钢瓶类工件自动化超声检测中的改进

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1、２０１４年２月机床与液压Ｆｅｂ２０１４第４２卷第４期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ４２Ｎｏ４ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－３８８１２０１４０４０３０钢瓶类工件自动化超声检测中的改进１２１１１宋伟，卢丽芳，沈鸿飞，朱乔，刘振梧（１南通友联数码技术开发有限公司，江苏南通２２６０１１；２河南省锅炉压力容器安全检测研究院，河南郑州４５００００）摘要：钢瓶类工件的自动化超声检测主要采用径向斜探与偏心斜探的探伤方法，目前常用的探头组不能很好地适应各种规格或表面状态

2、的工件，容易因为耦合不良而造成检测效果不佳。改进设计探头组合方式，提高探头组与工件接触的稳定性及兼容性，可获得良好的耦合效果与检测效果。通过现场用户的使用证明了改进方案的正确性与实用性。关键词：钢瓶；自动化超声检测；探头组中图分类号：ＴＢ５５３　　文献标识码：Ｂ　　文章编号：１００１－３８８１（２０１４）４－０９８－２ＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎＡｕｔｏｍａｔｉｃＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＴｅｓｔｉｎｇｆｏｒＣｙｌｉｎｄｅｒＷｏｒｋｐｉｅｃｅ１２１１１ＳＯＮＧＷｅｉ，ＬＵＬｉｆａｎｇ，ＳＨＥＮＨｏｎｇｆｅｉ，ＺＨ

3、ＵＱｉａｏ，ＬＩＵＺｈｅｎｗｕ（１ＮａｎｔｏｎｇＵｎｉｏｎＤｉｇｉｔａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＮａｎｔｏｎｇＪｉａｎｇｓｕ２２６０１１，Ｃｈｉｎａ；２ＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｏｉｌｅｒａｎｄＰｒｅｓｓｕｒｅＶｅｓｓｅｌＳａｆｅｔｙＴｅｓｔｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＨｅｎａｎ４５００００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎａｕｔｏｍａｔｉｃｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇｏｆｔｈｅｃｙｌｉｎｄｅｒｗｏｒｋｐｉｅｃｅ，ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏ

4、ｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｒａｄｉａｌｉｎｃｌｉｎｅｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｅｃｃｅｎｔｒｉｃｏｂｌｉｑｕｅｐｒｏｂｅａｒｅｕｓｅｄｍａｉｎｌｙ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｐｒｏｂｅｓｇｒｏｕｐｃａｎｎｏｔｂｅａｄａｐｔｅｄｔｏｖａｒｉｏｕｓｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｏｒｓｕｒｆａｃｅｓｔａｔｅｓｖｅｒｙｗｅｌｌ．Ｐｏｏｒｃｏｕｐｌｉｎｇｉｓｅａｓｙｔｏｃａｕｓｅｂａｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ．Ｂｙｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｐｒｏｂｅｓｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ

5、ａｎｄｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｂｅｓａｎｄｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅ，ｇｏｏｄｃｏｕｐｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｕｓｅｏｆａｓｉｔｅｕｓｅｒｓｈｏｗｓｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｓｃｈｅｍｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｙｌｉｎｄｅｒ；Ａｕｔｏｍａｔｉｃｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇ；Ｐｒｏｂｅｓｅｔ钢瓶类工件是由无缝钢管加工而成，加工过程中可能会产生拉丝、淬火裂纹等缺

6、陷，从而影响钢瓶质量。目前，钢瓶自动化检测的对象局限在瓶身上，钢瓶类工件的自动化检测与无缝钢管类似。在钢管自动化超声检测中，通常采用水浸或喷水法检测，考虑到自动上下料及检测效率等，喷水法更图１　探头斜入射检测径向缺陷为常用。横向缺陷的检测是通过探头垂直，与工件轴心形由于标准或者验收要求，新建钢瓶制造厂家均采成偏心，在工件表面倾斜入射，改变偏心距即可改变用自动化检测，但检测效果却不尽如人意。入射角。水层厚度的选择应为钢中横波全声程的一半１　检测原理以上，如图２所示。钢管中任何一种形状的缺陷都可以影射为横向或

7、径向的缺陷，一般采用水浸法，直探头纵波入射，入射声束与工件检测面形成一定角度，倾斜入射到工件中，在水钢界面产生波形转换，从而在工件内形成纯横波检测。径向缺陷的检测是探头与钢管的轴线成一定角度斜入射，波形转换后，使横波沿轴线方向传播，检测径向缺陷，如图１所示。图２　探头偏心入射检测横向缺陷收稿日期：２０１３－０１－２５作者简介：宋伟（１９７５—），男，硕士，工程师，研究方向为无损检测。Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｔ＿ｗｓｏｎｇ＠１６３ｃｏｍ。第４期宋伟等：钢瓶类工件自动化超声检测中的改进·９９·为在钢管内实现纯横波检

8、测，入射角需要在第一３　改进和第二临界角之间。由图４可见，耦合不良是由于各探头与工件的检２　实际应用测面相互独立，探头组与工件的接触面大，工件变形在实际工程应用中，为了增加检出率，采用两组后无法保证探头组与工件接触良好。探头，一组在工件正上方检测径向缺陷，另一组在工经过对工件形变进行分析，可以看出：形变只是件两边对称检测横向缺陷，如图１和图２所示。在一个较大区域内较明显，如果在一个小区域内，形目前常用的探头组均是根据图１和图２