在试块底面反射，当底面有裂纹类危害性缺陷时，超声波在缺陷处产生端角反射，该信号被探头探测到并形成较明显的缺陷显示信号；
14、针对底部腐蚀凹坑仿真缺陷试块进行检测时，检测时将探头置于试块外表面，超声波束垂直入射进入试块，在试块底面反射，若底面无缺陷，反射回波深度一致，当底面存在腐蚀减薄缺陷时，缺陷处底波产生扰动或偏移，该信号被探头探测到相较于底波形成较明显的缺陷显示信号。
15、作为本方案的优选：步骤e中，最优的探头为声压降低最低、缺陷回波幅值最大的探头。
16、作为本方案的优选：探头的参数包括探头频率、激活晶片数量以及探头角度。
17、本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中采用civa仿真技术对带有模拟缺陷的不同壁厚的外筒模型试块进行paut检测工艺仿真研究，能够根据工件结构特点、典型缺陷及分布形式，采用不同探头及检测工艺参数，模拟分析工件中不同参数状态下的声场分布规律及缺陷信号反馈情况，确定出适合于不同试块缺陷检测的最佳检测工艺参数，为试块、楔块及探头的设计及选择，检测工艺优化及降低检测成本提供必要的依据及指导。
18、由此可见，本专利技术与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
19、实施方式
20、本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
21、本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
22、实施例
23、本实施例中选择的外筒测试参数为：
24、内表面危害性缺陷超声响应仿真分析：
25、1-1、相同壁厚条件下，母材上的不同裂纹尺寸缺陷的paut检测信号响应强度分析。如壁厚52mm，裂纹深1mm、宽0.5mm、长1~10mm（间隔1mm）等条件下信号响应强度。
26、1-2、相同壁厚条件下，焊缝上的不同裂纹尺寸缺陷的paut信号响应强度分析。如壁厚52mm，裂纹深1mm、宽0.5mm、长1~10mm（间隔1mm）等条件下信号响应强度。
27、1-3、相同裂纹尺寸条件下，不同壁厚母材上裂纹缺陷的paut检测信号响应强度分析。如裂纹深1mm、宽0.5mm、长2mm,壁厚30mm~52mm（间隔2mm）等条件下信号响应强度。
28、1-4、相同裂纹尺寸条件下，不同壁厚焊缝上裂纹缺陷的paut检测信号响应强度分析。如裂纹深1mm、宽0.5mm、长2mm,壁厚30mm~52mm（间隔2mm）等条件下信号响应强度。
29、内表面非危害性缺陷超声响应仿真分析：
30、2-1、相同壁厚条件下，母材上的不同表面腐蚀凹坑尺寸缺陷的paut检测信号响应强度分析。如壁厚52mm，腐蚀凹坑深1mm、直径1~10mm（间隔1mm）等条件下信号响应强度。
31、2-2、相同壁厚条件下，焊缝上的不同表面腐蚀凹坑尺寸缺陷的paut检测信号响应强度分析。如壁厚52mm，腐蚀凹坑深1mm、直径1~10mm（间隔1mm）等条件下信号响应强度。
32、2-3、相同表面腐蚀凹坑尺寸条件下，不同壁厚母材上表面腐蚀凹坑的p本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种PAUT检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，包括有，其特征是：包括有以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种PAUT检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，其特征是：所述步骤a中，无缺陷试块CIVA模型的厚度依照液氮储槽外筒的壁厚范围以相同尺寸的间隔建立多个不同厚度的试块，试块最大厚度大于液氮储槽外筒的壁厚的最大值，试块最小厚度与液氮储槽外筒的壁厚最小值相同。
3.根据权利要求1所述的一种PAUT检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，其特征是：所述步骤b中，首先对厚度大于液氮储槽外筒的壁厚的最大值的CIVA模型试块进行仿真，获取在探头频率和线扫描角度相同时，不同激活晶片数量对应的声场分布的规律，再对液氮储槽外筒的壁厚范围内的试块进行仿真，最终获得用于缺陷响应仿真的最佳探头的参数配置。
4.根据权利要求1所述的一种PAUT检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，其特征是：所述步骤b中，声场仿真参数设置的基本原则为：保证超声波束对要求检测区域全覆盖，使检测区域位于主声束上声场能量损失不超过6dB的区域。
5.根据权利要求1所述的一
6.根据权利要求1所述的一种PAUT检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，其特征是：所述步骤d中，针对底部裂纹仿真缺陷试块进行检测时，检测时将探头置于试块外表面，超声波斜入射进入试块中在试块底面反射，当底面有裂纹类危害性缺陷时，超声波在缺陷处产生端角反射，该信号被探头探测到并形成较明显的缺陷显示信号；
7.根据权利要求1所述的一种PAUT检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，其特征是：所述步骤e中，最优的探头为声压降低最低、缺陷回波幅值最大的探头。
8.根据权利要求1所述的一种PAUT检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，其特征是：所述探头的参数包括探头频率、激活晶片数量以及探头角度。
...【技术特征摘要】
1.一种paut检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，包括有，其特征是：包括有以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种paut检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，其特征是：所述步骤a中，无缺陷试块civa模型的厚度依照液氮储槽外筒的壁厚范围以相同尺寸的间隔建立多个不同厚度的试块，试块最大厚度大于液氮储槽外筒的壁厚的最大值，试块最小厚度与液氮储槽外筒的壁厚最小值相同。
3.根据权利要求1所述的一种paut检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，其特征是：所述步骤b中，首先对厚度大于液氮储槽外筒的壁厚的最大值的civa模型试块进行仿真，获取在探头频率和线扫描角度相同时，不同激活晶片数量对应的声场分布的规律，再对液氮储槽外筒的壁厚范围内的试块进行仿真，最终获得用于缺陷响应仿真的最佳探头的参数配置。
4.根据权利要求1所述的一种paut检测外筒内表面缺陷的探头参数确定方法，其特征是：所述步骤b中，声场仿真参数设置的基本原则为：保证超声波束对要求检测区域全覆盖，使检测区域位于主声束上声...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘春华，冯飞，乐开白，马学荣，陈晓辉，朱建宁，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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