一种降低棒材检测噪声的方法与流程

本发明属于金属棒材探伤技术领域，具体涉及一种降低棒材检测噪声的方法。

背景技术：

某型发动机钛合金棒材采用超声波水浸法探伤时，常出现检测噪声过高，信噪比差的现象，干扰缺陷波的识别和评定，严重影响检测效率，甚至无法探伤。针对上述杂波高的问题，亟需一种检测方法来降低钛合金棒材检测时的噪声。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种降低棒材检测噪声的方法，该方法能够减小小声程处灵敏度，降低钛合金棒材检测时的噪声。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种降低棒材检测噪声的方法，在棒材高灵敏度检测时，采用tcg曲线法调节检测棒材的灵敏度；采用tcg曲线法调节检测棒材的灵敏度的过程为：对棒材对比试样中不同的检测深度设置最佳的增益值，最佳的增益值为使棒材对比试样中的每个人工伤反射信号均提高至仪器显示屏80％高度时的增益值，记录每个人工伤反射信号回波峰值，得到相应的tcg曲线；

根据得到的tcg曲线获取最佳增益值，并用获取的最佳增益值对各声程处的增益进行补偿。

采用具有tcg曲线功能的ls-500原材料超声波水浸探伤机对试样进行检测。

检测过程中，开启tcg功能，记录试样无缺陷部位静态下的a扫图像及动态下的c扫图像。

当试样规格为φ25mm以下时，采用的探头型号为t11001或t11002。

当试样规格为φ25mm-φ30mm时，采用的探头型号为t11011、t11012、t11013、t11014、t11015、t11016或t11017。

当试样规格为φ30mm-φ40mm时，采用的探头型号为t11018、t11019、t11020、t11021、t11022、t11023或t11024。

当试样规格为φ40mm-φ50mm时，采用的探头型号为t11003或t11004。

当试样规格为φ50mm-φ75mm时，采用的探头型号为t11005或t11006。

当试样规格为φ75mm-φ90mm时，采用的探头型号为t11007或t11008。

当试样规格为φ90mm-φ100mm时，采用的探头型号为t11009或t11010。

所述试样为钛合金棒材。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的降低棒材检测噪声的方法通过在钛合金棒材超声检测过程中，引入tcg曲线法，在棒材高灵敏度检测时，采用tcg曲线法调节检测棒材的灵敏度；采用tcg曲线法调节棒材的灵敏度时，通过调节探头入射角度和水平位置，对棒材对比试样中不同的检测深度设置最佳的增益值，以保证棒材对比试样中的每个人工伤反射信号均提高至仪器显示屏的80％高度，记录每个人工伤反射信号回波峰值，从而得到相应的tcg曲线，根据超声场的回波特性，在检测时，能够利用最佳的增益值对各声程处的增益进行补偿，这样实际检测灵敏度一般为最小检测深度的增益值，由于检测深度越小，需要的检测增益值越低，从而使得棒材全深度检测时，灵敏度在整个范围内处于较低的水平，而灵敏度越低，则实际检测中的噪声就越小，检测效果就越好，这样能够极大的降低检测噪声，从而提高检测质量。本发明在检测过程中加入tcg曲线，理论来说减小了小声程处检测灵敏度，能够降低噪声。

附图说明

图1为φ100mm的tc4棒材未采用tcg曲线法的a扫结果图；

图2为φ100mm的tc4棒材采用本发明的方法得到的a扫结果图；

图3为φ70mm的tc4棒材未采用tcg曲线法的a扫结果图；

图4为φ70mm的tc4棒材采用本发明的方法得到的a扫结果图；

图5为φ50mm的tc4棒材未采用tcg曲线法的a扫结果图；

图6为φ50mm的tc4棒材采用本发明的方法得到的a扫结果图；

图7为φ100mm的tc4棒材未采用tcg曲线法的c扫结果图；

图8为φ100mm的tc4棒材采用本发明的方法得到的c扫结果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本发明作进一步的说明。

本发明的降低棒材检测噪声的方法，以对钛合金棒材实施高灵敏度水浸探伤，为了研究方案的可行性，现选取不同材料不同直径的钛合金棒材，开展研究试验，具体方案如下：

(1)试验对象：选取目前高噪声的tc4和tc11棒材作为检测对象，本试验选取的钛合金棒材的材料与直径如表1所示。

表1

(2)按照棒材的规格，结合tcg曲线的实际信噪比，确定了最佳的检测探头及适用范围，以保证检测灵敏度和分辨力，根据原材料金属棒材选取具体探头型号的情况如表2所示：

表2

(3)检测设备

选用具有tcg曲线功能的ls-500原材料超声波水浸探伤机，对该系统上配置tcg曲线功能，tcg曲线是指时间—增益曲线，它对反射体在不同距离处也即在时间轴上的反射幅度可进行不同的增益补偿修正功能达到不同声程处的相同反射体的回波幅值相同。通常可用一定规格的探头，探测一组试块，将不同声程时规定的平底孔回波高度做成距离-幅度曲线或进行时间-增益补偿修正，供现场探伤时使用。

(3)试验方法：

将棒材试块逐根放置在检测设备水槽中进行检测，制作同材料同规格的对比试块tcg曲线，在tcg功能开启的情况下，记录下无缺陷部位静态下的a扫图像及动态下的c扫图像，重复上述步骤并记录结果。

(4)试验结果：

由于tc4棒材与tc11棒材检验结果差别很小且趋势相同，此处只列举tc4棒材的检测结果。各尺寸tc4棒材a扫结果如图1至图6所示，其中，图中y轴代表波高，单位为％；x轴代表深度，单位为mm：

图1、图3和图5显示，未使用tcg曲线时，φ100mm、φ70mm和φ50mm的tc4棒材平均噪声波高分别为90％、80％和80％，由此可以看出对于不同直径的棒材，未使用tcg曲线时，直径越大，小声程处杂波高的情况越严重，因此棒材直径越大，同灵敏度全声程检测方法越难以行通。

而图2、图4和图6中显示，使用了tcg曲线后，φ100mm、φ70mm和φ50mm的tc4棒材平均噪声波高均降至40％，可以明显的看到，使用tcg曲线后，检测噪声有了明显的降低，且棒材直径越大，tcg曲线对噪声的影响就越大。因此，tcg曲线对降低棒材检测中噪声有显著效果。

如图7和图8，图中x轴、y轴代表棒材圆周坐标；对比图7和图8中显示的φ100mm圆tc4棒材的c扫图像可以看出，使用tcg前后，杂波情况有显著变化，使用tcg前噪声约90％，使用后噪声不到40％，信噪比提高达到6db以上，说明tcg曲线在降低棒材检测噪声方面效果显著。

综上所述，通过本发明的方法，有效解决了钛合金棒材检测时近表面杂波高的问题，通过制作与使用tcg曲线，给予各声程处不同的增益补偿，达到不同声程处的相同反射体的回波幅值相同，降低杂波，提高信噪比，使检测效率大幅提高，满足了钛合金棒材高灵敏度的检测要求。