铂-铱25合金薄板超声波探伤对仪器的要求

　　1　前言

　　铂-铱25合金薄板是用于航空发动机的点火电触点材料,其质量直接关系到飞机飞行的安全,因此国家对PtIr25合金板材的检验有严格的标准,对其内部质量检验规定用航标HB 5169-81《PtIr25板材超声波探伤方法》,但该标准对所用的超声波探伤仪应具备的一些技术条件没作规定,这在指导实际检测中会带来很大困难。笔者在多年对PtIr25板材进行探伤的基础上,结合薄板探伤理论及PtIr25板材的特点,认为超声波探伤仪要满足一定的技术条件,才能保证检验的可靠性。

　　2　薄板探伤及对仪器的要求

　　我国航空发动机点火触点用PtIr25板材厚度一般为1.0 mm、0.9 mm,此种厚度的薄板很难用超声体波(纵波和横波)探伤,而用超声兰姆波(Lame ware)则是一种有效的方法。兰姆波是一种在厚度和激励声波波长相同数量级的声波导中(如金属薄板),由纵波和横波合成的特殊形式的应力波,根据声波质点振动的特点,又分为对称型和反对称型,对称与反对称兰姆波又分别有一系列模式,用S0,S1,S2……,a0,a1,a2……表示。兰姆波是频散的,且各阶次模式兰姆波也都是频散的,即超声波的相速度随频率的不同而有所变化。由于兰姆波具有频散现象,因此它实际上以群速度播。群速度Cg与相速度C的关系为

　　式中W—频率

　　用兰姆波进行无损检测时,激励信号常为一窄脉冲,一次可激发出多个模式的兰姆波,且各模式兰姆波一般是宽频带的,在一定的带宽范围内不同模的兰姆波可以有相同或相近的群速度,这就会引起多模式兰姆波传播时的混叠现象,造成探伤的困难。〔2〕工程中要尽可能激发和接收较纯的某一模式的兰姆波,这就要注意选择合适的换能器和超声波探伤仪。超声波探伤仪不宜使用宽频带放大器,放大器频带宽,会使探伤仪接收信号变复杂,还容易引起草状回波增多,直接影响缺陷信号的分辨和定位。因此在用超声波进行薄板探伤时,应选用具有3至4个中心频率,其频带较窄的探伤仪,以利于提取特定的信号。

　　3　PtIr25板材对探伤仪的要求

　　PtIr25板材由于其特殊用途,航标HB 5169规定探测灵敏度为:超声波束入射点距试块0.3 mm通孔30 mm,使 0.3 mm通孔最大反射波高为萤光屏满刻度的50%,衰减器旋钮再降低12dB,在此灵敏度下探伤,以保证板材质量。检测出的缺陷在板上缺陷位置作标记。为保证缺陷不漏检及缺陷的准确定位,超声波探伤仪除满足JB/T 10061—1999《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》的规定外,还应满足1)有较大的放大器放大倍数,放大器总增益量不应小于80dB。2)仪器有较高的分辨力,不宜使用宽频放大器,宽频放大器不仅不利于兰姆波检测,还会降低仪器的分辨能力。在实际检测中还应注意不宜使用抑制,以免发生缺陷漏检。