
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1、應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行缺陷檢測(cè)時(shí),不是在任何情況下都能準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)被檢對(duì)象中的全部缺陷,一個(gè)無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性受到多種因素影響,這些因素的主次、影響程度的大小都是值得關(guān)注的問(wèn)題。相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)(Phased Array Ultrasonic Testing,PAUT)由于聲束可達(dá)性好、檢測(cè)效率高、可實(shí)時(shí)成像等優(yōu)點(diǎn),自上個(gè)世紀(jì)九十年代起在工業(yè)領(lǐng)域逐步得到應(yīng)用,但相控陣檢測(cè)系統(tǒng)中檢測(cè)參數(shù)多、設(shè)置復(fù)雜,因此,關(guān)于相控陣超聲檢測(cè)的可靠性問(wèn)題越
2、來(lái)越受到重視。本課題采用實(shí)驗(yàn)和模擬相結(jié)合的方式,從探頭參數(shù)、材料性質(zhì)和缺陷特征等方面,對(duì)相控陣超聲檢測(cè)的可靠性進(jìn)行了初步研究,評(píng)價(jià)可靠性的指標(biāo)選用缺陷檢出率(Probability of Detection,POD)和定量準(zhǔn)確率(Probability of Sizing,POS),主要工作如下:
(1)選取厚度55mm碳鋼試塊中高度為1mm~10mm的底面開(kāi)口槽為研究對(duì)象,設(shè)置缺陷偏角在90°±9°范圍內(nèi)變化,計(jì)算了POD曲
3、線,實(shí)驗(yàn)得到90%檢出率對(duì)應(yīng)的缺陷尺寸為2.56mm,模擬結(jié)果為2.66mm,說(shuō)明POD模擬的正確性。
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模擬,對(duì)比分析了不同頻率和不同陣元尺寸的一維相控陣探頭的POD和POS曲線。探頭頻率為2.25、5、7.5MHz時(shí),POD曲線中90%檢出率的缺陷尺寸分別為2.66、5.55、14.91mm,POS曲線中達(dá)到100%定量準(zhǔn)確率的缺陷尺寸分別為6.9、3.9、3.8mm;陣元尺寸增大時(shí),對(duì)于2.25MHz和5M
4、Hz的探頭,POD曲線中90%檢出率對(duì)應(yīng)缺陷尺寸分別為2.75、3.22mm,POS曲線中達(dá)到100%定量準(zhǔn)確率的缺陷尺寸為4.8、4.0mm。
(3)借助數(shù)值計(jì)算方法,以不銹鋼中的橫通孔為例,研究了被檢材料參數(shù)對(duì)缺陷檢出率的影響。結(jié)果表明:衰減系數(shù)為0、0.05、0.10dB/mm時(shí),對(duì)應(yīng)90%檢出率的缺陷尺寸分別為1.19、3.13、4.86mm;不同結(jié)構(gòu)噪聲下,POD曲線有很大差異,信噪比為11.1dB和6.2dB時(shí),9
5、0%檢出率對(duì)應(yīng)的缺陷尺寸分別為1.43mm和2.74mm。
(4)模擬了矩形、半橢圓形、圓柱面、球面等四種不同形狀的缺陷,比較了這四種埋藏型缺陷的成像特征和回波幅值變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了面積型缺陷的POD曲線,結(jié)果表明,矩形和半橢圓形底面開(kāi)口缺陷90%檢出率對(duì)應(yīng)的缺陷尺寸分別為2.16、2.66mm。對(duì)厚度為55mm碳鋼試塊中取向變化的底面開(kāi)口槽進(jìn)行了模擬分析,計(jì)算了偏角和傾角標(biāo)準(zhǔn)差在1°~5°范圍內(nèi)變化時(shí)的POD,
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