新解读《GB_T 40324 - 2021无损检测 大直径圆棒聚焦超声检测方法》必威体育精装版解读.pptxVIP

《GB/T40324-2021无损检测大直径圆棒聚焦超声检

测方法》必威体育精装版解读

一、标准核心要点速览

（一）适用范围精析

1.圆棒规格界定：该标准明确适用于直径不小于

100mm的大直径圆棒。在实际工业生产中，诸如航空

航天领域使用的大型钛合金圆棒，其直径往往远超

100mm，这类关键部件对质量要求极高，此标准为其检测提供了规范依据。而小于该直径的圆棒，其内部结构

及声波传播特性与大直径圆棒有所差异，不适用此标准。

2.成型工艺涵盖：采用锻造、挤压和轧制等成型工艺制备的特种金属圆棒被纳入检测范围。以锻造工艺为例，锻造过程中可能因工艺不当产生内部缺陷，聚焦超声检;

测方法可有效检测此类缺陷。不同成型工艺会使圆棒内

部组织和应力状态不同，标准针对这些特性制定了相应检测方法。

3.特种金属圆棒解析：特种金属圆棒，主要是指对材料质量要求较高，需采用较高检测灵敏度和信噪比来检测小缺陷的金属圆棒，多用于制造航空航天等领域的关键零部件。例如航空发动机的某些轴类部件，一旦出现微小缺陷，在高速运转时可能引发严重安全事故，因此对检测精度要求极高，本标准能很好地满足这一需求。

（二）关键检测规定总览

1.水浸分区聚焦方式：采用水浸分区聚焦检测，通过多个单晶片聚焦探头或超声相控阵探头实现。这种方式能有效提高检测灵敏度和信噪比。如在检测大型高温合;

金圆棒时，利用多个不同焦距的单晶片聚焦探头，使各

探头焦点位于圆棒的不同深度位置，覆盖圆棒半径深度区域，从而精准检测不同深度的缺陷。

2.检测程序规范：从检测准备、设备调试、检测过程到结果评定，都有严格程序要求。检测前需对设备进行全面检查和校准，确保其性能符合标准。在检测过程中，要按照规定的参数设置和操作流程进行，保证检测数据的准确性和可靠性。

3.验收标准明确：根据检测结果，依据既定验收标准判断圆棒是否合格。对于缺陷的尺寸、数量、位置等都有明确限制。例如，规定了不同类型缺陷的允许最大尺寸，一旦缺陷超过标准，圆棒将判定为不合格。

二、检测原理深度剖析;

（一）超声纵波直入射原理

1.纵波传播特性：超声波在介质中主要以纵波形式传播，其传播方向与质点振动方向一致。在大直径圆棒中，纵波能快速传播并携带圆棒内部结构信息。如在钢质圆棒中，纵波传播速度相对稳定，通过测量纵波传播时间和幅度等参数，可推断圆棒内部是否存在缺陷。

2.直入射优势：采用纵波直入射方式，能简化信号分析过程。当纵波垂直入射到圆棒内部缺陷界面时，会发生明显反射，反射波信号易于接收和分析。相比斜入射，直入射减少了声波在传播过程中的复杂折射和散射，提高了缺陷检测的准确性。

3.实际应用案例：在某大型船舶制造企业对船用大直径传动轴的检测中，利用超声纵波直入射检测，成功发;

现内部隐藏的微小裂纹，避免了因传动轴缺陷导致的船

舶航行安全隐患。

（二）分区聚焦实现机制

1.单晶片聚焦探头分区：使用配置一组不同焦距的单晶片聚焦探头的水浸超声C扫描检测系统，各探头焦点位于圆棒不同深度位置，覆盖圆棒半径深度区域。比如在检测直径200mm的铝合金圆棒时，通过合理配置5个不同焦距的单晶片聚焦探头，可实现对圆棒从表面到中心不同深度区域的精准检测。

2.超声相控阵探头分区：利用超声相控阵检测系统，

通过聚焦法则控制，保证圆棒半径深度区域内聚焦检测。相控阵探头可通过电子扫描方式灵活调整声束方向和聚焦位置。在检测复杂结构的大直径圆棒时，相控阵探头;

能根据圆棒形状和检测要求，优化聚焦法则，提高检测

效率和精度。

3.聚焦效果对比分析：单晶片聚焦探头在检测特定深度缺陷时具有较高分辨率，而超声相控阵探头则在检测范围和灵活性上更具优势。在实际应用中，可根据圆棒的具体情况和检测需求选择合适的聚焦方式。例如对于检测精度要求极高的航空零部件用圆棒，可优先考虑单晶片聚焦探头；对于检测范围大、形状复杂的圆棒，超声相控阵探头更为适用。

三、检测设备关键要求详解

（一）超声检测仪性能指标

1.频率范围要求：超声检测仪应能激发、接收和显示检测所需频率和能量的高频电脉冲，至少可在2.5MHz-;

10MHz频率范围下工作。不同频率的超声波在大直径圆

棒中的传播特性和检测能力不同。较低频率的超声波穿透能力强，适用于检测较深部位的缺陷；较高频率的超声波分辨率高，可检测微小缺陷。在检测大厚度的高温合金圆棒时，可选用较低频率的超声波以保证穿透深度；而对于表面及近表面缺陷检测，可选用较高频率的超声波。

2.通道数需求：仪器的通道数应能满足多个单晶片探头同时检测和