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专利名称：水机轴缺陷的超声波检测方法
技术领域：
本发明涉及一种水机轴缺陷的超声波检测方法。
背景技术：
本发明对传统水机轴超声波检测工序进行了改造，不仅使检测工序得到了简化，还提高了检测的精度，为准确分析缺陷情况打下了良好基础。

发明内容
本发明的目的在于提供一种水机轴缺陷的超声波检测方法，该方法利用超声波探伤技术原理，通过探伤设备的选择、设备参数的设定和设备仪器灵敏度的调节，用探头在水机轴外圆进行探测，确定缺陷。
为实现本发明的发明目的，水机轴缺陷的超声波检测方法的检测过程为(1)选择适当的检测仪超声波器设备，并设定检测仪器设备的工艺参数，按照ZBY230-84《A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件》和ZBY231-84《超声波探伤用探头性能测试方法》的标准，即水平线性误差不大于5％，分辨率不大于20dB，最大灵敏度下的盲区不大于20mm，有效灵敏度不小于20dB。对水机轴进行检测；(2)为能有效发现被检测水机轴中当量直径等于和大于2mm的缺陷，按照JBL581-81标准规定调节超声波探伤仪的灵敏度，先找到水机轴上能显示材料高灵敏度无缺陷的部位，再在该部位上把底波幅度调整到等于基准高度(40％)，最后根据被探部位的厚度及有无中心孔来计划出探伤仪应提高的增益值。有中心孔的增益值Δ=20lg2λTπd2D2D1;]]>其中Δ为增益值， T为被探伤部位的厚度，D1为被探伤部位的外径，D2为被探伤部位的内径，d为平底孔直径，λ为波长，π为圆周率。
(3)用超声波探伤仪探头在水机轴主轴外圆上进行探测，探头的移动速度不大于150m/s，相邻两次扫查之间有一定的重叠，重叠的宽度要不小于扫查宽度的15％；(4)对超声波回波情况进行分析。轴向移动探头，根据探头中心声束扫查到缺陷的范围，得出该探测部位轴向均分布着缺陷的深度；周向移动探头，根据探头中心声束扫查到缺陷的范围，得出该探测部位周向均分布着缺陷的深度；调节探伤仪的衰减器，使其在该探测部位的缺陷波幅降低到基准高度(40％)，根据公式，不同深度、不同当量的平底孔回波差＝401gφ1φ2·X1X2,]]>其中，X1为缺陷1的深度，Φ1为缺陷1的当量直径，X2为缺陷2的深度，Φ2为缺陷2的当量直径。可以计算出该部位的缺陷当量直径；移动探头，观察波形情况，确定该部位缺陷密集程度等情况。
本发明简化了水机轴的检测方法，检测结果准确可靠，为进一步确定水机轴缺陷情况打下了基础。


图1水机轴形状图；图2水机轴A端的缺陷波形图；图3175mm处的缺陷波形图；图中，1-水机轴的A段，2-水机轴的中心孔，3-水机轴的B段，4-水机轴的C段。，具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术放案如图1，将该水机轴分为A、B、C三段，中心孔直径为Φ80mm，A、C段外径为Φ780mm，B段外径为Φ420mm，为检测该水机轴的缺陷，采用本发明方法，具体操作如下在水机轴最终热处理后，要保证水机轴材质衰减系数不大于每米4分贝，其表面粗糙度Ra不大于6.3μs，并且没有划伤、机加工留下的铁屑、油漆或其他外来粘附物，才能进行超声波检测。
超声波检测前，选用型号为CTS-9002超声波探伤仪和型号为2.5P20-D的探头组合，采用ZBY230-84《A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件》和ZBY231-84《超声波探伤用探头性能测试方法》的标准，设定超声波探伤仪的探头频率为25MHZ，声速为5920m/s，探头延时为0.23μs。为有效发现水机轴中当量直径不小于2mm的缺陷，按照JBL581-81标准，采用底波调整法，根据被探部位的厚度及有无中心孔算出探伤仪应提高的增益值。根据公式增益值Δ=20lg2λTπd2D2D1]]>可知A、C段的灵敏度增益值为32.5dB，B段的灵敏度增益值为28.9dB。所以，当用探头检测A、C段时，仪器灵敏度要提高32.5dB；在检测B段时，仪器灵敏度要提高28.9dB。
扫查时，用探头在水机轴主轴外圆进行检测，探头的速度不大于150m/s，相邻两次扫查之间要有一定的重叠，重叠的宽度不小于扫查宽度的15％。
在用超声波检测A段时，发现A段有如图2的缺陷波形存在，根据缺陷信号在扫描线上的位置，得出缺陷的深度为100～250mm。轴向移动探头，根据探头中心声束扫查到缺陷的范围，得出A段轴向均分布着缺陷，深度为100～250mm。周向移动探头，根据探头中心声束扫查到缺陷的范围，得出A段周向均分布着缺陷，深度为100～250mm。调节探伤仪的衰减器，使其在175mm处的缺陷波幅降低到基准高度(40％)，如图3所示，此时衰减器的调节量为16dB。根据公式不同深度、不同当量的平底孔回波差=40lgφ1φ2·X1X2,]]>可确定175mm处的缺陷当量直径为Φ2.51mm。移动探头，观察波形，可发现在任意边长50mm的立方体内缺陷数量均大于5个，且当量直径均不小于2mm，故该处缺陷为密集型缺陷。
权利要求
1.水机轴缺陷的超声波检测方法，是利用超声波在水机轴中传播时，水机轴的缺陷所显示的声学性质对超声波的传播造成的影响来检验水机轴缺陷的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)设定超声波探伤仪及探头的参数；(2)调节超声波探伤仪的灵敏度；(3)探头靠近水机轴外圆移动，探测缺陷部位。
2.根据权利要求1所述的水机轴缺陷的超声波检测方法，其特征在于所述的超声波探伤仪灵敏度调节步骤包括(1)寻找水机轴上能显示材料高灵敏度无缺陷的部位；(2)在上述部位上把底波幅度调整到等于基准的高度；(3)根据被探伤部位的厚度及有无中心孔计算探伤仪应提高的增益值，并据此调整相应的灵敏度。
3.根据权利要求1所述的水机轴缺陷的超声波检测方法，其特征在于超声波探伤仪器的工作方式为单极性，发射能量强，探头频率为25MHZ，声速为5920m/s，探头延时为0.23μs。
4.根据权利要求1所述的水机轴缺陷的超声波检测方法，其特征在于探头在水机轴主轴外圆上移动的速度不大于150m/s，相邻两次扫查之间有一定的重叠，重叠的宽度不小于扫查宽度的15％。
5.根据权利要求1所述的水机轴缺陷的超声波检测方法，其特征在于，超声波探伤的时机是在水机轴最终热处理之后进行，材质衰减系数不大于每米4分贝，表面粗糙度Ra不大于6.3μs，并且没有划伤、机加工留下的铁屑，油漆或外来粘附物。
全文摘要
本发明公开了一种水机轴缺陷的超声波检测方法，利用超声波在水机轴中传播时，水机轴的缺陷所显示的声学性质对超声波的传播造成的影响来检验水机轴缺陷，它包括设定超声波探伤仪及探头的参数、调节超声波探伤仪的灵敏度、将探头靠近水机轴外圆移动，探测缺陷部位登步骤。其中，超声波探伤仪的灵敏度调节包括寻找水机轴上能显示材料高灵敏度无缺陷的部位、在上述部位上把底波幅度调整到等于基准的高度、根据被探伤部位的厚度及有无中心孔计算探伤仪应提高的增益值，并据此调整相应的灵敏度。本发明的优势在于简化了水机轴的检测过程，提高了检测的准确性和可靠性。
文档编号G01N29/04GK1936570SQ20061002197
公开日2007年3月28日 申请日期2006年9月29日 优先权日2006年9月29日
发明者唐银春, 邓辉明 申请人:四川东风电机厂有限公司