高效检测主缆及吊索锚杯的超声相控阵检测方法与流程

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种高效检测主缆及吊索锚杯的超声相控阵检测方法。

背景技术：

主缆及吊索锚杯一般为铸钢件，锚杯在制造过程中需要进行多次无损探伤，且对无损检测时机有严格的要求，即在坯料粗加工后进行超声波探伤，以确认坯料内部无超标缺陷，在锚杯精加工后进行磁粉探伤或着色探伤，以确认产品中无表面或近表面缺陷。无损探伤的时机需严格遵守锚杯的生产流程，当锚杯完成精加工后，很多部位由于缺乏检测面而无法进行超声波探伤，因此要求在粗加工后精加工前进行超声波探伤；当锚杯完成表面处理之后，很多表面缺陷或近表面缺陷也无法进行磁粉探伤或着色探伤，因此要求在精加工后表面处理前进行磁粉或着色探伤。

主缆及吊索锚杯为厚壁曲面构件，主要缺陷形式包括铸件内部超标缺陷(不超标缺陷)、锚杯内壁的表面缺陷，尤其是锚固锥面与螺纹过渡区的表面缺陷。主缆及吊索锚杯制造完成后很难进行内部缺陷及内表面裂纹的检测，而超声相控阵检测方法由于探头中具有多个阵元，由于声束的程序控制可实现声束偏转、动态聚焦等特点，可以在较小的检测面实施对成品锚具的无损检测。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种高效检测主缆及吊索锚杯的超声相控阵检测方法，高效进行主缆及吊索成品锚杯的内部缺陷和内表面裂纹的检测。

本发明的目的是这样实现的：

一种高效检测主缆及吊索锚杯的超声相控阵检测方法，它包括主缆及吊索锚杯内部缺陷的超声相控阵检测、主缆及吊索锚杯内表面轴向裂纹的超声相控阵检测和主缆及吊索锚杯内表面周向裂纹的超声相控阵检测；

所述主缆及吊索锚杯内部缺陷的超声相控阵检测包括以下步骤：

一、超声相控阵检测设备参数的设置；

二、超声相控阵检测设备线性水平及零点的调试；

三、成品锚杯内部缺陷的灵敏度调节，内部缺陷实物对比试块内设有若干个长横孔，利用内部缺陷实物对比试块内长横孔进行超声相控阵设备的灵敏度调试；

四、实施检测，进行成品锚杯内部缺陷的超声相控阵检测；

所述主缆及吊索锚杯内表面轴向裂纹的超声相控阵检测包括以下步骤：

一、超声相控阵检测设备参数的设置；

二、超声相控阵检测设备线性水平及零点的调试；

三、成品锚杯内表面轴向裂纹的灵敏度调节，在内表面轴向裂纹实物对比试块上采用轴向裂纹超声相控阵设备进行灵敏度调试；

四、成品锚杯内表面轴向裂纹的检测，采用轴向检测弧面斜楔块进行成品锚杯内表面轴向裂纹的超声相控阵检测，将轴向检测弧面斜楔块沿待检工件方向周向放置；

所述主缆及吊索锚杯内表面周向裂纹的超声相控阵检测包括以下步骤：

一、超声相控阵检测设备参数的设置；

二、超声相控阵检测设备线性水平及零点的调试；

三、成品锚杯内表面周向裂纹的灵敏度调节，在内表面周向裂纹实物对比试块上采用周向裂纹超声相控阵设备进行灵敏度调试；

四、成品锚杯内表面周向裂纹的检测，采用周向检测弧面斜楔块进行成品锚杯内表面周向裂纹的超声相控阵检测，将周向检测弧面斜楔块沿待检工件方向轴向放置。

一种高效检测主缆及吊索锚杯的超声相控阵检测方法，所述超声相控阵检测设备参数的设置主要包括超声相控阵检测设备的探头尺寸、探头频率、超声声速设置、角度范围设置，探头频率范围为2.5mhz~10mhz、超声声束为3230m/s、角度范围为35~80°。

一种高效检测主缆及吊索锚杯的超声相控阵检测方法，所述超声相控阵检测设备线性水平及零点的调试在csk-ia试块上进行，达到垂直线性高度偏差在±3%以内、水平线性误差在±0.5mm以内、增益线性幅值偏差在±3%以内的要求后，在csk-ia试块上调试超声相控阵检测设备的零点。

一种高效检测主缆及吊索锚杯的超声相控阵检测方法，所述长横孔直径相同且等距设置。

一种高效检测主缆及吊索锚杯的超声相控阵检测方法，所述轴向裂纹实物对比试块的内扇环上轴向设有若干个等距设置的轴向裂纹，所述轴向裂纹的直径依次递增，其中一条轴向裂纹设置在轴向裂纹实物对比试块的内扇环最顶端处。

一种高效检测主缆及吊索锚杯的超声相控阵检测方法，所述轴向检测弧面斜楔块与待检工件的接触面为弧面，所述轴向检测弧面斜楔块的弧面沿待检工件周向内凹，所述轴向检测弧面斜楔块的弧面曲率与待检工件的接触面的弧面曲率相同。

一种高效检测主缆及吊索锚杯的超声相控阵检测方法，所述周向裂纹实物对比试块的内扇环上周向设有若干个等距设置的周向裂纹，所述周向裂纹的直径依次递增，其中一条周向裂纹设置在周向裂纹实物对比试块的内扇环轴向长度中心处。

一种高效检测主缆及吊索锚杯的超声相控阵检测方法，所述周向检测弧面斜楔块与待检工件的接触面为弧面，所述周向检测弧面斜楔块的弧面沿待检工件轴向内凹，所述周向检测弧面斜楔块的弧面曲率与待检工件的接触面的弧面曲率相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用长横孔实物对比试块进行内部缺陷灵敏度调节，进行主缆及吊索成品锚杯的内部缺陷检测，采用内表面裂纹实物对比试块进行裂纹灵敏度调节，进行主缆及吊索成品锚杯的内表面裂纹检测。本发明解决了主缆及吊索锚杯对检测时机要求严格的难题，可对主缆及吊索成品锚杯进行主要质量缺陷的检测，可有效地提升主缆及吊索锚杯的制造质量。

附图说明

图1为本发明的主缆及吊索锚杯内部缺陷及内表面轴向裂纹的检测示意图。

图2为本发明的主缆及吊索锚杯内部缺陷及内表面周向裂纹的检测示意图。

图3为csk-ia试块。

图4为成品锚杯内部缺陷实物对比试块。

图5为成品锚杯轴向裂纹实物对比试块。

图6为成品锚杯周向裂纹实物对比试块。

其中：

待检工件1、轴向检测弧面斜楔块2、周向检测弧面斜楔块3、长横孔4、轴向裂纹5、周向裂纹6。

具体实施方式

实施例1：

参见图1-6，本发明涉及的一种高效检测主缆及吊索锚杯的超声相控阵检测方法，它包括主缆及吊索锚杯内部缺陷的超声相控阵检测、主缆及吊索锚杯内表面轴向裂纹的超声相控阵检测和主缆及吊索锚杯内表面周向裂纹的超声相控阵检测。

所述主缆及吊索锚杯内部缺陷的超声相控阵检测包括以下步骤：

(1)超声相控阵检测设备参数的设置，主要包括超声相控阵检测设备的探头尺寸、探头频率、超声声速设置、角度范围设置，建议的探头频率范围为2.5mhz~10mhz、超声声束为3230m/s、角度范围为35~80°；

(2)超声相控阵检测设备线性水平及零点的调试，在csk-ia试块上调试超声相控阵检测设备的线性水平，达到垂直线性高度偏差在±3%以内、水平线性误差在±0.5mm以内、增益线性幅值偏差在±3%以内的要求后，在csk-ia试块上调试超声相控阵检测设备的零点；

(3)成品锚杯内部缺陷的灵敏度调节，内部缺陷实物对比试块内设有三个长横孔4，所述长横孔4直径和长度相同且等距设置，利用内部缺陷实物对比试块内长横孔4进行超声相控阵设备的灵敏度调试；

(4)实施检测，进行成品锚杯内部缺陷的超声相控阵检测。

所述主缆及吊索锚杯内表面轴向裂纹的超声相控阵检测包括以下步骤：

(1)超声相控阵检测设备参数的设置，主要包括超声相控阵检测设备的探头尺寸、探头频率、超声声速设置、角度范围设置。建议的探头频率范围为2.5mhz~10mhz、超声声束为3230m/s、角度范围为35~80°；

(2)超声相控阵检测设备线性水平及零点的调试，在csk-ia试块上调试超声相控阵检测设备的线性水平，达到垂直线性高度偏差在±3%以内、水平线性误差在±0.5mm以内、增益线性幅值偏差在±3%以内的要求后，在csk-ia试块上调试超声相控阵检测设备的零点；

(3)成品锚杯内表面轴向裂纹的灵敏度调节，轴向裂纹实物对比试块的内扇环上轴向设有三个等距设置的轴向裂纹5，所述轴向裂纹5的直径依次递增，所述中间一条轴向裂纹5设置在轴向裂纹实物对比试块的内扇环最顶端处，在内表面轴向裂纹实物对比试块上采用轴向裂纹超声相控阵设备进行灵敏度调试。

(4)成品锚杯内表面轴向裂纹的检测，采用轴向检测弧面斜楔块2进行成品锚杯内表面轴向裂纹的超声相控阵检测，将轴向检测弧面斜楔块2沿待检工件1方向周向放置；所述轴向检测弧面斜楔块2与待检工件1的接触面为弧面，所述轴向检测弧面斜楔块2的弧面沿待检工件1周向内凹，所述轴向检测弧面斜楔块2的弧面曲率与待检工件1的接触面的弧面曲率相同，所述轴向检测弧面斜楔块2对待检工件1内部缺陷和轴向裂纹较敏感。

所述主缆及吊索锚杯内表面周向裂纹的超声相控阵检测包括以下步骤：

(1)超声相控阵检测设备参数的设置，主要包括超声相控阵检测设备的探头尺寸、探头频率、超声声速设置、角度范围设置，建议的探头频率范围为2.5mhz~10mhz、超声声束为3230m/s、角度范围为35~80°；

(2)超声相控阵检测设备线性水平及零点的调试，在csk-ia试块上调试超声相控阵检测设备的线性水平，达到垂直线性高度偏差在±3%以内、水平线性误差在±0.5mm以内、增益线性幅值偏差在±3%以内的要求后，在csk-ia试块上调试超声相控阵检测设备的零点；

(3)成品锚杯内表面周向裂纹的灵敏度调节，周向裂纹实物对比试块的内扇环上周向设有三个等距设置的周向裂纹6，所述周向裂纹6的直径依次递增，所述中间一条周向裂纹6设置在周向裂纹实物对比试块的内扇环轴向长度中心处，在内表面周向裂纹实物对比试块上采用周向裂纹超声相控阵设备进行灵敏度调试；

(4)成品锚杯内表面周向裂纹的检测，采用周向检测弧面斜楔块3进行成品锚杯内表面周向裂纹的超声相控阵检测，将周向检测弧面斜楔块3沿待检工件1方向轴向放置；所述周向检测弧面斜楔块3与待检工件1的接触面为弧面，所述周向检测弧面斜楔块3的弧面沿待检工件1轴向内凹，所述周向检测弧面斜楔块3的弧面曲率与待检工件1的接触面的弧面曲率相同，所述周向检测弧面斜楔块3对待检工件1内部缺陷和周向裂纹较敏感。

成品锚杯内部缺陷实物对比试块、轴向裂纹实物对比试块、周向裂纹实物对比试块均按锚杯的相同工艺(包括铸造、热处理、机加工、表面处理等方面)制造后进行相应缺陷形式的制作。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。