不同雙晶探頭對(duì)鋼板缺陷檢出率的探討

王學(xué)龍，張 敏，黃 瑚，廖桑桑，王琨銘

（新余鋼鐵股份有限公司，江西 新余 338000）

1 前言

雙晶探頭檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)主要是靈敏度高、雜波少、盲區(qū)小、工件中近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度小、探測(cè)范圍可調(diào)，對(duì)檢測(cè)鋼板小缺陷有較大優(yōu)勢(shì)。在工作中使用雙晶探頭進(jìn)行檢測(cè)的頻率高，其檢測(cè)量也最多。為保證檢測(cè)質(zhì)量，提高檢測(cè)速度，以及處理質(zhì)量異議時(shí)避免雙方的爭(zhēng)執(zhí)，分析不同雙晶探頭對(duì)缺陷的判定非常必要。由于目前國(guó)內(nèi)雙晶探頭生產(chǎn)廠家非常多，而且型號(hào)多種多樣，質(zhì)量參差不齊，對(duì)鋼板缺陷的判定存一定的差異，這種差異有時(shí)導(dǎo)致兩種完全不同的判定結(jié)果，造成異議雙方很難統(tǒng)一。結(jié)合工作上主要使用的探頭情況，選用三種探頭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析（分別用A、B、C表示）［1］。

2 探頭分析

2.1 性能分析

三種探頭性能指標(biāo)見表1。

表1 探頭性能指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

通過對(duì)5 MHz的雙晶探頭性能分析，對(duì)每種探頭選擇5組進(jìn)行性能測(cè)試。表1統(tǒng)計(jì)的為實(shí)測(cè)的各種探傷的性能平均值，從數(shù)據(jù)分析看出，三種探頭的性能都符合NB/T 47013.3—2015《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》中探傷和儀器的性能，因此能夠滿足日常檢測(cè)要求。

2.2 雙晶探頭距離-波幅曲線分析

分別選擇5P10×22的A、B、C 三種探頭各5個(gè)進(jìn)行距離-波幅曲線測(cè)試，采用階梯平底孔試塊、機(jī)油作為耦合劑，并由同一個(gè)人使用一臺(tái)超聲波探傷儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2（平均值）。

表2 雙晶直探頭距離-波幅特性曲線測(cè)試記錄 dB

根據(jù)表2 測(cè)試的數(shù)據(jù)，繪制了其對(duì)應(yīng)的距離-波幅曲線，如圖1所示。

圖1 雙晶直探頭距離-波幅特性曲線

通過三種探頭的距離-波幅曲線分析，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47013.3—2015 附錄C 規(guī)定，A 探頭的增益差值在0～6 dB波動(dòng)，而B和C的增益差值都超出6 dB，因此只有A探頭的性能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。

3 同一缺陷的檢出率

（1）選擇5組鋼板分別使用三種探頭進(jìn)行超聲波檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)其缺陷位置的波形情況如圖2 所示。從波形圖可以看出，使用A 探頭波幅最低，最低只有滿屏的20%，按照標(biāo)準(zhǔn)判定缺陷可以不記錄；而B 和C 探頭的波幅都達(dá)到滿屏的80%，甚至為滿屏的100%，已經(jīng)超出了標(biāo)準(zhǔn)要求，為應(yīng)記錄缺陷。

圖2 探頭檢測(cè)鋼板的波形圖

（2）對(duì)選擇的5 組鋼板進(jìn)行金相分析，金相組織見圖3。

圖3 鋼板金相組織

選取了具有代表性的7 組金相圖片。其中圖3a、c、d、e、f 為前4 組鋼板的低倍與高倍圖，其金相組織基本以鐵素體+珠光體為主。夾雜物：A、B、C、D 類都正常（列舉其中一組數(shù)據(jù)A 0.5，B 2.0，C 0，D 0.5），且無(wú)裂紋缺陷。統(tǒng)計(jì)分析三種探頭的波高情況，B 和C 的波高較A 探頭高，但波高都在50%以下，滿足檢測(cè)要求且與金相組織分析結(jié)果相吻合，由此可認(rèn)定三種探頭超聲波檢測(cè)結(jié)果可靠，但B和C 探頭較A 探頭“靈敏”。圖3b 和圖3g 為第5 組鋼板的低倍與高倍金相組織，從圖中可以看出，其存在心部裂紋，三種探頭的波高都超滿屏的80%，其超聲檢測(cè)結(jié)果與金相分析也吻合，可認(rèn)定三種探頭檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠，但B和C探頭的缺陷波高超滿屏的100%，比A探頭的波形高。

（3）在探傷過程中，采用鋼板完好部位底波進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)，統(tǒng)計(jì)對(duì)同一缺陷的波高dB值，如表3所示。

表3 同一缺陷（滿屏的80%）的波高dB值 dB

從表3 分析得出：對(duì)同一缺陷，如在鋼板上調(diào)試好靈敏度后，采用A探頭檢測(cè)各不同厚度的鋼板時(shí)其dB 值變化不大，很平穩(wěn)；而采用B 和C 探頭的檢測(cè)時(shí)其dB 值變化大，有較大波動(dòng)。這樣對(duì)檢測(cè)結(jié)果會(huì)導(dǎo)致兩種完全不同的判斷，A探頭檢測(cè)結(jié)果為有缺陷但不超標(biāo)可判合格，而B和C探頭檢測(cè)結(jié)果為不合格。從中可以得出，B 和C 探頭檢測(cè)時(shí)會(huì)將缺陷放大，在檢測(cè)過程不太容易漏檢，可以提高檢測(cè)速度；A探頭對(duì)缺陷判斷準(zhǔn)確，但檢測(cè)要求高、速度慢，不適應(yīng)在線節(jié)奏快的檢測(cè)，而且A 探頭成本高。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)不同的探頭結(jié)合使用，不僅可以提高在線探傷工作效率，而且可以提升離線探傷質(zhì)量把控。結(jié)合三種探頭不同的特點(diǎn)，在線選擇B或者C探頭檢測(cè)可以提高檢測(cè)速度，并保證缺陷不漏檢，當(dāng)在線檢測(cè)出現(xiàn)缺陷時(shí)可以使用A探頭進(jìn)行復(fù)檢，對(duì)缺陷進(jìn)行精確定量，判斷其是否合格。離線探傷選擇A探頭進(jìn)行缺陷精確定量及判定，不僅可以減少誤判，而且可以將一些缺陷不超標(biāo)鋼板準(zhǔn)確地確定下來(lái)，從而為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益。