水浸检测系统平探头与聚焦探头对gh738检测结果的影响分析工艺探讨—论文

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1、水浸检测系统平探头与聚焦探头对GH738检测结果的影响分析刘路1范兴义罗顺明(1.中航检测安人分中心安顺561000)摘要：GII738材料冈具介各方面的优异性能，己然成为军民川燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料、而进行超声波检测时往tt会发现行单攰和底波损失严重等问题。笔者现采川5MIlz平探头与5MHz聚焦探头来对GH738材料进行底波检测和缺陷评定，通过分析数据，从而可以对材料作出正确的扪收/接收的结论。关键词：GH738材料、超声波检测、f•探失与聚焦探失Analysisoftheeffectof

2、flatprobeandfocusedprobeonGH738detectioninwaterimmersiontestsystemLiuLu(l.AVICAndaTestingCentre,Co,LtdAnShun561000)Abstract:Becauseoftheexcellentperformance,GH738materialshasbecomethekeymaterialofgasturbineengine.Buttheultrasonictestingoftenwillfindasingledi

3、splayandthelossofthewaveisserious.Nowtheauthoradoptsthe5MHzflatprobeand5MHzfocusedprobetotestGH738material,throughtheanalysisofthedata,wecangetacorrectrejection/receivedconclusiononthematerial.Keywords:GH738materialUltrasonictestingFlatprobeandfocusedprobeo前

4、言随卷科技的发展、质量检测要求的提高以及水浸超声检测的普及，分析水浸检测系统换能器对检测结果的影响非常必耍。水浸法检测是将探头和试件全部或部分浸于水屮，以水作为耦合剂，声波通过水进入试件进行检测的技术。图1为水沒法直射声束纵波检测的示意图。图1水浸法射声束纵波检测的示意图水浸检测法通过运用聚焦声束的模式实现高灵敏度、高分辨率的检测要求，并且拥有比接触法更小的检测肓区以及更可靠的检测结果，避免/人为因素的检测影响，完成丫肖动化的检测。当不鉴于GH738材料经常出现的底波损失严S,检测频率必须为5MHz。现采用5M

5、Hz平探1•与5MHz聚焦探1•来对GH738材料进行底波检测和缺陷评定，并进行数据分析，从而可以有针对性的对GH738检测反映出来的M题进行相灰的探头选择提供可靠性参考。1检测原理水浸平探头相当于可在水屮使用的纵波直探头，用于水浸法检测。在水浸平探头前加上声透镜则可产生聚焦声束，成为聚焦探头（如图2）。聚焦使声束在某一深度范围内直径变窄，声强垴高，可提高局部区域的检测灵敏度勾信噪比和横向分辨力，在C扫描检测中可以提高图像分辨率。（b）平探头声场图2聚焦探失与平探久•卢场示意图如阁2所示，其中D为晶片直径，R为

6、聚焦透镜半径，F为焦距，L为焦程长度。在普通非聚焦探尖的声场屮，声束宽度约为换能器H径，且随着距离的增人逐渐加宽。由于声來穿过的多晶结构基体材料体积较人，声波遇到的散射体数景较多，相放引起散射噪声也较人,对于反射幅度较低的小缺陷，就会造成信噪比不足。而带有聚焦透镜的探1，由于透镜的聚焦作用，使焦点附近能S高度集中，因此，在焦区闪对使小缺陷检测灵敏度提高，同时，巾于声束变窄也使声场内纟II织散射信号减少，从而提高了检测信噪比。但足，聚焦探头商灵敏度范围有限，在聚焦区之外灵敏度和信噪比仍会变得很低。聚焦探义•能fi

7、较集中的聚焦声场主要由焦柱长度L和焦点直径纟两个参数决定，分别如式（1）和（2）表示：L=4X(F/D)2⑴=XF/D(2)式屮：人为超声波波长，F为焦距，D为晶片尺寸。由上述两式可以看出，若要增人焦柱长度，则需增人焦距，减小晶片直径，但同时声束直径会培大。根据理论研究结果，聚焦探失焦点能跫集中的效果在N/F值较大吋为好。增加焦距减少晶片直径，就会使N/F减小，聚焦探尖提高信噪比的能力减弱。通常由于聚焦探头焦柱直径远小于压电晶片直径，利川焦柱区可准确测定缺陷尺寸。在缺陷的尺寸评定屮，如果测出的尺寸不人于焦柱截而

8、积，则测出的是焦柱区尺寸；如果测出的尺寸远大于焦柱尺寸，则测出的是缺陷尺寸。因此焦点尺寸越小缺陷的尺寸测fi越准，但焦点尺、?越小检测效率越低，因此需要结合检测要求确定检测用探头参数。2试验过程和检测结果2.1不同形式探头的参数测量选取T7-0512-S平探失与T70512-G聚焦探失，由公式(1)和(2)nj推算出聚焦探久•的焦柱长度L=76.8mm和焦点直径#=2.6mm。采用GH