[發明專利]一種檢測矩形金屬棒材的檢測方法和系統

無效

• 申請號: 201110387106.8
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102507740A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 佘京鵬;陳鋼;李立鴻;李上吉;羅民寄
• 申請（專利權）人: 汕頭華興冶金設備股份有限公司
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術領域

?本發明涉及一種矩形金屬棒材的檢測方法和系統，尤其是一種水浸超聲波檢測矩形金屬棒材的檢測方法和系統。

背景技術

超聲波無損檢測技術是檢測產品內部質量的重要手段。它是利用材料本身或內部缺陷的聲學性質對超聲波傳播的影響，非破壞性地探測材料內部和表面缺陷(如裂縫、氣泡、夾渣等)的大小、形狀和分布情況以及測定材料性質。

超聲波用于無損檢測，主要是因為有以下幾個特點：(1)超聲波在介質中傳播時，遇到界面會發生反射；(2)超聲波指向性好，頻率愈高，指向性愈好；(3)超聲波傳播能量高，對各種材料的穿透能力較強。超聲波的場聲速、衰減、阻抗和散射等特性，為超聲波的應用提供了豐富的信息，并且成為超聲波廣泛應用的條件。與其它常規技術相比，它具有被測對象范圍廣、檢測深度大、缺陷定位準確、檢測靈敏度高、成本低、使用方便、速度快、對人體無害及便于現場檢測等優點。幾十年來，超聲波無損檢測已得到了巨大發展和廣泛應用，尤其在鋼鐵、石油化工、有色金屬及裝備制造等工業領域。

所以，建立超聲波檢測數控系統和評價系統，可以通過提高超聲波無損檢測的準確性、可靠性，來控制產品質量，對于確保設備安全運行，避免重大災難性事故的發生均具有十分重要的意義。

水浸法采用聚集探頭進行檢測，聚焦探頭在聚焦區域內聲能集中，可提高聚焦區內小缺陷檢測的信噪比；同時在焦點附近聲束直徑小，使其橫向分辨力較好，對于面積大于聲束直徑的缺陷，有利于確定缺陷的面積和形狀。

軋制、擠壓、拉拔等塑性加工而成的金屬材料在生產中產生的缺陷既有內部的也有表面的。內部缺陷是由錠坯內在缺陷在塑性加工過程延展而成，主要是在中心部位的縮孔和夾雜物，還有在制作過程中以這些缺陷為起點而產生的裂紋等，這類缺陷一般都沿縱軸延展，當變形量較大時，缺陷也會變得更長些。水浸法檢測時，探頭與工件不發生直接接觸，這樣既可減少探頭的磨損，又能消除直接按觸法中那些難以控制的因素，同時也可提高檢測速度，便于實現自動檢測。

目前，國內的矩形金屬棒材超聲波無損檢測主要采用手工掃查方式。該方式勞動強度大，檢測效率低，對操作者的素質要求較高。由于手工掃查不均勻，不可避免地存在漏檢現象，掃探質量不穩定，并且只能進行A掃描顯示，不夠直觀，容易引起視覺疲勞，建立超聲波檢測數控系統和評價系統可以通過提高超聲波無損檢測的準確性、可靠性，確保產品內在質量，對于確保關鍵設備的安全運行，避免重大災難性事故的發生具有十分重要的意義。將具有自適應、自調節特點的閉環數控技術、P掃描成像技術、缺陷信號分析處理技術及評價技術和虛擬儀器技術結合起來，組成一套完善的、高速的、高精度的、缺陷識別能力強的超聲波檢測系統具有一定的實用價值，這對提高我國超聲波檢測技術水平具有深遠的意義。

發明內容

對于矩形金屬棒材來說，缺陷的種類一般為縮尾、裂紋、夾渣等等，主要分布在棒材的芯部和近表面。本發明的一種矩形金屬棒材的檢測方法，采用線聚焦探頭，利用脈沖反射法對矩形金屬棒材進行縱波探傷。

所述檢測方法采用如下步驟：

步驟1：裝設平探頭和TR探頭于檢測裝置上；

步驟2：對浸入水中的待測矩形金屬棒材進行高速和大間距的快速預掃；

步驟3：當快速預掃顯示待測矩形金屬棒材近表面存在缺陷時，采用TR探頭進行缺陷檢測；或當快速預掃顯示待測矩形金屬棒材芯部存在缺陷時，采用平探頭進行檢測；

步驟4：根據平探頭和TR探頭的檢測值，重構待測矩形金屬棒材的形狀。

本發明還提出一種矩形金屬棒材的檢測系統，所述系統包括：

檢測裝置：利用其上裝設的平探頭和TR探頭檢測待測棒材，并發出檢測信號；

超聲波探傷儀：與所述探頭電連接，用于傳遞并接收所述檢測裝置上的探頭發出的檢測信號；

工控機：其上裝設有超聲波采集卡、串行接口和輸入裝置，所述超聲波采集卡與所述超聲波探傷儀連接，用于接收所述超聲波探傷儀傳遞的信號，并通過所述串行接口發出相應驅動信號；?

驅動裝置：與所述串行接口電連接，根據所述驅動信號運轉；

掃描機構：與所述驅動裝置連接，并隨所述驅動裝置的運轉而運動；

水槽：所述待測矩形金屬棒材置于其中，并沒入水槽中的液體液面以下；