Q235钢板超声相控阵检测不确定度研究

发布时间：2019-08-13 16:42

【摘要】：超声波作为一种检测手段,其研究起源于第一次世界大战期间对水下目标的侦察。经过近百年的长足发展,超声检测与日新月异的现代科学技术紧密结合,不断滋生出新的内涵,拓展出广阔的外延。在工业无损检测领域,近年来的一个研究热点就是超声相控阵检测技术。超声相控阵在国外主要集中在航空航天、建筑工业、制造业等诸多领域,在我国尚处于起步阶段。2016年10月1日发布实施了GB/T32563-2016《超声检测·相控阵超声检测方法》国内标准。测量不确定度表示测量结果的可信任度,它是与测量结果密切相关的参数,适用于给出测量量值的各个领域,同样适用于无损检测技术中给出量值的那些方法。目前,多数无损检测机构并未对检测数据的可靠性进行分析、计算其不确定度。因此,检测结果的报告仍然不够科学。超声相控阵检测在国外医学、军事、工业领域都已发展成熟,国内无损检测领域不确定度评定主要集中在常规超声检测,基于相控阵检测研究甚少;在理论研究方面,详述了超声相控阵检测原理,扫描方式,常见裂纹、气孔类缺陷定量方法。主要创新点:在国内首次提出基于超声相控阵检测的不确定度评定研究;在常规基于AATT法测裂纹深度基础上,结合尖端差值法测裂纹深度,并做对比,进一步深化对相控阵定量的研究。工件设计方面,依据NB/T47013-2015及其他相关检验检测标准选择课题实验工件的材质、板厚,综合考虑常见缺陷的尺寸、类型;实验研究阶段,通过相控阵扇形扫查不同类型人工预置模拟裂纹、气孔类缺陷,测量模型分析,并进行测量结果分析与整合。缺陷定量不确定度分析阶段,建立数学模型,分析不确定度来源,各影响因素标准不确定度分量评定,并分别进行裂纹深度、长度,气孔深度、直径,扩展不确定度评定,得出扩展不确定度值,结果表明,超声相控阵检测裂纹深度不确定度值偏大,由于人工预置缺陷的局限性,裂纹属开口型,及其裂纹自身长度因素等,使二次波入射到缺陷处端角影响较大,测量结果偏差较大。依据JJF1338-2012《相控阵超声探伤仪校准规范》人工缺陷成像的横向及纵向几何尺寸测量误差一般不超过±5%,本课题测量裂纹长度及气孔类缺陷,缺陷误差较小,精确度较高。课题基于Q235钢板超声相控阵检测不确定度研究,既填充了在国内超声相控阵检测在测量不确定度方向的研究空缺,又有力证明了无损检测领域测量结果的可信任度,对以后超声相控阵检测在常规工业检测中测量结果的精确度提供有力依据。
【图文】：

扩展不确定度,评定流程,包含因子,被测量值

扩展不确定度评定流程图

横截面,近场距离,声场,远场

图 2-2 探头横截面[52]阵探头声场分为两个区域，同常规 A 型超声波探头声场一样：近场和远场接近探头区域的近场声压交替出现极大值、极小值。近场距离为 N，即超一次出现最大声压的位置到探头表面的距离[52]。远场是近场距离以外的区径逐渐扩大，声能逐渐衰减，，声压会随着降低为零。近场距离是晶片尺寸、被测材料的声速共同作用的表示函数。
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG142.15

【参考文献】