王 亮, 程 翀

(南京高速齿轮制造有限公司，南京 211100)

在风电齿轮箱领域，齿轮、齿轮轴均使用锻件。如果锻件中存在较大或较多的非金属夹杂物，这些夹杂物将会大大提高齿轮、齿轮轴失效的可能性。

超声检测[1]是检测风电锻件内部非金属夹杂物、保证齿轮及齿轮轴质量的一个重要手段。文章通过试验研究，探讨了使用标准超声探头，测量探头声束宽度,确定超声波束覆盖率(以下简称覆盖率)的方法，解决了锻件超声检测100%覆盖的问题。

1 标准中对覆盖率的描述

JB/T 5000.15-2007 《重型机械通用技术条件》中5.8.1.3节规定：探头每次移动至少有15%的重合。

GB/T 6402-2008 《钢锻件超声检测方法》中12.4节规定：100%扫查区应在规定的表面上执行，相邻探头移动覆盖区至少为有效探头直径的10%。

2 对标准中移动覆盖率的理解

JB/T 5000.15-2007中只是说15%的重合，是探头直径、还是有效探头直径没有说明。

GB/T 6402-2008中提到覆盖率为“至少为有效探头直径的10%”，其中有效探头直径在GB/T 12604.1 《无损检测术语》6.8节中有相关定义。扫查覆盖示意如图1所示(图中Deff为有效晶片直径)。

图1 扫查覆盖示意

对于圆形晶片，其有效晶片直径按式(1)计算。

Deff≈0.97D0

(1)

式中：Deff为有效晶片直径；D0为晶片机械尺寸直径。

文章依据GB/T 6402-2008的覆盖率要求进行计算，可以得出不同探头的最小覆盖尺寸(宽度)及最大移动距离(步进)，如表1所示。表1中覆盖区宽度x≥10%×Deff;移动距离(步进)y≤90%×Deff。

表1 典型探头的移动覆盖尺寸

3 检测结果与分析

3.1 试验器材

试验选用OLYMPUS/ EPOCH XT型号的超声波探伤仪；选用B2S、B4S、MB4S型号的探头。选用的平底孔试块(平底孔直径为2.0 mm)尺寸如表2所示，试块结构示意如图2所示[表2中的A(平底孔深),B(试块直径)对应图2中的A,B],试块实物如图3所示。……