CN110702791B - 一种超声成像检测零件边缘的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种超声成像检测零件边缘的方法，该方法的步骤如下：步骤一、将金属小球(5)粘接在零件的侧壁(6)上，该侧壁(6)的上缘即为待检测的零件边缘(7)，该侧壁(6)与超声成像检测扫查的方向平行；步骤二、按照超声成像检测扫查工艺对零件进行缺陷C扫描检测；步骤三、观察C扫描图像，将C扫描图像中金属小球的成像点(9)按顺序拟合成线，得到零件边缘(7)的边界值。该方法解决了零件超声C扫描边界尺寸评定困难的问题，利于对材料内部缺陷距离零件边缘尺寸的测量，对后续边缘缺陷的补偿及缺陷是否能够加工去除的判断提供可靠的数据支持。

Description

一种超声成像检测零件边缘的方法
技术领域
本发明是一种超声成像检测零件边缘的方法，属于无损检测技术领域。
背景技术
超声C扫描检测是一种常用的无损检测方法，对零件进行超声C扫描成像检测，通过图像来判断缺陷存在部位和大小的一种检测方法。这种检测方法在实施过程中，由于探头具有一定的声束宽度，当探头主声束到达零件边界附近时，零件侧壁对声束产生不规则的反射和散射效应，若反射、散射信号被探头接收，则在图像上有所显示，根据探头接收到信号的强弱，图像上显示的零件边界宽窄、强弱各不相同，不能代表零件的真实边界值，给检测人员对零件边缘的判断带来困难。
传统超声C检测时，检测人员一般不对零件的边界进行精确判别，仅根据经验人眼识别边界尺寸，判断检测出的缺陷是否在零件内部，且不对边缘缺陷信号幅度评定进行补偿。近年来，随着发动机国产化研制的推进，对发动机盘锻件的质量要求越来越严格，且大量发动机盘锻件的研制也势必增加缺陷出现概率，尤其当缺陷出现在零件边缘时，更易在零件加工和使用中引起严重安全问题，如飞机发动机的边缘裂纹扩展引起发动机空中停车等事故，因此，对发动机盘锻件中边缘部位微小缺陷评判的准确性和可靠性成为材料研制部门和设计部门十分关心的问题。由此开展超声水浸C扫描成像检测零件边缘准确测量方法研究，可便于对零件边缘缺陷的准确识别和进一步精确评价。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术中出现的新问题而设计提供了一种超声成像检测零件边缘的方法，其目的是解决零件超声C扫描边界尺寸评定困难的问题，准确地测量零件边界，以利于对材料内部缺陷距离零件边缘尺寸的测量，对后续边缘缺陷的补偿及缺陷是否能够加工去除的判断提供可靠的数据支持。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种超声成像检测零件边缘的方法，其特征在于：该方法的步骤如下：
步骤一、将金属小球5粘接在零件的侧壁6上，该侧壁6的上缘即为待检测的零件边缘7，该侧壁6与超声成像检测扫查的方向平行；
在一种实施中，所述金属小球5的直径为径0.2mm～0.8mm。
步骤一所述技术措施是经仿真及试验验证的，对于发动机盘锻件水浸检测常用频率和类型的水浸探头，该金属小球5的直径尺寸设计为小于探头焦点直径，这样可有效反应出探头主声束传播路径，从而精确判断出小球与零件边缘交界界面，不会由于金属小球本身体积过大而引起额外的干扰信号，并且该范围小球也能保证被检测用探头有效识别出；
步骤二、按照超声成像检测扫查工艺对零件进行缺陷C扫描检测；
步骤三、观察C扫描图像，将C扫描图像中金属小球的成像点9按顺序拟合成线，得到零件边缘7的边界值。
在一种实施中，所述超声成像检测的系统包括超声检测仪器1、机械扫查系统2、检测结果成像系统3、超声检测用探头4。
在一种实施中，当侧壁6上具有与超声成像检测声束入射方向平行的棱边8时，该棱边8与相邻金属小球5有距离L大于25mm，该距离L与超声成像检测声束入射方向垂直。
该技术措施使金属小球距零件边界不易过近，防止边界效应对小球检测产生干扰，该位置考虑了盘锻件检测时零件边缘效应尺寸和探头声束宽度，并留有一定余量；
在一种实施中，金属小球5与零件边缘7之间的深度H＝av1/v2 mm～bv1/v2mm，其中：a～b为超声成像检测扫查的深度范围，单位mm；v1为水中纵波声速，v2被检测零件中纵波声速。
该技术措施保证了C扫描检测时，金属小球在零件C扫描图像中同时显示，当零件需要做分区检测时，金属小球应粘贴在每个检测深度区域范围内；
在一种实施中，对零件进行超声C扫描检测扫查范围向零件边缘7以外延伸，延伸距离大于5mm。
在一种实施中，将成像点9拟合成线的选点为成像点9上最内侧的位置，所述最内侧是指朝向零件内部一侧。
在一种实施中，所述零件的形状为长方形或正方形。
本发明技术方案所具有的优点是：
1、操作方法简单可行；
2、物理测量方法准确、直观；
3、超声检测缺陷的同时测量零件边界，不需要增加测量时间和手段；
4、准确测量零件边界，对超声检测发现的异常显示是否在零件内部的判断提供依据。
附图说明
图1是本发明中所述超声成像检测的系统的组成示意图
图2是本发明中在零件的侧壁6上粘接金属小球5的位置示意图
图3是本发明中对零件进行C扫描的图像示意图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
参见附图1～3所示，本实施例选择检测一块尺寸为100mm×50mm×50mm的高温合金试块，超声检测仪器1为USIP 40，机械扫查系统2为SM-J6B-100，检测结果成像系统3为一台计算机，超声检测用探头4为10MHz聚焦探头，钢制金属小球5直径为0.5mm，探头检测水距40mm，将金属小球5粘接在被检测零件的四个侧壁6上，粘接水平位置在距棱边(8)的距离L为30mm，缺陷检测信号门宽度5-30mm，则小球粘贴深度在上表面下5mm。检测灵敏度为将5-30mm深度范围内Φ0.8mm平底孔调至检测仪显示屏满刻度的80％，扫查间距为0.5mm，扫查速度为100mm/s，信号门宽度5-30mm，垂直位置为0％。设置超声C扫描检测扫查范围为1100mm×60mm。按照上述要求对粘贴有金属小球的高温合金试块进行超声C扫描成像检测，检测图像中成像点9内侧的连接线即为零件边界。

Claims (5)

1.一种超声成像检测零件边缘的方法，其特征在于：该方法的步骤如下：
步骤一、将金属小球(5)粘接在零件的侧壁(6)上，该侧壁(6)的上缘即为待检测的零件边缘(7)，该侧壁(6)与超声成像检测扫查的方向平行；
所述金属小球(5)的直径为径0.2mm～0.8mm，金属小球(5)与零件边缘(7)之间的深度H＝av1/v2 mm～bv1/v2 mm，其中：a～b为超声成像检测扫查的深度范围，单位mm；v1为水中纵波声速，v2被检测零件中纵波声速；
当侧壁(6)上具有与超声成像检测声束入射方向平行的棱边(8)时，该棱边(8)与相邻金属小球(5)的距离L大于25mm，该距离L与超声成像检测声束入射方向垂直；
步骤二、按照超声成像检测扫查工艺对零件进行缺陷C扫描检测；
步骤三、观察C扫描图像，将C扫描图像中金属小球的成像点(9)按顺序拟合成线，得到零件边缘(7)的边界值。
2.根据权利要求1所述的超声成像检测零件边缘的方法，其特征在于：所述超声成像检测的系统包括超声检测仪器(1)、机械扫查系统(2)、检测结果成像系统(3)、超声检测用探头(4)。
3.根据权利要求1所述的超声成像检测零件边缘的方法，其特征在于：对零件进行超声C扫描检测扫查范围向零件边缘(7)以外延伸，延伸距离大于5mm。
4.根据权利要求1所述的超声成像检测零件边缘的方法，其特征在于：将成像点(9)拟合成线的选点为成像点(9)上最内侧的位置，所述最内侧是指朝向零件内部一侧。
5.根据权利要求1所述的超声成像检测零件边缘的方法，其特征在于：所述零件的形状为长方形或正方形。
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