不同双晶探头对钢板缺陷检出率的探讨

王学龙，张 敏，黄 瑚，廖桑桑，王琨铭

（新余钢铁股份有限公司，江西 新余 338000）

1 前言

双晶探头检测的优点主要是灵敏度高、杂波少、盲区小、工件中近场区长度小、探测范围可调，对检测钢板小缺陷有较大优势。在工作中使用双晶探头进行检测的频率高，其检测量也最多。为保证检测质量，提高检测速度，以及处理质量异议时避免双方的争执，分析不同双晶探头对缺陷的判定非常必要。由于目前国内双晶探头生产厂家非常多，而且型号多种多样，质量参差不齐，对钢板缺陷的判定存一定的差异，这种差异有时导致两种完全不同的判定结果，造成异议双方很难统一。结合工作上主要使用的探头情况，选用三种探头进行实验分析（分别用A、B、C表示）［1］。

2 探头分析

2.1 性能分析

三种探头性能指标见表1。

表1 探头性能指标统计

通过对5 MHz的双晶探头性能分析，对每种探头选择5组进行性能测试。表1统计的为实测的各种探伤的性能平均值，从数据分析看出，三种探头的性能都符合NB/T 47013.3—2015《承压设备无损检测》中探伤和仪器的性能，因此能够满足日常检测要求。

2.2 双晶探头距离-波幅曲线分析

分别选择5P10×22的A、B、C 三种探头各5个进行距离-波幅曲线测试，采用阶梯平底孔试块、机油作为耦合剂，并由同一个人使用一台超声波探伤仪进行测试，测试统计结果见表2（平均值）。

表2 双晶直探头距离-波幅特性曲线测试记录 dB

根据表2 测试的数据，绘制了其对应的距离-波幅曲线，如图1所示。

图1 双晶直探头距离-波幅特性曲线

通过三种探头的距离-波幅曲线分析，依据标准NB/T 47013.3—2015 附录C 规定，A 探头的增益差值在0～6 dB波动，而B和C的增益差值都超出6 dB，因此只有A探头的性能满足标准规定要求。

3 同一缺陷的检出率

（1）选择5组钢板分别使用三种探头进行超声波检测，统计其缺陷位置的波形情况如图2 所示。从波形图可以看出，使用A 探头波幅最低，最低只有满屏的20%，按照标准判定缺陷可以不记录；而B 和C 探头的波幅都达到满屏的80%，甚至为满屏的100%，已经超出了标准要求，为应记录缺陷。

图2 探头检测钢板的波形图

（2）对选择的5 组钢板进行金相分析，金相组织见图3。

图3 钢板金相组织

选取了具有代表性的7 组金相图片。其中图3a、c、d、e、f 为前4 组钢板的低倍与高倍图，其金相组织基本以铁素体+珠光体为主。夹杂物：A、B、C、D 类都正常（列举其中一组数据A 0.5，B 2.0，C 0，D 0.5），且无裂纹缺陷。统计分析三种探头的波高情况，B 和C 的波高较A 探头高，但波高都在50%以下，满足检测要求且与金相组织分析结果相吻合，由此可认定三种探头超声波检测结果可靠，但B和C 探头较A 探头“灵敏”。图3b 和图3g 为第5 组钢板的低倍与高倍金相组织，从图中可以看出，其存在心部裂纹，三种探头的波高都超满屏的80%，其超声检测结果与金相分析也吻合，可认定三种探头检测数据可靠，但B和C探头的缺陷波高超满屏的100%，比A探头的波形高。

（3）在探伤过程中，采用钢板完好部位底波进行灵敏度调节，统计对同一缺陷的波高dB值，如表3所示。

表3 同一缺陷（满屏的80%）的波高dB值 dB

从表3 分析得出：对同一缺陷，如在钢板上调试好灵敏度后，采用A探头检测各不同厚度的钢板时其dB 值变化不大，很平稳；而采用B 和C 探头的检测时其dB 值变化大，有较大波动。这样对检测结果会导致两种完全不同的判断，A探头检测结果为有缺陷但不超标可判合格，而B和C探头检测结果为不合格。从中可以得出，B 和C 探头检测时会将缺陷放大，在检测过程不太容易漏检，可以提高检测速度；A探头对缺陷判断准确，但检测要求高、速度慢，不适应在线节奏快的检测，而且A 探头成本高。

4 结语

对不同的探头结合使用，不仅可以提高在线探伤工作效率，而且可以提升离线探伤质量把控。结合三种探头不同的特点，在线选择B或者C探头检测可以提高检测速度，并保证缺陷不漏检，当在线检测出现缺陷时可以使用A探头进行复检，对缺陷进行精确定量，判断其是否合格。离线探伤选择A探头进行缺陷精确定量及判定，不仅可以减少误判，而且可以将一些缺陷不超标钢板准确地确定下来，从而为企业提高经济效益。