CN104792874A - 一种实心轴锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法 - Google Patents

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张利
陈昌华
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Abstract

本发明公开了一种实心轴锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法, 利用超声波相控阵截面扫描设备对锻件进行检测，得到超声波截面图像,可操作性强，检测结果便于永久保存，这都为缺陷的定位、定量、定性的最终判定提供了有利的判定依据。利用超声波截面图扫描可获得实心轴锻件的超声剖面成像，进而利用本发明的识别方法获得缺陷的具体形状和精确位置，这为实心轴锻件的安全评定，寿命评估和残余应力计算等提供了准确的预测依据。

Description

一种实心轴锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法
技术领域
    本发明属于超声波相控阵截面扫描领域，具体涉及一种锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法。
背景技术
在20世纪60年代期间,关于超声波相控阵技术的研究主要局限于实验室；60年代末70年代初期,医学研究人员已能用相控阵技术进行人体超声成像应用。而超声波截面图技术在工业方面的应用发展非常缓慢,主要是相控阵检测***复杂性,而当时的计算机水平又非常低,缺乏对多阵列晶片探头进行快速激发以及对扫查产生的大量数据文件进行处理的能力；另一方面原因就是仪器费用太高昂。随着计算机技术的快速发展,相控阵***的复杂性和费用大大降低,且相控阵检测技术相对于普通超声波检测技术有明显的优势,因此该技术在工业领域逐渐兴起。但是现有技术中还没有针对特定缺陷的截面图识别方法。
超声相控阵技术用于工件检测的两个突出特点是聚焦和声束控制。灵活的电子动态聚焦能力使得快速进行工件缺陷探伤并保证较高的精确度成为可能，缺陷的漏检情况能够很大程度得以避免，对微小缺陷的检测能力也有所提高。灵活的电子声束控制能力，大大加强了超声在工件凸或凹起区域内的检测能力。
因此，需要一种锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中超声波截面图对于实心轴锻件缺陷类型的判断不够科学的缺陷，提供一种简单方便的实心轴锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法。
为实现上述发明目的，本发明实心轴（或方）锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法可采用如下技术方案：
一种实心轴锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法，利用超声波相控阵截面扫描设备对锻件进行检测，得到超声波截面图像；
当所述超声波截面图像中缺陷的长度与宽度的比小于3时，所述缺陷为点状缺陷；
当所述超声波截面图像中缺陷的长度与宽度的比大于等于3时，所述缺陷为条状缺陷；
当所述超声波截面图像中包括多个缺陷且缺陷的最大长度大于等于缺陷之间的最大间距时，所述缺陷为多点密集缺陷；
当所述超声波截面图像中包括多个缺陷且缺陷的最大长度小于缺陷之间的最大间距时，所述缺陷为多点分散缺陷；
当所述超声波截面图像中缺陷为条状缺陷且缺陷各部分距离所述超声波截面图像边缘的最小距离不变或变化范围为[0，5mm]，所述缺陷为环状缺陷；
当所述超声波截面图像中心存在单个缺陷且缺陷的形状为不规则形状时，所述缺陷为中心缩孔缺陷；
当所述超声波截面图像中心四周存在多个缺陷且缺陷的形状为不规则形状，所述缺陷为中心疏松缺陷。
有益效果：本发明的实心轴锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法可操作性强，检测结果便于永久保存，这都为缺陷的定位、定量、定性的最终判定提供了有利的判定依据。利用超声波截面图扫描可获得实心轴锻件的超声剖面成像，进而利用本发明的识别方法获得缺陷的具体形状和精确位置，这为实心轴锻件的安全评定，寿命评估和残余应力计算等提供了准确的预测依据。
附图说明
图1为超声波截面图扫描的示意图；
图2为超声波截面图扫描的点状缺陷；
图3为超声波截面图扫描的条状缺陷；
图4为超声波截面图扫描的多点密集缺陷；
图5为超声波截面图扫描的多点分散缺陷；
图6为超声波截面图扫描的环状缺陷；
图7为超声波截面图扫描的中心缩孔缺陷；
图8为超声波截面图扫描的中心疏松缺陷；
图9为超声波截面图扫描的多点密集缺陷+条状缺陷；
图10为超声波截面图扫描的多点密集缺陷+多点分散缺陷+条状缺陷；
图11为超声波截面图扫描的环状缺陷+多点密集缺陷+条状缺陷；
图12为超声波截面图扫描的环状缺陷+多点密集缺陷+条状缺陷。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
请参阅图1所示，本发明的实心轴锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法，利用超声波截面图扫描设备对实心轴锻件进行检测，得到超声波截面图像；其中，超声波相控阵截面图扫描设备利用垂直面影像构建缺陷的几何轮廓线，利用超声波探头环绕工件表面构建轮廓图的方法对实心轴锻件进行检测。
其中，超声波相控阵截面扫描设备包括超声波探头，X方向和Y方向为迪卡尔坐标的二维方向。
当所述超声波截面图像中缺陷，存在多个类型，则面积最多类型（A类型）写在前面、面积次之（B类型）写在后边、面积最少（C类型）写在最后，组合缺陷书写形式为A+B+C，所述缺陷为A+B+C。
实施例1
超声波相控阵截面扫描，从检测面方向探测，发现超声波截面图像中缺陷的长度与宽度的比为1，缺陷为点状缺陷，请参阅图2所示。
实施例2
超声波相控阵截面扫描，从检测面方向探测，发现超声波截面图像中缺陷的长度与宽度的比大于3，缺陷为条状缺陷缺陷，请参阅图3所示。
实施例3
超声波相控阵截面扫描，从检测面方向探测，发现多点缺陷群中，缺陷中的最大长度不小于缺陷之间的最大间距，缺陷为多点密集缺陷，请参阅图4所示。
实施例4
超声波相控阵截面扫描，从检测面方向探测，发现多点缺陷群中，缺陷中的最大长度不小于缺陷之间的最大间距，缺陷为多点分散缺陷，请参阅图5所示。
实施例5
超声波相控阵截面扫描，从检测面方向探测，发现缺陷为条状缺陷且缺陷各部分距离超声波截面图像边缘的最小距离不变或者变化范围为[0，5mm]，缺陷为环状缺陷，请参阅图6所示。
实施例6
超声波相控阵截面扫描，从检测面方向探测，发现一缺陷，其形状为椭圆形、圆形或多边形等不规则行者，缺陷为中心缩孔缺陷，请参阅图7所示。
实施例7
超声波相控阵截面扫描，从检测面方向探测，发现超声波相控阵截面中心四周存在多个缺陷且缺陷的形状为不规则形状，缺陷为中心疏松缺陷，请参阅图8所示。
实施例8
超声波相控阵截面扫描，从检测面方向探测，发现两处缺陷，多处多点密集缺陷、一处条状缺陷，缺陷为多点密集缺陷+条状缺陷，请参阅图9所示。
实施例9
超声波相控阵截面扫描，从检测面方向探测，发现四处缺陷，多处多点密集缺陷、二处多点分散缺陷、一处条状缺陷，缺陷为多点密集缺陷+多点分散缺陷+条状缺陷，请参阅图10所示。
实施例10
超声波相控阵截面扫描，从检测面方向探测，发现三处缺陷，一处环状缺陷、三处多点密集缺陷、二处条状缺陷，缺陷为环状缺陷+多点密集缺陷+条状缺陷，请参阅图11所示。
实施例11
超声波相控阵截面扫描，从检测面方向探测，发现三处缺陷，一处环状缺陷、四处条状缺陷、三处多点密集缺陷，缺陷为环状缺陷+条状缺陷+多点密集缺陷，请参阅图12所示。
本发明的实心轴锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法可操作性强，缺陷的位置分布、几何特征描述更为准确，图示化结果直观可靠，检测便于永久保存，这都为缺陷的定位、定量、定性的最终判定提供了有利的判定依据。利用超声波截面图扫描可获得实心轴锻件的超声剖面成像，进而利用本发明的识别方法获得缺陷的具体形状和精确位置，这为实心轴锻件的安全评定，寿命评估和残余应力计算等提供了准确的预测依据。

Claims (1)

1.一种实心轴锻件内部缺陷的超声波截面图识别方法，其特征在于：利用超声波相控阵截面扫描设备对锻件进行检测，得到超声波截面图像；
当所述超声波截面图像中缺陷的长度与宽度的比小于3时，所述缺陷为点状缺陷；
当所述超声波截面图像中缺陷的长度与宽度的比大于等于3时，所述缺陷为条状缺陷；
当所述超声波截面图像中包括多个缺陷且缺陷的最大长度大于等于缺陷之间的最大间距时，所述缺陷为多点密集缺陷；
当所述超声波截面图像中包括多个缺陷且缺陷的最大长度小于缺陷之间的最大间距时，所述缺陷为多点分散缺陷；
当所述超声波截面图像中缺陷为条状缺陷且缺陷各部分距离所述超声波截面图像边缘的最小距离不变或者变化范围为[0，5mm]，所述缺陷为环状缺陷；
当所述超声波截面图像中心存在单个缺陷且缺陷的形状为不规则形状时，所述缺陷为中心缩孔缺陷；
当所述超声波截面图像中心四周存在多个缺陷且缺陷的形状为不规则形状，所述缺陷为中心疏松缺陷。
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