應用

在汽車的自動生產加工過程中，用于減震器的塑料球窩結構的中空軸容易產生裂紋，裂紋經常發(fā)生在活塞桿的組裝過程中，如果經受機械負載，這些裂紋導致球座軸的開裂或裂開，并且因此導致減震器單元的故障，歐洲解決方案中心開發(fā)了一種超聲波測試方法，能夠檢測杯軸中的早期裂紋并對有問題的工件進行分類。

圖1球窩接頭軸

方案

這些裂紋總是發(fā)生在軸的端部，由于它們在制造期間活塞桿的組裝過程中引起的，此類技術主要是針對這個區(qū)域早期的小裂紋缺陷研發(fā)的，如下圖所示，用斜探頭，水浸法檢測技術對軸的周向進行檢測。

圖2為了周向的全部覆蓋，軸需要旋轉360度

圖3裂紋顯示

圖4無缺陷顯示

圖5探頭H5M

這些A掃描顯示典型回波指示。圖3顯示了來自軸端的裂紋的檢測。 在圖4中，除了界面回波（水和材料之間的回波）之外，沒有缺陷回波顯示，這意味著材料內沒有裂紋。

一般解決方案條件:

1設備：USM36,USM GO+,USIP 40

2超聲檢測探頭H5M

優(yōu)點：

1確保高質量的檢測等級

2減少現(xiàn)場故障和潛在的風險

3免除破壞性和試驗和提高工藝節(jié)約成本

應用

鍋爐管用于發(fā)電廠。硬的氧化物涂層將逐漸積聚在發(fā)電鍋爐管的內部。 氧化層越厚，鍋爐效率越低，額外的熱量積聚將縮短鍋爐的使用壽命。

圖1鍋爐管的檢測

方案

測試的目的是對鋼管壁厚和位于管內徑上的氧化皮層進行單獨的厚度測量。來自管到氧化物的界面回波比來自氧化物到空氣界面的回波小得多，因此，困難是將這兩個回波彼此分離并在兩個回波之間進行測量。

測試的目的是對鋼管壁和位于管內徑上的氧化皮層進行單獨的厚度測量。來自管-氧化物的界面回波比來自氧化物-空氣界面的回波小得多，因此，困難是將這兩個回波彼此分離并在兩個回波之間進行測量。

圖2探頭

圖3 A掃描

圖4

圖3中的示例示出了鋼-氧化物界面回波的振幅約為1/3的氧化物-空氣界面回波。 使用高阻尼“α”型橫波直探頭是獲得薄氧化層測量的關鍵。

橫波的聲速是縱波聲度的1/2，這使得時間分辨率加倍，并且使得系統(tǒng)能夠測量比常規(guī)縱波探頭探測更薄的涂層。

一般解決方案條件:

1設備：USN-60L或者USN-60

2門選擇電路（用于任一單元）

3橫波DFR探頭

4BNC-MD或Lemo-MD電纜

優(yōu)點：

1在較厚鍋爐管壁厚上測量較薄的氧化層、銹化層涂層

2使用"比較模式"視圖觀測標準值與實際測量值的對比

3高的顯示分辨率和范圍為信號提供了清晰的評定并解決了測量問題

在許多制造工藝中，使用非常薄的鋼管。為了確保這些薄壁管的穩(wěn)定性，必須確定它們的厚度。 這可以使用高于40MHz的超聲波頻率來完成。 然而，在該頻率范圍內，聲波衰減影響精度和再現(xiàn)性。

圖1鋼管s=0.3mm

方案

稱為共振厚度測量（RTM）的方法用于對非常薄的部件執(zhí)行精密厚度測量。 壁厚通常以TOFD方法為基礎;其中壁厚度對應于聲波聲程的一半。 這也稱為脈沖回波法。 然而，該方法僅應用壁厚大于波長時的情況。

圖2探頭CLF4(15MHZ)

結果

使用15MHZ的探頭在RTM方法中能夠使薄壁管的厚度精度控制在0.3mm以內， 這樣在鋼中能產生0.4mm的波長。 在這種情況下，在時域中不能產生回波序列。僅觀察到共振信號，參見圖3。

圖3厚度s=0.409mm

使用RTM方法計算頻譜，并從峰值頻率確定壁厚。 這可以使用USLT2000儀器結合插入程序USLT-RTM來完成，這個附加軟件擴展了USLT 2000的功能范圍;開辟新的應用領域。這個RTM方法產生很高的測量精度在±2µ m范圍內。

一般解決方案條件:

1設備：USLT USB，軟件USLT(插入式-RTM)

2探頭：CLF 4(15MHZ)

優(yōu)點：

1確保高質量的檢測等級

2精確的厚度測量

3免除破壞性和試驗和提高工藝節(jié)約成本。

圖1飛機發(fā)動機上的中空渦輪葉片

應用：要求精確的測量是為了發(fā)現(xiàn)在中空渦輪葉片中可能存在核心不匹配的問題或在檢測的過程中測量其剩余壁厚。鑒于此類應用的目的，GE便攜式解決方案中心建議使用K-Pen探頭和刀形延遲尖端混合使用，如圖4.

方案：實際應用的延遲筆式探頭K-Pen,僅有2.3mm直徑的接觸面，能夠用于測量半徑僅為3mm的凸曲面或者半徑為15mm的凹面，在零點交叉模式下通過回波位置的讀數(shù)可以完成對厚度的精確測量。

圖2測量裝置

在脈沖零點交叉模式下A掃描顯示在1次和2次底波之間的厚度測量，實際的厚度測量值0.76＂顯示在Ａ掃描儀器上（中空渦輪葉片的厚度測量用儀器CL5和探頭K-Pen）。

圖3A掃描的厚度測量

特殊探頭K-Pen帶有可變換的延遲塊可以對厚度范圍0.02-4.4mm的厚度測量，還包括一個直徑為3mm的PVDF換能器。

圖4延遲筆式探頭K-Pen

設備構成：

1、設備：USLTUSB,USM36，USMGO+，CL5

2、探頭：K-Pen，MiniDFR

優(yōu)點：

1、確保高質量檢測等級

2、減少現(xiàn)場故障，降低潛在的風險。

3、避免了破壞性試驗節(jié)約了成本并且提高了工藝

圖1斜探頭的中空軸檢測

應用：必須對空車軸進行無損檢測以發(fā)現(xiàn)橫向裂紋，事關新的和舊的同時在使用的問題。

方案：特殊設計的斜探頭可以對縱向中空軸進行檢測，設計的雙晶探頭可以對向前和向后掃查，常用的橫波斜探頭是45度和70度，頻率為2MHZ和4MHZ,探頭的直徑合乎孔徑的大小。探頭通過螺紋表面和導向棒相連接，這種帶有長度比例計算的導向棒可以對兩個方向同時掃描以便每一個情況下的掃查點能被探測到，兩個掃查方向可以通過一個開關進行調節(jié)。

圖2帶有選擇開關的導向棒和A掃描圖

A掃描展示了一個左圖的2mm的鋸齒槽的回波顯示，檢測之前，應該移除所有支承軸承、 輪轂和剎車片等附件，因為具有聲透射性能的配件產生的信號無法和裂紋產生的信號區(qū)別開來。

圖3檢驗示意圖

設備構成：

1設備:USM36/USN60

2探頭：HW45/ 45B4G / dia. 49.3

優(yōu)點：

1確保高質量等級

2減少現(xiàn)場故障，降低潛在的風險

3避免了破壞性試驗節(jié)約了成本

4提高工藝節(jié)約成本

圖1管材檢測的探頭支架

應用：在管材中缺陷的角度是不同，所以用標準探頭很難進行檢測。GE歐洲解決方案中心通過對簇狀探頭的應用，對以上問題提供了解決方案，簇狀探頭擁有多個探頭能用于檢測不同種類的缺陷。

方案：簇狀探頭常用于發(fā)現(xiàn)不同方向的缺陷，此處應用的簇狀探頭包含5個傾斜放置的探頭，這也是為什么能在鋼管的壁厚中產生45度橫波的原因，帶有支架裝置的5個超聲波探頭用于檢測縱向和橫向缺陷，壁厚測量管以及分層。使用信躁比好的超聲探測儀（例如USN60或USM36），多路轉接器MUXD和簇狀探頭，那么所有的缺陷都可以被發(fā)現(xiàn)。

簇狀探頭探頭支架內用水填滿并使用HM類型的水浸探頭檢測，例如H10M。探頭支架用于檢測管子的直徑在50mm-300mm之間。

圖2探頭支架中的探頭布置

圖3在上面的Ascan中可以看到縱向缺陷的回波。下面的A掃描圖解橫向裂紋的示例。

設備組成：

1、設備：USN60

2、簇狀探頭支架

3、水浸探頭

優(yōu)點：

1、一次檢測可發(fā)現(xiàn)多個方向的缺陷

2、節(jié)約時間節(jié)省成本

3、保證高質量檢測等級

4、減少現(xiàn)場故障和潛在的風險