超聲檢查中工裝替代試驗(yàn)的研究

1、超聲檢查中工裝替代試驗(yàn)的研究上海航空股份有限公司 李光浩摘要：在一般民航無損檢測(cè)手冊(cè)中廠商在無損檢測(cè)工藝中推薦采用某一工裝如探頭后，也容許檢測(cè)人員選用相同參數(shù)可能不同廠商生產(chǎn)的探頭。本文通過CRJ三號(hào)液壓系統(tǒng)蓄壓器端蓋要求進(jìn)行超聲檢測(cè)的實(shí)際例子探討了采用不同參數(shù)的探頭進(jìn)行替代的可行性。關(guān)鍵詞： 替代 超聲 探頭一 事件起因按照SB要求，我公司引進(jìn)的CRJ飛機(jī)的一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)液壓系統(tǒng)蓄壓器端蓋要求進(jìn)行超聲檢測(cè)。其中一號(hào)、二號(hào)液壓系統(tǒng)蓄壓器的檢查采用5Mhz，70度折射角探頭。而三號(hào)液壓系統(tǒng)蓄壓器端蓋采用5Mhz，45度折射角進(jìn)行超聲檢測(cè)。問題出在三號(hào)蓄壓器上，目前我公司尚未購入45度探頭。因此

2、，探討采用60度角探頭替代45度角探頭進(jìn)行檢測(cè)的可行性。二，相關(guān)SB介紹相關(guān)三號(hào)液壓系統(tǒng)蓄壓器端蓋位置圖如下： 參考試塊如圖，在參考試塊上存在三個(gè)EDM刻槽。具體不做進(jìn)一步描述。探頭檢查的位置如下圖，缺陷回波調(diào)在50%滿屏寬80%滿屏高處。缺陷主要出現(xiàn)位置如下圖該SB的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是檢查過程中回波在50%滿屏寬左右處超過60%滿屏高即認(rèn)為是裂紋。三 探頭比較借得一只45度探頭，可以對(duì)兩探頭性能進(jìn)行測(cè)試。該檢查位置處壁比較厚，在SB中探頭采用鋁中45度折射角5Mhz頻率。我們現(xiàn)在已經(jīng)有的是鋁中60度折射角5Mhz頻率探頭，通過試驗(yàn) 計(jì)算看看它們之間的波束的差異，由于現(xiàn)有荷蘭試塊是鋼試塊，首先需進(jìn)行角

3、度轉(zhuǎn)換。得到45度角探頭在鍥塊中的入射角為：a1=arcsin2700*1.414/3100*2=38度然后再得到在鋼中的折射角為 a2 =arcsin3200*2700*1.414/2700*3100*2=47度同理計(jì)算60度角探頭在鍥塊中的入射角為： a3=arcsin2700*1.73/2*3100=49度然后再得到在鋼中的折射角為 a4=arcsin3200*2700*1.73/2700*3100*2=63.4度由于，我們目前使用的是鋼的荷蘭試塊，所以在驗(yàn)證探頭的折射角時(shí)先用量角器借助試塊上已經(jīng)表明的角度找出孔的圓心。然后再在試塊上標(biāo)出63.4度和47度的位置。 首先在R100處測(cè)得兩

4、探頭入射點(diǎn)位置，并且測(cè)得兩探頭前沿分別是45度探頭前沿為2.8毫米，60度探頭前沿為8.3毫米。然后驗(yàn)證探頭實(shí)際的折射角，得知兩探頭折射角基本與標(biāo)稱值相符。通過對(duì)參考試塊的幾何尺寸測(cè)量，如下圖所示：然后求出探頭入射點(diǎn)離缺陷的水平位置X：45度折射角探頭為5.18*tan45=5.18毫米60度折射角探頭為5.18*tan60=8.97毫米則兩探頭入射點(diǎn)離斜面端點(diǎn)距離：45度折射角探頭為5.18+5.55=10.7毫米60度折射角探頭為8.97+5.55=14.5毫米去除探頭前沿，則探頭前部到斜面端點(diǎn)距離：45度折射角探頭為10.7-2.8=8毫米檢測(cè)到EDM缺陷波形如圖60度折射角探頭為14.

5、5-8.3=6毫米檢測(cè)到EDM缺陷波形如下圖從以上兩幅圖像圖上看出，采用45度折射角的探頭，由于探頭前沿比較短，探頭前部到斜面端點(diǎn)距離反而比較長，由于聲程短，靈敏度高，同樣參數(shù)下，波峰高，另外在水平寬90%-100%處出現(xiàn)零件外肩的回波信號(hào)；采用60度折射角的探頭，由于探頭前沿比較長，探頭前部到斜面端點(diǎn)距離反而比較短，由于聲程長，靈敏度低，同樣參數(shù)下，波峰低，在水平寬90%-100%處已看不見零件外肩的回波信號(hào)。實(shí)際檢查，兩者靈敏度相差4.5dB。我們從教科書超聲端角反射率知識(shí)中我們可以知道，橫波入射在30度和60度附近存在兩個(gè)反射率低谷。而中間一段角度范圍（約35度至55度）的反射率非常強(qiáng)，所以一般實(shí)際工作中盡量選用35度至55度折射角的探頭，但在本例中偏偏選用盡量不采用的60度折射角探頭，并且反射回的信號(hào)和45度折射角探頭反射回的信號(hào)差異不大（只有4.5dB）。原因就在于我們放置探頭的是一個(gè)有著6.6度角度的斜面，因此，雖然采用60度折射角探頭，但實(shí)際在端角的入射角為：60-6.6=53.4度正好落在反射率最大區(qū)域。至此，可以編制采用60度折射角的超聲檢測(cè)替代工藝當(dāng)然，像本例中采用不同折射角探頭進(jìn)行替換，已經(jīng)不完全是等同替代，所以所在單位需有采用替代工裝的相關(guān)管理程序，然后才可能通過一些理論計(jì)算和實(shí)際試驗(yàn)確