在风电齿轮箱领域，齿轮、齿轮轴均使用锻件。如果锻件中存在较大或较多的非金属夹杂物，这些夹杂物将会大大提高齿轮、齿轮轴失效的可能性。超声检测是检测风电锻件内部非金属夹杂物、保证齿轮及齿轮轴质量的一个重要手段。

JB/T 5000.15-2007《重型机械通用技术条件》中5.8.1.3节规定：探头每次移动至少有15%的重合。

GB/T 6402-2008《钢锻件超声检测方法》中12.4节规定：99%扫查区应在规定的表面上执行，相邻探头移动覆盖区至少为有效探头直径的10%。

JB/T 5000.15-2007中只是说15%的重合，是探头直径、还是有效探头直径没有说明。

GB/T 6402-2008中提到覆盖率为“至少为有效探头直径的10%”，其中有效探头直径在GB/T 12604.1《无损检测术语》6.8节中有相关定义。扫查覆盖示意如图1所示(图中Deff为有效晶片直径)。

对于圆形晶片，其有效晶片直径按下式计算：

Deff ≈ 0.97D0

式中：Deff为有效晶片直径；D0为晶片机械尺寸直径。

依据GB/T 6402-2008的覆盖率要求进行计算，可以得出不同探头的最小覆盖尺寸(宽度)及移动距离(步进)，如表1所示。表1中覆盖区宽度x ≥10%×Deff；移动距离(步进)y ≤90%×Deff。

试验选用南通三丰/ SF730型号的超声波探伤仪；选用B2S、B4S、MB4S型号的探头。选用的平底孔试块(平底孔直径为2.0mm)尺寸如表2所示，试块结构示意如图2所示[表2中的A(平底孔深)，B(试块直径)对应图2中的A，B]，试块实物如图3所示。



(1) 选择B2S型探头，在1号试块上找到Ф2mm平底孔的回波的点O1，在同一直线上，左右移动探头，见图4(a)，测量出回波幅度下降6dB的点W+X1和W-X1，则声束宽度为W+X1+W-X1，见图4(b)

(2) 依次选择2号～7号试块，按照步骤(1)的方法测量出不同埋深时的声束宽度。

(3) 分别选择B4S，MB4S型探头，按照(1)，(2)步骤，测量声束宽度。各探头测量结果如表3所示

由于试验使用的试块人工缺陷埋深为75~225mm，所以只对75~225mm的声束覆盖范围进行分析。
根据表1，B2S探头扫查步进可以选择20.95mm，按此步进，其在75～225mm深度的覆盖范围如图5所示

黑色填充区域是连续的2次扫查过程中，声束没有覆盖到的区域，该区域的宽度为9.95mm。
根据表1，B4S探头扫查步进可以选择20.95mm，按此步进，其在75～225mm深度的覆盖范围如图6所示。

图6中黑色填充区域是连续2次扫查过程中，声束没有覆盖到的区域，该区域的宽度为11.95mm，最小宽度为5.95mm。
根据表1，MB4S探头扫查步进可以选择8.73mm，按此步进，75～225mm深度的覆盖范围如图7所示。由图7可见两次声束中间无漏检区域。

小结