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摘要：从表面粗糙度定义和测量出发，通过测定抛丸后钢板表面粗糙度值，对比探伤的灵敏度，摸索粗糙度 值和近表误信号之问的关系，探讨了钢板表面粗糙度对热处理后特厚板ＡＵＴ灵敏度的影响，确定了热处理后特 厚板ＡＵＴ钢板较终探伤的灵敏度。
关键词：粗糙度；灵敏度；探伤 文献标志码：Ａ

通常采用脉冲反射式超声波探伤方法检测钢板 内部的缺陷。当探头选择合理、钢板表面光洁度好 （粗糙度小于３．２μm）时，９０％的声能入射至工件 中，在荧光屏上显示出很高的回波。而当探头选择 不当、或者表面光洁度不良（粗糙度大于６．３μm） 时，在荧光屏上显示出的回波高度降低，易造成误 探。表面越粗糙，回波高度降低越严重〔１〕。本文由青岛抛丸机生产厂家青岛淳九整理。

 采用无氧化热处理炉进行钢板热处理时，需对钢 板进行抛丸处理，抛丸后表面粗糙度变大，易形成超 声波的散射，导致超声波回波高度降低。钢板表面粗 糙度大易产生散射误信号，对ＡＥＳ系统的自动判定形 成干扰。无氧化条件下，热处理后的表面粗糙度（达 到３０／ｍ左右）等于抛丸后的粗糙度。核电等用户要 求钢板在热处理后进行探伤。热处理后钢板表面粗糙 度对特厚板ＡＵＴ探伤灵敏度的影响如何值得研究。

 本文通过测定抛丸后钢板表面粗糙度值，对 比探伤的灵敏度，摸索粗糙度值和近表误信号之 间的关系，探讨了钢板表面粗糙度对热处理后特 厚板ＡＵＴ灵敏度的影响。确定了热处理后特厚板 ＡＵＴ钢板较终探伤的灵敏度。
 １粗糙度的定义
 参数Ｒａ、Ｒ：是评定表面粗糙度的常用指标 （ＧＢ／Ｔ ３５０５－－２０００）。参数Ｒ称为“轮廓的算术平均 偏差”，是指在*个取样长度内纵坐标值Ｚ（ｚ）的算术 平均值。参数Ｒ：在新标准中称为“轮廓的较大高 度”，表示在*个取样长度内，较大轮廓峰高Ｚｐ和较 大轮廓谷深Ｚｖ之和的高度。该２个参数均属于轮廓 的幅度参数。目前国内*般优先选用参数Ｒ。（图１）， 因为此参数概念直观，能客观反映表面微观几何形状 特性，而且可采用方便的触针式轮廓仪进行测量〔２〕。

 图１参数Ｒa的示意图

本文选用参数Ｒa进行了评价，试图摸索出* 套适合热处理后特厚板ＡＵＴ探伤工艺，并固化到 探伤灵敏度系统中。
 ２表面粗糙度测定
２．１粗糙度测定
选取热处理后钢板进行粗糙度测定实验，在 抛丸后对其进行粗糙度测量，选取钢板头、中、 尾各*块区域，用ＴＲ２０１型手持式粗糙度仪对钢 板表面粗糙度进行测量，再取其算术平均值作为 测定的Ｒa参数值。测量结果如表１所示。测量结 果由人工进行统计。
 ２．２探伤近表误信号对比
 钢板在热处理后较终探伤时，不改变其灵敏 度参数值，在进行探伤时会出现不同的近表误信 号。 钢板的局部或者全板面分布有缺陷，缺陷的 深度为近表３～６ｍｍ，利用手持式探头对缺陷进行 精确定位，无法检测到该类缺陷的存在。 对超声波探头的ＤＧＳ曲线进行分析，双晶探 头ＳＴＳＥｌ８．３／１０Ｐ５Ｃ的表面盲区有２ｍｍ（如图２ 所示，由于声束角的存在，探头表面存在*定的 盲区（ｄｅａｄ ｚｏｎｅ），盲区的表面系统初始值设定为 ２．８mｍ），加上水膜间隙及耦合间隙值约为１～ ２mｍ，近表缺陷的检出率不高，基本可以判断该 缺陷判断该信号为误信号或由于钢板表面耦合不 佳引起的耦合不良造成超声波信号的散射。

表１粗糙度测量结果

图2双晶探头ＤＧｓ曲线

 如表１所示，对抛丸后钢板表面粗糙度测定后 的钢板进行探伤近表图谱误信号对比，发现近表 缺陷的误报率占比７７．８％。钢板表面的粗糙度越 高，形成干扰信号的比率越高。 近表缺陷误信号会对ＡＥＳ自动判定系统形成 干扰，将在盲区内的缺陷误认为缺陷进行自动评 定，对超声波缺陷信号的评定带来了影响。
３热处理后终探灵敏度参数调整
 ３．１近表不可检区域参数 对于厚度大于２０ ｍｍ后的热处理钢板进行探 伤参数调整，对近表不可检区域进行参数调整， 通过对近表误信号的图谱产生区间，误信号主要 发生在近表３～６ ｍｍ，将近表不可检区域的参数 值设置为７ ｍｍ。
３．２计算各通道增益值
 将双晶体直探头良好地耦合在钢板表面上，利 用Ａ－Ｓｃａｎ扫描图对１６个通道检测灵敏度进行调整， 手工调整检测通道的“Ｇａｉｎ”值，使Ａ扫描图中钢 板１次底波高度达到５０％满屏高度。Ｇａｔｅ２的报警 门限“Ｔｈｒｅｓｈｈｏｌｄｌ”设为２３％，将ＤＥＵ画面中 “Ｇｌｏｂａｌ Ｇａｉｎ”参数设为１４ｄＢ。
根据平底孔对大平底回波的声压计算公式： *２０（大平底声程和平底孔声程相同）；根据所 需要检出的平底孔当量φ５ ｍｍ，声波λ、被检工件 的厚度３０ ｍｍ，测算出增益值为约８ ｄＢ，加上系 统增益补偿值为６ ｄＢ，给予整体增益值为１４ ｄＢ作 为各通道的增益值。 系统采用新的灵敏度参数值后探伤的钢板降低了近表缺陷的误信号干扰。

 ４结论
（１）钢板表面粗糙度直接影响超声波检测灵 敏度，对钢板近表缺陷会造成误信号。
（２）特厚板ＡＵＴ的近表不可检区域设置成 ７ｍｍ后，近表区域干扰信号将会大大降低，对热 处理后终探的自动评价影响减少。
（３）系统增益值设定以满屏波高５０％的基础 上加１４ ｄＢ，热处理后钢板探伤误信号减少，满足 热处理后终探的探伤工艺要求。
参考文献：
〔１〕李华德，张利．铝合金锻件表面粗糙度对超声波探伤缺陷评定 的影响口〕．轻合金加工技术，２００８
（２〕甘晓川，张瑜．表面粗糙度参数Ｒ：、Ｒ…Ｒ。、Ｒ—ＲＰ