[發明專利]使用相控陣檢測堆焊層的方法

在審

• 申請號: 201711089601.4
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107941917A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 田秀蘭;張君陶
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電氣動力裝備有限公司
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種使用相控陣檢測堆焊層的方法。

背景技術：

目前，國內外使用相控陣技術進行檢測的企業并不多見，國內的相控陣技術主要應用于結構件、鍛件等的檢測，國外多將這種技術應用于產品在役檢查等方面。國內相控陣檢測技術主要依托于GB/T 32563-2016《相控陣超聲檢測方法》沒有對于焊縫和堆焊檢驗的直接規范，而是使用近似標準代替。同時，面對曲率較大部件，由于非專用楔塊存在的耦合問題，每個晶片接收回波的衰減程度不同、折射路徑不同，使測得的缺陷投影與其實際位置、大小無法形成完整的映射關系。目前，行業內對如圖1所示類型的8mm及以下堆焊層沒有特別適合的檢驗方案。根據以上情況，有必要制定專用的堆焊層相控陣超聲波檢測方法，以滿足對于焊縫和堆焊層的高精度檢測要求。

發明內容：

本發明提供一種使用相控陣檢測堆焊層的方法，能夠有效檢測堆焊層內部缺陷，協助生產、技術部門分析產品質量情況。本發明的技術方案是：一種使用相控陣檢測堆焊層的方法：

1)相控陣系統包括相控陣探頭、楔塊、數據電纜與相控陣檢測主機，相控陣探頭通過同時發射、接收十幾束超聲波，采集被檢部件信息，楔塊作為可磨制部件，傳播超聲波束，使聲束能夠完全進入不規則形狀的部件，數據電纜傳遞探頭與檢測主機之間的毫秒級別的電信號，相控陣檢測主機負責處理電信號，通過設置的探頭與楔塊數據，計算并得出檢驗結果和圖像；

2)相控陣檢測系統啟動后，輸入探頭頻率、晶片數量、晶片間隔及楔塊長寬高尺寸及傾斜角度，進入檢測掃描，依照標準試塊尺寸繪制待檢件圖形，調節系統增益參數使屏幕上顯示的回波中影響觀察的雜波消失，人工缺陷在屏幕中的顯示可以清晰識別，繪制相同當量人工缺陷在不同深度下回波高度，在屏幕上用平滑曲線連接這些回波的最高點，這條曲線作為判廢線；

3)使磨制探頭與楔塊組合其符合被檢部件曲率，將探頭5L16與楔塊SB10-N55S的組合置于被檢部件表面上，移動探頭至超聲波一次反射與二次反射均可檢測到堆焊的位置；

4)測量探頭與檢測部位距離：采用標準試塊調節晶片角度修正、增益修正，通過調節每個晶片的增益數值即dB值，使檢驗范圍內識別的全部人工缺陷的角度讀數與實際角度誤差不超過1°，同樣深度的人工缺陷回波高度誤差不超過5％，設定聚焦方式的焦點深度為焊縫深度附近，設定過濾波幅，使屏幕內由于金屬內部粗大晶粒造成的草狀波消失，且界面波造成的影響被過濾，調整聲程距離，即設備量程，保證被檢范圍能完全覆蓋；

5)進入相控陣設備檢測界面，按照步驟3)對人工缺陷試塊進行檢測，確保試塊上對應當量的人工缺陷能夠清晰、獨立地顯示在成像區域內；

6)檢查堆焊層并記錄檢查結果：沿一條直線平移探頭，使單個的二維圖像沿移動方向疊加，生成3D圖像，以供復檢和追溯檢驗情況使用；

7)后期處理：在正式檢驗階段會因為回波重疊、被檢部件結構、聚焦深度設置等問題產生偽顯示，通過降低局部增益值和變更檢測方向、復檢不穩定區域的方法合理排除偽顯示，得出最終檢測結果。

本發明將探頭與楔塊組合置于被檢堆焊層垂直方向的表面上，相控陣晶片陣列方向與堆焊層平面方向空間垂直進行檢測，沿焊縫延長方向移動探頭，探頭晶片調節焦點收集各方向回波信號，依據如圖1構建的工件橫截面形狀，計算折射路徑、回波位置，疊加采集缺陷信息投影至模型，真實反映堆焊層內的缺陷形狀、大小、方向。本方法基于相控陣檢驗技術，相控陣技術是基于超聲波檢測發展起來的新興技術，檢測系統的基礎是主機加探頭，其功能是在屏幕上顯示超聲波檢測結果以供觀察，該功能基于聲場的疊加積分運算，在堆焊層檢測中，需要改變常規技術條件，聲束方向與焦點有別于常規相控陣檢測方式，是一種新型的檢測方式。

發明的效果