超聲課設(shè)工藝卡編制及說(shuō)明

1、 超聲課程設(shè)計(jì) 題 目： 3CrMoVNb楔塊鍛件檢測(cè) 學(xué) 院： 測(cè)試與光電工程學(xué)院 專業(yè)名稱： 測(cè)控技術(shù)與儀器 班級(jí)學(xué)號(hào)： 11081316 學(xué)生姓名： 李中浩 指導(dǎo)教師： 李堅(jiān) 測(cè)試與光電工程學(xué)院 前言超聲檢測(cè)(縮寫(xiě)符號(hào)為RT），屬于無(wú)損檢測(cè)五大常規(guī)方法之一。其原理是超聲波在構(gòu)件中傳播的特性，如聲波通過(guò)材料會(huì)有聲波損失，在遇到聲阻抗不同的聲介質(zhì)時(shí)在界面處會(huì)發(fā)生反射等。其具體原理是1聲源產(chǎn)生超聲波采用一定的方式使超聲波進(jìn)入工件。2超聲波在構(gòu)件中傳播并與工件中的材料及其中的缺陷發(fā)生作用，使傳播方向或特征被改變。3改變后的超聲波被檢測(cè)設(shè)備接收并對(duì)其進(jìn)行處理分析。4根據(jù)接收的超聲波的特征評(píng)估工件本

2、身及其內(nèi)部是否存在缺陷。可以檢測(cè)工件的內(nèi)部叫深的缺陷，這是磁粉檢測(cè)無(wú)法達(dá)到的，比射線更安全效率也更高，檢測(cè)也比較方便。材料基本不受限制。應(yīng)用廣泛。超聲檢測(cè)在五大常規(guī)檢測(cè)中具有極其重要的位置，通過(guò)本次實(shí)踐與理論的結(jié)合讓我提高了對(duì)超聲檢測(cè)理論的理解和實(shí)際的應(yīng)運(yùn)。提高了動(dòng)手實(shí)踐能力讓我初步具備無(wú)損檢測(cè)人員的資格。本課程設(shè)計(jì)通過(guò)給定的工件，要求根據(jù)特定無(wú)損檢測(cè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定無(wú)損檢測(cè)工藝卡、無(wú)損檢測(cè)工藝規(guī)程，對(duì)于鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，理論聯(lián)系實(shí)際的能力和熟悉超聲檢測(cè)的操作規(guī)程以及檢測(cè)材料的撰寫(xiě)是非常必要的。通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)獨(dú)立思考、 綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，能更好的鞏固超聲檢測(cè)課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容，掌握超

3、聲檢測(cè)的基本方法，強(qiáng)化動(dòng)手實(shí)踐的能力，更加了解了磁粉檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)和可探索發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題和解決新問(wèn)題。 鍛件超聲檢測(cè)工藝卡 編號(hào)：11081316 產(chǎn)品名稱 楔塊鍛件產(chǎn)品編號(hào)7工件部件名稱厚度部件編號(hào)規(guī)格Ø128×31mm+ Ø79×61mm材料牌號(hào)3CrMoVNb檢測(cè)時(shí)機(jī)鍛后檢查項(xiàng)目鍛件坡口形式表面狀態(tài)毛面鍛后退火焊接方法儀器探頭參數(shù)儀器型號(hào)PXUT-27儀器編號(hào)YL0220探頭型號(hào)2.5P20Z試塊種類CSI-3檢測(cè)面鍛件圓周面及端面掃查方式鋸齒螺旋掃查和水平掃查耦合劑30#機(jī)油表面補(bǔ)償4db掃描線調(diào)節(jié)深程1：1檢測(cè)靈敏度Ø2150 技術(shù)要求檢測(cè)標(biāo)

4、準(zhǔn)JBT4730.42005檢測(cè)比例100%驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)JBT4730.42005合格級(jí)別級(jí)檢測(cè)部位示意圖： 縱向缺陷檢測(cè)：鋸齒，前后，左右，轉(zhuǎn)角，環(huán)繞。掃查靈敏度應(yīng)比縱向檢測(cè)靈敏度再高6db。掃查過(guò)程中探頭邊沿軸線方向移動(dòng)，邊繞圓周方向做曲線運(yùn)動(dòng)（即螺旋式的運(yùn)動(dòng)） 編制說(shuō)明:1檢測(cè)時(shí)用的是對(duì)比試塊法，采用CS-3的平底孔來(lái)進(jìn)行對(duì)比。 2檢測(cè)時(shí)要區(qū)分底波和W反射波以及缺陷波。在一次底波之前出現(xiàn)的多半為缺陷波 3探頭采用與工件曲面耦合較好的曲面探頭，根據(jù)需要打磨探頭上的楔塊。 編制（資格）（級(jí)） （資格） （級(jí)） 日期2013年9月16日2013年9月20日2013年10月26日工藝卡編制說(shuō)明1、

5、鍛件分析鍛件和鑄件是各種機(jī)械設(shè)備及鍋爐壓力容器的重要毛坯件。它們?cè)谏a(chǎn)加工過(guò)程中常會(huì)產(chǎn)生一些缺陷，影響設(shè)備的安全使用。一些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)某些鍛件和鑄件必須進(jìn)行超聲波探傷。由于鑄件晶粒粗大、透聲性差，信噪比低，探傷困難大。鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而成。鍛壓過(guò)程包括加熱、形變和冷卻。鍛件的方式大致分為鐓粗、拔長(zhǎng)和滾壓。鐓粗是鍛壓力施加于坯料的兩端，形變發(fā)生在橫截面上。拔長(zhǎng)是鍛壓力施加于坯料的外圓，形變發(fā)生在長(zhǎng)度方向。滾壓是先鐓粗坯料，然后沖孔再插入芯棒并在外圓施加鍛壓力。滾壓既有縱向形變，又有橫向形變。其中鐓粗主要用于餅類鍛件。拔長(zhǎng)主要用于軸類鍛件，而簡(jiǎn)類鍛件一般先鐓粗，后沖孔，再鐓壓。為了改善鍛件

6、的紹織性能，鍛后還要進(jìn)行正火、退火或調(diào)質(zhì)等熱處理。鍛件缺陷可分為鑄造缺陷、鍛造缺陷和熱處理缺陷。鑄造缺陷主要有：縮孔殘余、疏松、夾雜、裂紋等。鍛造缺陷主要有：折疊、白點(diǎn)、裂紋等。熱處理缺陷主要有：裂紋等?？s孔殘余是鑄錠中的縮孔在鍛造時(shí)切頭量不足殘留下來(lái)的，多見(jiàn)于鍛件的端部。疏松是鋼錠在凝固收縮時(shí)形成的不致密和孔穴，鍛造時(shí)因鍛造比不足而末全焊合，主要存在于鋼錠中心及頭部。夾雜有內(nèi)在夾雜、外來(lái)菲金屬夾雜栩金屬夾雜。內(nèi)在夾雜主要集中于鋼錠中心及頭部。裂紋有鑄造裂紋、鍛造裂紋和熱處理裂紋等。奧氏體鋼軸心晶間裂紋就是鑄造引起的裂紋。鍛造和熱處理不當(dāng)，會(huì)在鍛件表面或心部形成裂紋。白點(diǎn)是鍛件含氫最較高，鍛后

7、冷卻過(guò)快，鋼中溶解的氫來(lái)不及逸出，造成應(yīng)力過(guò)大引起的開(kāi)裂，白點(diǎn)主要集中于鍛件大截面中心。合金總量超過(guò)3.54.0%和Cr、Ni、Mn的合金鋼大型鍛件容易產(chǎn)生白點(diǎn)。白點(diǎn)在鋼中總是成群出現(xiàn)。2、 探傷方法的選擇按探傷時(shí)間分類，鍛件探傷可分為原材料探傷和制造過(guò)程中的探傷，產(chǎn)品檢驗(yàn)及在役檢驗(yàn)。原材料探傷和制造過(guò)程中探傷的目的是及早發(fā)現(xiàn)缺陷，以便及時(shí)采取措施避免缺陷發(fā)展擴(kuò)大造成報(bào)廢。產(chǎn)品檢驗(yàn)的目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量。在役檢驗(yàn)的目的是監(jiān)督運(yùn)行后可能產(chǎn)生或發(fā)展的缺陷，主要是疲勞裂紋。軸類鍛件的鍛造工藝主要以撥長(zhǎng)為主，因而大部分缺陷的取向與軸線平行。此類缺陷的探測(cè)以縱波直探頭從徑向探測(cè)效果最佳。考慮到缺陪會(huì)有其它

8、的分布及取向，因此輔類鍛件探傷，還應(yīng)輔以直探頭軸向探測(cè)和斜探頭周向探測(cè)及袖向探測(cè)。直探頭徑向和軸向探測(cè)：如圖6.1所示，直探作徑向探測(cè)時(shí)將探頭置于軸的外緣，沿外緣作全面掃查，以發(fā)現(xiàn)軸類鍛件中常見(jiàn)的縱向缺陷。直探頭作軸向探測(cè)時(shí)，探頭置于軸的端頭，并在軸端作全面掃查，以檢出與軸線相垂直的橫向缺陷。但當(dāng)軸的長(zhǎng)度太長(zhǎng)或軸有多個(gè)直徑不等的軸段時(shí)，會(huì)有聲束掃查不到的死區(qū)，因而此方法有一定的局限性。斜探頭周向及軸向探測(cè)：鍛件中若在片狀軸向及徑同缺陷或軸上有幾個(gè)不同直徑的軸段，用直探頭徑向或軸向探測(cè)都難以檢出的，則必須使用斜探頭在軸的外圓作周向及軸向探測(cè)?？紤]到缺陷的取向，探測(cè)時(shí)探頭應(yīng)作正、反兩個(gè)方向的全面掃

9、查，如圖6.2所示。 三、探頭的選擇3.1探頭的頻率。選擇較高的頻率有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺陷；有利于區(qū)分相鄰缺陷且缺陷定位精度高；聲束指向性好。然而，頻率越高，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度越大；衰減也大。所以考慮到所檢測(cè)工件在檢測(cè)方向上厚度較大，應(yīng)選擇較低頻率，常用0.52.5MHz。3.2 探頭的晶片尺寸 我們知道，晶片尺寸越大，半擴(kuò)散角越小，波束指向性越好，這對(duì)波束軸線附近的缺陷檢出十分有利。實(shí)際檢測(cè)中，檢測(cè)面積范圍大的工件時(shí)，為了檢測(cè)效率常選用大晶片探頭。檢測(cè)厚度較大的工件時(shí)，為了有效地發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的缺陷宜選用小晶片探頭。檢測(cè)時(shí)為了實(shí)現(xiàn)良好的耦合，常將探頭耦合面加工成和管材外半徑相同的曲面，這樣檢測(cè)方便耦合好，

10、并且有利于減少磨損。由于實(shí)際條件的限制，所以應(yīng)盡可能的選擇小探頭。對(duì)于本構(gòu)建選用直探頭比較好，效率也較高。四、耦合劑的選擇超聲檢測(cè)中使用的耦合劑，從聲傳遞的角度來(lái)說(shuō)要求具備以下性質(zhì)：容易附著在試件表面上，有足夠的浸潤(rùn)性，以排除探頭與被檢測(cè)面之間由試件表面粗糙度造成的空氣薄層；聲特性阻抗盡量與被檢測(cè)材料的聲特性阻抗相差小一些，以利于聲能盡可能多地進(jìn)入試件；對(duì)人體無(wú)害，對(duì)試件無(wú)腐蝕作用；容易清除；來(lái)源方便，價(jià)格低廉。綜合上述考慮，同時(shí)為了保護(hù)被檢測(cè)工件，選用30#機(jī)油。五、 掃查方式的確定探頭沿軸向掃查時(shí)，聲束在鍛件內(nèi)沿周向呈鋸齒形傳播，探頭掃查螺旋線的螺距不宜太大，速度也不宜太快，要保證超聲波束

11、對(duì)工件進(jìn)行100%掃查，并不小于15%的覆蓋，如果速度過(guò)快，容易漏檢。鍛件探傷時(shí)，原則上應(yīng)在探測(cè)面上從兩個(gè)相互垂直的方向進(jìn)行全面掃查。掃查覆蓋面應(yīng)為探頭直徑的15%，探頭移動(dòng)速度不大于150mm/s。擋查過(guò)程中要注意觀察缺陷波的情況和底波的變化情況。六、掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié) (一)掃描速度的調(diào)節(jié)鍛件探傷前，一般根據(jù)鍛件要求的探測(cè)范圍來(lái)調(diào)節(jié)掃描速度，以便發(fā)現(xiàn)缺陷，并對(duì)缺陷定位。掃描速度的調(diào)節(jié)可在試塊上進(jìn)行，也可在鍛件上尺寸已知的部位上進(jìn)行，在試塊上調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)，試塊上的聲速應(yīng)盡可能與工件相同或相近。調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)，一般要求第一次底波前沿位置不超過(guò)水平刻度極限的80%，以利觀察一次底波之后的某

12、些信號(hào)情況。(二)探傷靈敏度的調(diào)節(jié)鍛件探傷靈敏度是由鍛件技術(shù)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定的。一般不低于2平底孔當(dāng)量直徑。調(diào)節(jié)鍛件探傷靈敏度的方法有兩種，一種是利用鍛件底波來(lái)調(diào)節(jié)，另一種是利用試塊來(lái)調(diào)節(jié)。1. 底波調(diào)節(jié)法當(dāng)鍛件被探部位厚度3N，且鍛件具有平行底面或圓柱曲底面時(shí)，常用底波來(lái)調(diào)節(jié)探傷靈敏度。底波調(diào)節(jié)法，首先要計(jì)算或查AVG曲線求得底面回波與某平底孔回波的分貝差，然后再調(diào)節(jié)。 (1)計(jì)算：對(duì)于平底面或?qū)嵭膱A柱體底面，同距離處平底波與平底孔回波的分貝差為：式中波長(zhǎng)；X被探部泣的厚度；Df平底孔直徑。(2)調(diào)節(jié)：探頭對(duì)準(zhǔn)完好區(qū)的底面。衰減(+510)dB，調(diào)“增益”使底波B1達(dá)基準(zhǔn)高，然后用“衰減器”增益dB，這時(shí)靈敏度就調(diào)好了。為了便于發(fā)現(xiàn)缺陷可再增益510dB作為搜索靈敏度