赖迎庆

（中国南方航空工业有限责任公司 湖南株洲 412002）

小直径棒材超声波检测的盲区分析

赖迎庆

（中国南方航空工业有限责任公司 湖南株洲 412002）

通过对不同检测条件下小直径棒材超声波检测盲区的测试，分析总结了检测盲区的影响因素。

棒材；盲区；超声波检测

1 前言

由于超声检验存在盲区即棒材外圈是否有缺陷，采用超声波法无法检测出。所以为了保证成品零件最终没有不符合要求的缺陷，我们要求加工成零件前需留有足够的加工余量，因此，我们必须在现有的超声检测条件下，探讨小直径棒材检测盲区的影响因素，并通过合理选择软硬件条件，使检测盲区最小。

2 试验件的设计

为了确定影响检测盲区的影响因素，测试和比较不同检测条件下小直径棒材的检测盲区，我们需在小直径棒材上加工不同孔深的平底孔人工缺陷作为对比试样。一般情况下，12mm≤φ≤30mm的小棒材采用双晶探头进行检测，30mm＜φ≤50mm的小棒材采用直探头进行检测，所以我们的试验件选择极限条件，即对比试样选择直径30mm和50mm的棒材制作。由于棒材的验收标准多为φ2.0和φ3.2的平底孔，所以我们选择φ2.0和φ3.2做为人工缺陷的尺寸。

按照以往经验，目前检测条件下的检测盲区一般不大于5mm，所以在每个试样上我们加工5个不同孔深的相同孔径的平底孔做为人工缺陷。5个平底孔的孔深分别为1.5mm，2mm，3mm，4mm，5mm。考虑上述因素，特制作了4根对比试样。

表1

3 盲区的影响因素

（1）仪器的影响。采用5MHz的10°的双晶探头，分别使用CTS-2200超声检测仪和Sonic138超声检测仪，对φ30棒上五个φ2.0人工缺陷孔进行检测，从波形图上可以看出，使用Sonic138能较好地发现孔深2mm的缺陷，勉强能发现孔深1.5mm的缺陷；而使用CTS-2200只能勉强发现孔深2mm的缺陷。可见，使用Sonic138比使用CTS-2200的检测盲区更小。

（2）检测频率的影响。采用CTS-2200超声检测仪，分别使用5MHz的7°的双晶探头和2.5MHz的7°的双晶探头，对φ30棒上五个φ2.0人工缺陷孔进行检测从波形图上可以看出，使用5MHz的7°的双晶探头能较好地发现孔深3mm的缺陷，勉强能发现孔深2mm的缺陷；而使用2.5MHz的7°的双晶探头能勉强发现孔深2mm的缺陷，但孔深3mm的缺陷分辨力不如5MHz的探头好。可见，5MHz比2.5MHz检测盲区更小。频率高底盲区小。

（3）探头焦距的影响。采用CTS-2200超声检测仪，分别使用5MHz的7°的双晶探头和5MHz的10°的双晶探头，对试样（φ30棒）上五个φ3.2人工缺陷孔进行检测。从波形图上可以看出，两个探头都能发现孔深1.5mm的缺陷，但10°的探头波形分辨更清晰。可见，探头焦点落在棒中心为宜。

（4）探头晶片尺寸的影响。采用CTS-2200超声检测仪，分别使用5P14和5P20的直探头，对φ50棒上五个φ2.0人工缺陷孔进行检测。从波形图上可以看出，5P14的探头能发现孔深2mm的缺陷；但5P20的探头只能发现孔深3mm的缺陷。可见，探头晶片直径14mm比20mm检测盲区更小。探头晶片小底盲区小。

（5）缺陷尺寸的影响。采用CTS-2200超声检测仪，5MHz的10°的双晶探头，分别对φ30棒上从波形图上可以看出，在相同的检测条件下，采用双晶探头时，能较好发现孔深2mm的φ3.2缺陷，勉强发现孔深1.5mm的φ3.2缺陷；但只能较好发现孔深3mm的φ2.0的缺陷，勉强发现孔深2mm的φ2.0的缺陷。可见，验收标准允许的缺陷尺寸越大，底盲区越小。

（6）结论

①影响检测盲区的因素有：检测仪器、探头（频率、晶片尺寸、焦距）、验收标准等。

②频率高底盲区小，探头晶片小底盲区小，验收标准允许的缺陷尺寸越大，底盲区越小。

③探头焦点落在棒中心为宜。

④检测φ30mm的棒子时，使用5MHz的10°的双晶探头效果最好，验收标准为φ2.0和φ3.2时下盲区均可达2mm。

⑤检测φ50mm的棒子时，使用5P14的直探头效果最好，验收标准为φ2.0和φ3.2时下盲区均可达3mm。

4 结束语

超声检测的盲区受多种因素影响，不同的检测条件下的盲区不同，通过对上述试验进行分析总结，我们可以知道小直径棒材超声波检测盲区的大致尺寸，为我们以后的工作提供了实验依据。

TG115.28

A

1004-7344（2016）02-0301-01

2015-12-25