双晶探头在中厚板探伤应用中应注意的问题

　　超声检测具有非破坏、成本低、检测速度快、对面状和线性缺陷有较高的检出率等优点，被广泛应用于钢板的内部质量检测。对于厚度在6一 20mm的中厚板，一般超声探头由于近场区的存在影响检测结果，通常都是使用双晶探头。但即便如此，由于标准对所用探头的焦距未有明确规定，使用不同焦距的探头可能出现不同的检测结果;同样，检测方法不同，检测结果也不尽相同。笔者根据日常检测实践，探讨中厚板探伤检测所用双晶探头的选择和使用中的问题。

　　1双晶探头工作原理

　　双晶直探头又称双晶片纵波直探头、纵波分割探头、TR探头，国外一般以TR+角度标注，我国一般以FG+焦距区分。它具有灵敏度高、杂波少、盲区小、近场区长度小等单晶探头无法比拟的优点[’〕，故广泛用于中厚板、锻件等薄工件的检测。双晶片探头是指在一个探头中有两个晶片，它们分别用作发射和接收超声波。因为两个晶片的布置对称有一倾角0，则发射声场与接收声场相交，形成如图1所示一菱形区abcd。0角影响检测范围，0角愈小，菱形区愈长，焦距愈大，探测深度愈深，适合厚工件的探伤检验。反之，O角愈大，菱形区愈短，焦距愈小，探测深度愈浅，适合薄工件的探伤。由于双晶直探头采用一发一收的形式，而两晶片之间又有隔声层，使界面波强度大为减弱;又因始脉冲不能进人探伤仪的接收放大线路中，克服了“阻塞”现象，使盲区减小，为探测近表面缺陷创造了有利条件。

　　在两个晶片交叉声场形成的菱形区内，声能集中、声压较大，所以菱形区内缺陷反射信号比区外强。而

且，双晶片探头的探伤灵敏度先随缺陷的深度增加而增高，到达最大值后又随深度增加而下降田，这种探伤灵敏度的变化是双晶探头的特点。

　　2双晶探头的选择

　　探头的选择包括频率和焦距的选择，我国双晶探头的频率多选择 5MHz，焦距则有F5，F1。，F15和F20等多种型号。对于钢板检测，一些外国标准[s]对所用双晶探头有焦距规定，如簇 20mm的钢板使用TR5o双晶探头，其焦距约12~。JB/T4730一2oo5((承压设备无损检测》和 GB/T2970一2。。4((厚钢板超声波检验方法》标准没有明确规定检测钢板所用焦距，但界定了焦距Flo双晶探头的特性。虽然使用大焦距探头对小规格钢板能够检测，比如焦距F10双晶探头检测6和10~规格钢板，但由于双晶探头灵敏度是变化的，大焦距探头检测小规格钢板容易造成偏差。表1为SMHz20FGFS和SMHzZOFGFIO测定阶梯试块50%波高的dB值，图2是根据表1制作的距离一波幅曲线。曲线印证了双晶探头灵敏度变化特点是先随板厚的增加而提高，然后随板厚的增加而降低。从曲线上看，Flo探头对 20mm以内的钢板都有较好的检测能力，但是依据标准，探伤灵敏度是以钢板等厚度试块或钢板完好部位进行调整，对于成 10mm的钢板来说， 10mm以内探伤灵敏度处于上升阶段， 10mm处达到最高。如果选用SMHzZoFGFlo探头检测IOmm