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鑄鍛件相控陣DGS檢測方法介紹
1. DGS的概念
DGS曲線是描述規(guī)則反射體的距離、回波高及當(dāng)量大小之間關(guān)系的曲線；以橫坐標(biāo)表示實際聲程，縱坐標(biāo)表示規(guī)則反射體相對波高，用來描述距離、波幅、當(dāng)量大小之間的關(guān)系曲線，稱為DGS曲線。
常規(guī)超聲的DGS檢測，以檢測鑄鍛件為主，當(dāng)然也可以使用DGS進行焊縫的探傷。
2. DGS與DAC的主要區(qū)別是：
（1） DAC需要每個客戶根據(jù)自己的情況、要求和試塊，逐點自行繪制曲線。而DGS不需要客戶逐點地自己繪制曲線，儀器通過計算碳鋼中的聲束衰減分布得出的曲線，并內(nèi)置在儀器中，用戶只需要調(diào)用DGS曲線即可得到與DAC曲線類似的評定曲線。
（2） 每一個DAC曲線對應(yīng)的只是一個當(dāng)量尺寸的曲線，這樣對于不同當(dāng)量的檢測要求，就需要制作大量對應(yīng)當(dāng)量的平底孔或者橫通孔試塊進行曲線繪制。而DGS針對的當(dāng)量從0.5mm左右開始，一直到平面都有對應(yīng)的曲線，因而經(jīng)過校準(zhǔn)后，可以直接給出相應(yīng)的缺陷當(dāng)量值。
（3） DGS曲線基于理想碳鋼材料中的聲束衰減進行的理論技術(shù)得出的，操作人員需要在檢測過程中，根據(jù)實際情況調(diào)整衰減系數(shù)，以得到更加接近真實的衰減。而且需要注意的是DGS計算出的曲線未考慮材料衰減的影響。
（4） DGS設(shè)置只需要一個校準(zhǔn)試塊即可，無需大量的校準(zhǔn)試塊。
3. 相控陣DGS與常規(guī)DGS的區(qū)別：
（1） 常規(guī)DGS只有一個角度和一組聲束，而相控陣DGS有多個角度或者多組聲束，每個角度或聲束都有DGS曲線，因而相控陣DGS的缺陷計算量更大。
（2） 常規(guī)DGS一般0度探頭使用平底孔校準(zhǔn)，角度探頭用橫通孔校準(zhǔn)。而相控陣扇形掃查由于是多角度掃查，一般以使用橫通孔為主進行校準(zhǔn)。
（3） 常規(guī)DGS只能看波形判斷缺陷，而相控陣DGS可以看到直觀的扇形掃查圖象，并判斷缺陷的位置。
4. 相控陣DGS檢測中的幾點限制：
（1） 250%模式需要關(guān)閉
（2） 聚焦深度：非聚焦
（3） 推薦檢測碳鋼材料，其他材料使用該曲線可能不精確。
（4） 只能使用線陣列探頭和常規(guī)超聲探頭，無法使用DMA和DLA。
（5） 無法兼容：
? “靜態(tài)A掃描”模式
? 導(dǎo)入*.law文件
? RF射頻模式
? 回波同步
5. 設(shè)置參數(shù)說明
Elevation（高度）：指晶片自身高度，通常為10mm
Reflector Type（反射體類型）：可選平底孔，橫通孔，底面，K1/IIW圓弧試塊或K2/DSC圓弧試塊
推薦的反射體類型如下：
Reflector Diameter（反射體直徑）：當(dāng)選擇了反射體類型為平底孔或者橫通孔時，需要輸入?yún)⒖挤瓷潴w的直徑。
Delta Vt：傳輸校正，用于補償校準(zhǔn)試塊與真實檢測工件之間衰減差，即由于表面狀態(tài)造成的差別。
Delta Vk：由于DGS曲線計算是以平底孔為當(dāng)量進行繪制的，所以如果使用半圓弧試塊時，需要對兩者之間的差異進行修正。常規(guī)超聲的Vk值一般會在探頭附帶的DGS圖表中獲得，而相控陣DGS則需要手動輸入幾個角度的Delta Vk值，之后儀器會自動計算并補充其他角度的Delta Vk值。
Registration Level（記錄水平）：代表參考曲線的位置，即需要評定的當(dāng)量反射體尺寸。
Warning Curves and Warning Level（警告曲線和警告水平）：可以在主DGS曲線上增加額外的三條曲線。這些曲線可以在+24.0dB到-24.0dB之間增加，也可以設(shè)置為0.0dB即關(guān)閉這些曲線。
ERS：閘門內(nèi)信號的當(dāng)量反射體尺寸。
Specimen Att. （工件衰減）：該參數(shù)反映在真實工件中的材料衰減值，以dB/m為單位。
Cal. Block Att. （試塊衰減）：該參數(shù)反映在校準(zhǔn)試塊中的材料衰減值，以dB/m為單位。
S-Scan Correction（扇掃校正）：當(dāng)開啟該功能，則在相控陣扇形掃查圖上，相同尺寸的缺陷信號會用同樣的顏色表示，而不考慮缺陷信號的深度。也就類似于TCG校準(zhǔn)以后的效果。
6. 檢測校準(zhǔn)及驗證
6.1 開始DGS校準(zhǔn)向?qū)А?/p>
注意：DGS校準(zhǔn)之前無需做聲速、楔塊延遲和靈敏度校準(zhǔn)。如果做了這些校準(zhǔn)以后再做DGS校準(zhǔn)，則聲速和楔塊延遲校準(zhǔn)將被保留，靈敏度校準(zhǔn)將會要求重新制作。
設(shè)置晶片高度，一般線陣探頭的晶片高度為10mm
選擇參考反射體類型
輸入記錄水平，Delta Vt等值
設(shè)置材料衰減系數(shù)及Delta Vk值，可以設(shè)置幾個角度的Delta Vk值，其他角度的值將在這些角度之間自動補償。
進行各個角度的聲束采集及自動校準(zhǔn)。
點擊計算DGS，儀器自動繪制曲線
確認(rèn)接受該曲線，DGS曲線繪制完成。
以使用5L16-A10探頭，進行38.1mm深的1.2mm直徑橫通孔校準(zhǔn)為例，由于DGS得到的當(dāng)量都是以平底孔為準(zhǔn)，因而要將1.27mm的橫通孔換算成平底孔，換算公式如下：
其中：
dFBH為平底孔尺寸
dSDH為橫通孔尺寸
z為聲程
λ為波長
按照上面的公式，示例中λ=5890（m/s）/5000000（Hz）=0.001178m
dSDH = 0.00127m，z=0.0381m，帶入公式，得到
dFBH = 0.0019m = 1.9mm
即1.27mm的橫通孔相當(dāng)于1.9mm的平底孔。
由下圖可見，在1.27mm當(dāng)量的橫通孔上進行校準(zhǔn)以后，得到該橫通孔的ERS值為1.9mm，與上面的理論計算值相等。
通過該曲線來測量其他深度的相同尺寸的橫通孔，結(jié)果可見，ERS值基本都在1.9mm附近。
由下圖可見，即使是斜角度的聲束，其ERS值也基本在1.9mm左右。
6.2 DGS功能用于鋁合金材料的檢測
如果將該DGS曲線用在Alumium鋁合金材料上，由于DGS曲線是基于理想的碳鋼材料制作的，所以在檢測結(jié)果上會有一些偏差，但經(jīng)過實驗，發(fā)現(xiàn)偏差不是很大。
同樣是1.27mm直徑，38.1mm深的橫通孔，按照上面的計算公式，計算出來的等量平底孔尺寸為1.98mm直徑。得到該位置的ERS值為2.1mm，接近計算結(jié)果1.98mm。
再驗證其他深度等當(dāng)量的橫通孔ERS值如下所示，基本都在1.98mm附近。
6.3 用橫通孔試塊（SDH）進行校準(zhǔn)以后，再去驗證平底孔（FBH）的檢測結(jié)果
使用1.27mm的橫通孔試塊進行以上校準(zhǔn)，之后在2mm平底孔試塊上進行驗證。
在DGS曲線起始位置17.3mm深度，得到2mm平底孔的檢測結(jié)果為1.9mm。
在22.2mm深度的平底孔檢測結(jié)果為1.9mm。
在31.9mm深度的平底孔檢測結(jié)果為2.0mm。
在36.8mm深度的平底孔檢測結(jié)果為2.1mm。
在41.7mm深度的平底孔檢測結(jié)果為2.0mm。
在46.7mm深度的平底孔檢測結(jié)果為2.0mm。
7. 結(jié)論
使用超聲相控陣DGS方法可以在只有一個校準(zhǔn)孔的前提下對曲線進行校準(zhǔn)，并可得到近似準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，ERS缺陷當(dāng)量基本符合實際情況。