1、超聲檢查中工裝替代試驗的研究上海航空股份有限公司 李光浩摘要：在一般民航無損檢測手冊中廠商在無損檢測工藝中推薦采用某一工裝如探頭后，也容許檢測人員選用相同參數可能不同廠商生產的探頭。本文通過CRJ三號液壓系統蓄壓器端蓋要求進行超聲檢測的實際例子探討了采用不同參數的探頭進行替代的可行性。關鍵詞： 替代 超聲 探頭一 事件起因按照SB要求，我公司引進的CRJ飛機的一號、二號、三號液壓系統蓄壓器端蓋要求進行超聲檢測。其中一號、二號液壓系統蓄壓器的檢查采用5Mhz，70度折射角探頭。而三號液壓系統蓄壓器端蓋采用5Mhz，45度折射角進行超聲檢測。問題出在三號蓄壓器上，目前我公司尚未購入45度探頭。因此

2、，探討采用60度角探頭替代45度角探頭進行檢測的可行性。二，相關SB介紹相關三號液壓系統蓄壓器端蓋位置圖如下： 參考試塊如圖，在參考試塊上存在三個EDM刻槽。具體不做進一步描述。探頭檢查的位置如下圖，缺陷回波調在50%滿屏寬80%滿屏高處。缺陷主要出現位置如下圖該SB的驗收標準是檢查過程中回波在50%滿屏寬左右處超過60%滿屏高即認為是裂紋。三 探頭比較借得一只45度探頭，可以對兩探頭性能進行測試。該檢查位置處壁比較厚，在SB中探頭采用鋁中45度折射角5Mhz頻率。我們現在已經有的是鋁中60度折射角5Mhz頻率探頭，通過試驗 計算看看它們之間的波束的差異，由于現有荷蘭試塊是鋼試塊，首先需進行角

3、度轉換。得到45度角探頭在鍥塊中的入射角為：a1=arcsin2700*1.414/3100*2=38度然后再得到在鋼中的折射角為 a2 =arcsin3200*2700*1.414/2700*3100*2=47度同理計算60度角探頭在鍥塊中的入射角為： a3=arcsin2700*1.73/2*3100=49度然后再得到在鋼中的折射角為 a4=arcsin3200*2700*1.73/2700*3100*2=63.4度由于，我們目前使用的是鋼的荷蘭試塊，所以在驗證探頭的折射角時先用量角器借助試塊上已經表明的角度找出孔的圓心。然后再在試塊上標出63.4度和47度的位置。 首先在R100處測得兩

4、探頭入射點位置，并且測得兩探頭前沿分別是45度探頭前沿為2.8毫米，60度探頭前沿為8.3毫米。然后驗證探頭實際的折射角，得知兩探頭折射角基本與標稱值相符。通過對參考試塊的幾何尺寸測量，如下圖所示：然后求出探頭入射點離缺陷的水平位置X：45度折射角探頭為5.18*tan45=5.18毫米60度折射角探頭為5.18*tan60=8.97毫米則兩探頭入射點離斜面端點距離：45度折射角探頭為5.18+5.55=10.7毫米60度折射角探頭為8.97+5.55=14.5毫米去除探頭前沿，則探頭前部到斜面端點距離：45度折射角探頭為10.7-2.8=8毫米檢測到EDM缺陷波形如圖60度折射角探頭為14.

5、5-8.3=6毫米檢測到EDM缺陷波形如下圖從以上兩幅圖像圖上看出，采用45度折射角的探頭，由于探頭前沿比較短，探頭前部到斜面端點距離反而比較長，由于聲程短，靈敏度高，同樣參數下，波峰高，另外在水平寬90%-100%處出現零件外肩的回波信號；采用60度折射角的探頭，由于探頭前沿比較長，探頭前部到斜面端點距離反而比較短，由于聲程長，靈敏度低，同樣參數下，波峰低，在水平寬90%-100%處已看不見零件外肩的回波信號。實際檢查，兩者靈敏度相差4.5dB。我們從教科書超聲端角反射率知識中我們可以知道，橫波入射在30度和60度附近存在兩個反射率低谷。而中間一段角度范圍（約35度至55度）的反射率非常強，所以一般實際工作中盡量選用35度至55度折射角的探頭，但在本例中偏偏選用盡量不采用的60度折射角探頭，并且反射回的信號和45度折射角探頭反射回的信號差異不大（只有4.5dB）。原因就在于我們放置探頭的是一個有著6.6度角度的斜面，因此，雖然采用60度折射角探頭，但實際在端角的入射角為：60-6.6=53.4度正好落在反射率最大區域。至此，可以編制采用60度折射角的超聲檢測替代工藝當然，像本例中采用不同折射角探頭進行替換，已經不完全是等同替代，所以所在單位需有采用替代工裝的相關管理程序，然后才可能通過一些理論計算和實際試驗確