1. dgs的概念
dgs曲線是描述規(guī)則反射體的距離、回波高及當(dāng)量大小之間關(guān)系的曲線;以橫坐標(biāo)表示實(shí)際聲程,縱坐標(biāo)表示規(guī)則反射體相對(duì)波高,用來(lái)描述距離、波幅、當(dāng)量大小之間的關(guān)系曲線,稱為dgs曲線。
常規(guī)超聲的dgs檢測(cè),以檢測(cè)鑄鍛件為主,當(dāng)然也可以使用dgs進(jìn)行焊縫的探傷。
2. dgs與dac的主要區(qū)別是:
(1) dac需要每個(gè)客戶根據(jù)自己的情況、要求和試塊,逐點(diǎn)自行繪制曲線。而dgs不需要客戶逐點(diǎn)地自己繪制曲線,儀器通過(guò)計(jì)算碳鋼中的聲束衰減分布得出的曲線,并內(nèi)置在儀器中,用戶只需要調(diào)用dgs曲線即可得到與dac曲線類似的評(píng)定曲線。
(2) 每一個(gè)dac曲線對(duì)應(yīng)的只是一個(gè)當(dāng)量尺寸的曲線,這樣對(duì)于不同當(dāng)量的檢測(cè)要求,就需要制作大量對(duì)應(yīng)當(dāng)量的平底孔或者橫通孔試塊進(jìn)行曲線繪制。而dgs針對(duì)的當(dāng)量從0.5mm左右開(kāi)始,一直到平面都有對(duì)應(yīng)的曲線,因而經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后,可以直接給出相應(yīng)的缺陷當(dāng)量值。
(3) dgs曲線基于理想碳鋼材料中的聲束衰減進(jìn)行的理論技術(shù)得出的,操作人員需要在檢測(cè)過(guò)程中,根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整衰減系數(shù),以得到更加接近真實(shí)的衰減。而且需要注意的是dgs計(jì)算出的曲線未考慮材料衰減的影響。
(4) dgs設(shè)置只需要一個(gè)校準(zhǔn)試塊即可,無(wú)需大量的校準(zhǔn)試塊。
3. 相控陣dgs與常規(guī)dgs的區(qū)別:
(1) 常規(guī)dgs只有一個(gè)角度和一組聲束,而相控陣dgs有多個(gè)角度或者多組聲束,每個(gè)角度或聲束都有dgs曲線,因而相控陣dgs的缺陷計(jì)算量更大。
(2) 常規(guī)dgs一般0度探頭使用平底孔校準(zhǔn),角度探頭用橫通孔校準(zhǔn)。而相控陣扇形掃查由于是多角度掃查,一般以使用橫通孔為主進(jìn)行校準(zhǔn)。
(3) 常規(guī)dgs只能看波形判斷缺陷,而相控陣dgs可以看到直觀的扇形掃查圖象,并判斷缺陷的位置。
4. 相控陣dgs檢測(cè)中的幾點(diǎn)限制:
(1) 250%模式需要關(guān)閉
(2) 聚焦深度:非聚焦
(3) *檢測(cè)碳鋼材料,其他材料使用該曲線可能不精確。
(4) 只能使用線陣列探頭和常規(guī)超聲探頭,無(wú)法使用dma和dla。
(5) 無(wú)法兼容:
? “靜態(tài)a掃描”模式
? 導(dǎo)入*.law文件
? rf射頻模式
? 回波同步
5. 設(shè)置參數(shù)說(shuō)明
elevation(高度):指晶片自身高度,通常為10mm
reflector type(反射體類型):可選平底孔,橫通孔,底面,k1/iiw圓弧試塊或k2/dsc圓弧試塊
*的反射體類型如下:
reflector diameter(反射體直徑):當(dāng)選擇了反射體類型為平底孔或者橫通孔時(shí),需要輸入?yún)⒖挤瓷潴w的直徑。
delta vt:傳輸校正,用于補(bǔ)償校準(zhǔn)試塊與真實(shí)檢測(cè)工件之間衰減差,即由于表面狀態(tài)造成的差別。
delta vk:由于dgs曲線計(jì)算是以平底孔為當(dāng)量進(jìn)行繪制的,所以如果使用半圓弧試塊時(shí),需要對(duì)兩者之間的差異進(jìn)行修正。常規(guī)超聲的vk值一般會(huì)在探頭附帶的dgs圖表中獲得,而相控陣dgs則需要手動(dòng)輸入幾個(gè)角度的delta vk值,之后儀器會(huì)自動(dòng)計(jì)算并補(bǔ)充其他角度的delta vk值。
registration level(記錄水平):代表參考曲線的位置,即需要評(píng)定的當(dāng)量反射體尺寸。
warning curves and warning level(警告曲線和警告水平):可以在主dgs曲線上增加額外的三條曲線。這些曲線可以在+24.0db到-24.0db之間增加,也可以設(shè)置為0.0db即關(guān)閉這些曲線。
ers:閘門內(nèi)信號(hào)的當(dāng)量反射體尺寸。
specimen att. (工件衰減):該參數(shù)反映在真實(shí)工件中的材料衰減值,以db/m為單位。
cal. block att. (試塊衰減):該參數(shù)反映在校準(zhǔn)試塊中的材料衰減值,以db/m為單位。
s-scan correction(扇掃校正):當(dāng)開(kāi)啟該功能,則在相控陣扇形掃查圖上,相同尺寸的缺陷信號(hào)會(huì)用同樣的顏色表示,而不考慮缺陷信號(hào)的深度。也就類似于tcg校準(zhǔn)以后的效果。
6. 檢測(cè)校準(zhǔn)及驗(yàn)證
6.1 開(kāi)始dgs校準(zhǔn)向?qū)А?br>注意:dgs校準(zhǔn)之前無(wú)需做聲速、楔塊延遲和靈敏度校準(zhǔn)。如果做了這些校準(zhǔn)以后再做dgs校準(zhǔn),則聲速和楔塊延遲校準(zhǔn)將被保留,靈敏度校準(zhǔn)將會(huì)要求重新制作。
設(shè)置晶片高度,一般線陣探頭的晶片高度為10mm
選擇參考反射體類型
輸入記錄水平,delta vt等值
設(shè)置材料衰減系數(shù)及delta vk值,可以設(shè)置幾個(gè)角度的delta vk值,其他角度的值將在這些角度之間自動(dòng)補(bǔ)償。
進(jìn)行各個(gè)角度的聲束采集及自動(dòng)校準(zhǔn)。
點(diǎn)擊計(jì)算dgs,儀器自動(dòng)繪制曲線
確認(rèn)接受該曲線,dgs曲線繪制完成。
以使用5l16-a10探頭,進(jìn)行38.1mm深的1.2mm直徑橫通孔校準(zhǔn)為例,由于dgs得到的當(dāng)量都是以平底孔為準(zhǔn),因而要將1.27mm的橫通孔換算成平底孔,換算公式如下:
其中:
dfbh為平底孔尺寸
dsdh為橫通孔尺寸
z為聲程
λ為波長(zhǎng)
按照上面的公式,示例中λ=5890(m/s)/5000000(hz)=0.001178m
dsdh = 0.00127m,z=0.0381m,帶入公式,得到
dfbh = 0.0019m = 1.9mm
即1.27mm的橫通孔相當(dāng)于1.9mm的平底孔。
由下圖可見(jiàn),在1.27mm當(dāng)量的橫通孔上進(jìn)行校準(zhǔn)以后,得到該橫通孔的ers值為1.9mm,與上面的理論計(jì)算值相等。
通過(guò)該曲線來(lái)測(cè)量其他深度的相同尺寸的橫通孔,結(jié)果可見(jiàn),ers值基本都在1.9mm附近。
由下圖可見(jiàn),即使是斜角度的聲束,其ers值也基本在1.9mm左右。
6.2 dgs功能用于鋁合金材料的檢測(cè)
如果將該dgs曲線用在alumium鋁合金材料上,由于dgs曲線是基于理想的碳鋼材料制作的,所以在檢測(cè)結(jié)果上會(huì)有一些偏差,但經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)偏差不是很大。
同樣是1.27mm直徑,38.1mm深的橫通孔,按照上面的計(jì)算公式,計(jì)算出來(lái)的等量平底孔尺寸為1.98mm直徑。得到該位置的ers值為2.1mm,接近計(jì)算結(jié)果1.98mm。
再驗(yàn)證其他深度等當(dāng)量的橫通孔ers值如下所示,基本都在1.98mm附近。
6.3 用橫通孔試塊(sdh)進(jìn)行校準(zhǔn)以后,再去驗(yàn)證平底孔(fbh)的檢測(cè)結(jié)果
使用1.27mm的橫通孔試塊進(jìn)行以上校準(zhǔn),之后在2mm平底孔試塊上進(jìn)行驗(yàn)證。
在dgs曲線起始位置17.3mm深度,得到2mm平底孔的檢測(cè)結(jié)果為1.9mm。
在22.2mm深度的平底孔檢測(cè)結(jié)果為1.9mm。
在31.9mm深度的平底孔檢測(cè)結(jié)果為2.0mm。
在36.8mm深度的平底孔檢測(cè)結(jié)果為2.1mm。
在41.7mm深度的平底孔檢測(cè)結(jié)果為2.0mm。
在46.7mm深度的平底孔檢測(cè)結(jié)果為2.0mm。
7. 結(jié)論
使用超聲相控陣dgs方法可以在只有一個(gè)校準(zhǔn)孔的前提下對(duì)曲線進(jìn)行校準(zhǔn),并可得到近似準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果,ers缺陷當(dāng)量基本符合實(shí)際情況。