形狀復雜的樣件用什么探頭檢測好？

形狀復雜的樣件用什么探頭檢測好？

奧林巴斯探頭包括旋轉(zhuǎn)塑料掃查器類探頭、手動螺栓孔探頭、點探頭、焊縫探頭、滑行探頭、電導率探頭和標準試塊、直角表面探頭、平直桿表面探頭、斜角桿表面探頭、柔性桿表面探頭、彎桿表面探頭等產(chǎn)品。

奧林巴斯渦流探傷儀柔性桿表面探頭，檢測裂紋、焊縫、緊固件孔、管棒表面和近表面缺陷。這些探頭的柔性銅桿可以被彎曲成各種不同的形狀。這款探頭的設計目的是用于一

般的表層裂紋探測。針對這款柔性表面探頭，我們可以提供各種長度、各種線圈配置、不同的彎曲端部，以及不同的連接器選項，供用戶選擇。

我們今天來了解一下柔性超聲相控陣探頭！

背景

為幾何形狀較為復雜（帶有變化性）的樣件，如：彎頭，完成高分辨率超聲厚度成像的操作挑戰(zhàn)性。為完成這種檢測，奧林巴斯開發(fā)出了其第一款可以貼附在復雜形狀樣件表面上的柔性超聲相控陣探頭。這款探頭為用戶創(chuàng)造了完成更多檢測應用的機會。

問題

要完成樣件厚度的成像操作，在數(shù)據(jù)采集的每一點位置上，常規(guī)超聲探頭都必須垂直于被測表面。這個采集過程較為緩慢，而且還可能漏掉采集點之間的點蝕缺陷。超聲相控陣技術可使用較高的分辨率迅速掃查較大的區(qū)域，但是標準的線性相控陣探頭不能彎曲，因此不能緊附在樣件的幾何形狀發(fā)生了變化的部位上。奧林巴斯開發(fā)了一種新型柔性超聲相控陣探頭，解決了這個檢測難題。這款探頭可以使用高分辨率為形狀復雜的樣件完成厚度成像操作。可使用這種探頭進行檢測的潛在應用包括對彎頭、彎管、噴嘴或任何其它帶有多變幾何形狀的樣件所進行的檢測。

解決方案

奧林巴斯設計和制造的新款柔性相控陣探頭不僅具有靈活柔軟性及機械整合性，還為用戶提供了更為優(yōu)質(zhì)的聲學特性。探頭由SC 1-3柔性復合材料制成，具有靈活柔軟性、適當?shù)穆晫W阻抗，以及可伸縮的性能。

柔性超聲相控陣探頭有以下參數(shù)：

我們通過將探頭圍繞2英寸半徑的曲面彎曲500次，每分鐘10個循環(huán)的操作，測試了探頭的機械整合性。探頭的所有晶片都能持續(xù)出色地發(fā)揮效用，而且沒有發(fā)現(xiàn)晶片有任何損壞。

這款探頭的聲學屬性也得到了測試。正如任何標準的相控陣探頭一樣，柔性探頭使用相同的參數(shù)也會生成聲束。柔性探頭生成不帶柵瓣的±30度偏轉(zhuǎn)的縱波聲束。

超聲脈沖的相對帶寬大約為65%，中心頻率為5.0 MHz。對于腐蝕成像或厚度成像來說，考慮到探頭的柔性優(yōu)勢，這點差強人意之處可以接受。

當探頭與金屬部件直接接觸時，盲區(qū)一般為5毫米。在使用了諸如Aqualene的延遲塊時，盲區(qū)可被減少到2到3毫米。

結(jié)果

在對與OmniScan MX2儀器相連的柔性相控陣探頭完成的測試中，使用了兩個帶有內(nèi)部腐蝕缺陷的彎頭管。測試中使用4晶片孔徑激發(fā)的聚焦法則，在探頭的長度方向上完成一次0°縱波線性掃查。掃查的分辨率為1 mm × 1 mm。

探頭被安裝在一個由Aqualene材料制成的柔性延遲塊上，這樣可以使探頭更好地接觸樣件，并降低盲區(qū)的長度。探頭的背面施用了一層聚合物凝膠，這樣可以將操作人員對探頭施加的壓力平均分配在探頭上（圖2）。這個組裝件連接了一個編碼器。

1號彎頭

1號彎頭的外徑為170毫米，壁厚為17毫米，而且?guī)в袃?nèi)部腐蝕缺陷（圖3）。探頭沿管道軸進行掃查，如圖3所示。

掃查管道表面的分辨率為1 mm × 1 mm。我們可在B掃描和C掃描圖像中清楚地觀察到管道內(nèi)部微小的點蝕缺陷（圖3）。軟件顯示了點蝕的位置，而且可以快速測量點蝕的深度和大小。

2號彎頭

2號彎頭的外徑為220毫米，壁厚為7毫米（圖4）。這個部件因流體沖刷腐蝕（FAC）因素而出現(xiàn)了退化狀況。

C掃描清晰地顯示出流體沖刷腐蝕（FAC）部位正在逐漸發(fā)展成一片銹蝕的區(qū)域（圖4）。圖中紅色區(qū)域為管道壁厚變薄的部位，而藍色區(qū)域為壁厚正常的部位（圖4）。我們可以非常容易地測量銹蝕區(qū)域的大小以及最薄的剩余壁厚。

檢測結(jié)果表明柔性相控陣探頭具有足夠的柔軟性，可以貼附在彎頭管道的表面上，而且可以為形狀復雜樣件的厚度生成精確的圖像。

重要注釋

雖然在檢測形狀復雜的樣件時，這款柔性超聲相控陣探頭非常有用，但是絕不應該將它視為一種高強度作業(yè)工具。一定要注意對探頭施加穩(wěn)定的壓力，以持續(xù)獲得優(yōu)質(zhì)信號。而且，在掃查過程中，必須要保護探頭的表面。如果在粗糙的表面上直接摩擦探頭面，探頭表面就會受到損壞。在探頭直接接觸金屬工件時，探頭的表面應該使用鐵氟龍（Teflon）膠帶保護起來。建議使用一個柔性延遲塊。目前，用于柔性相控陣探頭的托護組裝件還沒有進入到商業(yè)市場。

盡管柔性相控陣探頭存在著這些局限性，如果在使用時適當注意，這款探頭還是會發(fā)揮出極大的作用。

結(jié)語

柔性相控陣探頭具有檢測形狀復雜樣件的能力，如：彎頭。它可以掃查具有變化性幾何形狀的復雜部件，并可以使用高分辨率完成工件厚度的成像操作。

柔性探頭與標準的相控陣探頭一樣，可以進行扇形和線性掃查。

注釋：在設計柔性相控陣探頭時，考慮到了特定應用中的不同因素。探頭目前的設計，還不能適用于所有檢測應用。要了解更多信息，請聯(lián)系我們。

奧林巴斯提供多種具有各種直徑,頻率和連接器樣式的標準渦流探頭。為了滿足不同應用的需求,還提供定制的渦流探頭系統(tǒng)。奧林巴斯渦流探頭不僅輕結(jié)構(gòu)還十分堅固,可以滿

足各種檢測要求,也是探傷儀產(chǎn)品中檢測搭檔。