超声探伤仪计量检定工作的研究

2020-11-27李淳

商品与质量 2020年2期

李淳

黑龙江省计量检定测试研究院黑龙江哈尔滨 150028

超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，根据在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷。当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。超声探伤仪既可以用于实验室，也可以用于工程现场。本仪器能够广泛地应用在制造业、钢铁冶金业、金属加工业、化工业等需要缺陷检测和质量控制的领域，它是无损检测行业的必备。为了确保超声探伤仪检测工作的精准性，需要定期对其进行计量检定。

1 超声探伤仪计量检定前的准备工作

根据超声探伤仪检定规程的要求，检定之前，需要确保实验室内环境条件与具体的规程要求相符，合理设置检定装置的频率、增益、时延和衰减器旋钮等，将背板上的电源开关设置在“开”的状态，并对频率旋钮进行调节，获得0.5MHz-15MHz信号。对于被检超声探伤仪宜将其工作方式设置为收-发状态，对于数字机宜选择“穿透”类型，对于单双晶选择时，宜选择双晶。检定装置开机稳定后，利用测试线将输出端与被检超声探伤仪接收端相连，同时输入端与被检超声探伤仪发射端也要进行连接。被检超声探伤仪要将其扫描量程置适中位置，并对检定装置的频率旋钮进行调节，使其与检定装置的频率保持一致。另外，还要将被检超声探伤仪的探头类型改为直探头，声速宜设定为“钢直声速”，设置为5900m/s[1]。

2 超声探伤仪计量检定

2.1 水平线性的检定

在利用超声探伤仪计量检定过程中，由于水平线性的好坏会对测距精度及缺陷定位带来直接的影响，因此在检定过程中需将水平线性的检定作为重要的一项内容。在具体检定时，需要针对高频信号发生器的主发生器的频率和波形进行调节，拉出触发旋钮并顺时针将其旋至最大。具体可以通过对外同步器上的脉宽调节旋钮或是方波调制脉冲的高频脉冲个数进行调节，使超声探伤仪显示屏显示的六个脉冲波形幅度相等。再针对超声探伤仪“扫描微调”及“移位”旋钮进行调节，将每一个波的前沿与水平刻度“0”对准，使第六个波的前沿与水平刻度“10”对准，依次对第二个至第五个波的前沿与水平刻度的偏差进行读取，并取最大偏差值，利用具体的公式来计算水平线性误差。

2.2 分辨力检定

在针对超声探伤仪检定时，采用CKS-1A试块的检定方法来检定分辨力。具体检定时，将探伤仪工作方式置“单”，根据产品技术指标的规定将发射强度调节到相应的位置。同时探伤仪还要移至“0”位置，将探头压在试块的特定位置上，采用适量的耦合剂添加至中间位置处，保证耦合的合理性。合理调整仪器增益，左右移动探头，确保回波幅度相等且将垂直刻度控制在80%左右。合理调节衰减器，使两波峰之间波谷上升至原有波峰的高度，这时衰减器释放的dB数即为超声探伤仪分辨率。但在实际针对超声探伤仪检定时，当将回波幅度调节至80%时测得的分辨力和调节至20%时测得的分辨力存在差异，一般情况下20%状态下的分辨力更高。在实际检定过程中，要与具体的规程相结合，对回波幅度在80%时测量分辨力，数据在26dB以下时，则再测量回波幅度20%时的分辨力，将数据较大的结果作为最终结果，并对检定条件进行详细标注[2]。

2.3 探伤灵敏度余量检定

在针对超声探伤仪检定时，具体采用DB-PZ20-2或者是DB-PZ20-4型的标准试块来完成探伤灵敏度余量的检定，通过将试块与被检超声探伤仪连接，移动探头，并对衰减器进行合理调节，以此为获取到探伤灵敏度的余量。采用的两种试块，其标准孔径为2mm和4mm，在实际测量过程中，这两种不同孔径的试块测量得到的探伤灵敏度余量则会存在差异，一般情况下4mm孔径的试块回波相对较高，检定的探伤灵敏度余量也较大。理论上两种孔径标准试块检定结果相差为12dB。

2.4 衰减器衰减量误差检定

由于衰减器主要是测量回波相对幅度大小与步级调节仪器探伤灵敏度，在实际检定过程中，根据超声探伤仪检定的要求，需要对比被检探伤仪衰减器的衰减量和标准衰减量。由于衰减量存在12dB的误差，因此在实际误差检定过程中，需要全面分析细调衰减器，并针对细调衰减器衰减量每降低2dB的误差时，找到其最大衰减档及相邻误差符号的相同衰减档。整个过程中宜将衰减档纳入其中，以此来形成2dB衰减量，最大误差确定为0.4dB。在具体分析粗调衰减器时，与分析细调衰减器时一样，需要找到每降低20dB时的最大衰减档，两者之间的衰减量误差符号存在差异。当衰减粗调衰减器20dB时，再降低细调衰减器8dB衰减量，这样则获取到最大误差为0.7dB，这也表明衰减器衰减量误差合格[3]。