鑄件和鍛件兩種超聲波探傷應(yīng)用

鑄件和鍛件兩種超聲波探傷應(yīng)用1鍛件和鑄件是各種機械設(shè)備及鍋爐壓力容器的重要毛坯件。

一.鑄件超聲波探傷探傷儀

由于鑄件晶粒粗大、透聲性差，信噪比低，所以探傷困難大，它是利用具有高頻聲能的聲束在鑄件內(nèi)部的傳播中,碰到內(nèi)部表面或缺陷時產(chǎn)生反射而發(fā)現(xiàn)缺陷。反射聲能的大小是內(nèi)表面或缺陷的指向性和性質(zhì)以及這種反射體的聲阻抗的函數(shù),因此可以應(yīng)用各種缺陷或內(nèi)表面反射的聲能來檢測缺陷的存在位置、壁厚或者表面下缺陷的深度。超聲檢測作為一種應(yīng)用比較廣泛的無損檢測手段,其主要優(yōu)勢表現(xiàn)在:檢測靈敏度高,可以探測細小的裂紋;具有大的穿透能力,可以探測厚截面鑄件。其主要局限性在于:對于輪廓尺寸復(fù)雜和指向性不好的斷開性缺陷的反射波形解釋困難;對于不合意的內(nèi)部結(jié)構(gòu),例如晶粒大小、組織結(jié)構(gòu)、多孔性、夾雜含量或細小的分散析出物等,同樣妨礙波形解釋;另外,檢測時需要參考標準試塊。2二.鍛件超聲波探傷探傷儀

鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而成。鍛壓過程包括加熱、形變和冷卻。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、裂紋等。熱處理缺陷主要是裂紋。

縮孔殘余是鑄錠中的縮孔在鍛造時切頭量不足殘留下來的，多見于鍛件的端部。<BR>疏松是鋼錠在凝固收縮時形成的不致密和孔穴，鍛造時因鍛造比不足而未全溶合，主要存在于鋼錠中心及頭部。<BR>夾雜有內(nèi)在夾雜、外來非金屬夾雜和金屬夾雜。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)，會在鍛件表面或心部形成裂紋。

按探傷時間分類，鍛件探傷可分為原材料探傷和制造過程中的探傷，產(chǎn)品檢驗及在役檢驗。<BR>原材料探傷和制造過程中探傷的目的是及早發(fā)現(xiàn)缺陷，以便及時采取措施避免缺陷發(fā)展擴大造成報廢。產(chǎn)品檢驗的目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量。在役檢驗的目的是監(jiān)督運行后可能產(chǎn)生或發(fā)展的缺陷，主要是疲勞裂紋。31．軸類鍛件的探傷

軸類鍛件的鍛造工藝主要是以拔長為主，因而大部分缺陷的取向與軸線平行，此類缺陷的探測以縱波直探頭從徑向探測效果最佳?？紤]到缺陷會有其它的分布及取向，因此軸類鍛件探傷，還應(yīng)輔以直探頭軸向探測和斜探頭周向探測及軸向探測。2．餅類、碗類鍛件的探傷餅類和碗類鍛件的鍛造工藝主要以鐓粗為主，缺陷的分布主要平行于端面，所以用直探頭在端面探測是檢出缺陷的最佳方法。3．筒類鍛件的探傷筒類鍛件的鍛造工藝是先鐓粗，后沖孔，再滾壓。因此，缺陷的取向比軸類鍛件和餅類鍛件中的缺陷的取向復(fù)雜。但由于鑄錠中質(zhì)量最差的中心部分已被沖孔時去除，因而筒類鍛件的質(zhì)量一般較好。其缺陷的主要取向仍與筒體外圓表面平行，所以筒類鍛件的探傷仍以直探頭外圓面探測為主，但對于壁較厚的筒類鍛件，須加用斜探頭探測。4（三）探測條件的選擇1．探頭的選擇

鍛件超聲波探傷時，主要使用縱波直探頭，晶片尺寸為Φ14～Φ28mm，常用Φ20mm。對于較小的鍛件，考慮近場區(qū)和耦合損耗原因，一般采用小晶片探頭。有時為了探測與探測面成一定傾角的缺陷，也可采用一定K值的斜探頭進行探測。對于近距離缺陷，由于直探頭的盲區(qū)和近場區(qū)的影響，常采用雙晶直探頭探測。

鍛件的晶粒一般比較細小，因此可選用較高的探傷頻率，常用2.5～5.0MHz。對于少數(shù)材質(zhì)晶粒粗大衰減嚴重的鍛件，為了避免出現(xiàn)“林狀回波”，提高信噪比，應(yīng)選用較低的頻率，一般為1.0～2.5MHz。5鋼鑄件探傷舉例

（直探頭平底孔AVG法）一．探傷檢測前的準備1．工件：200mm厚的鋼鑄件2．探頭：2.5PF20單晶探頭3．試塊：CS-1-56二．開機1．將探頭和超聲探傷儀連接2．開啟面板開關(guān)，開機自檢，進入探傷界面。7三．制作AVG曲線（一）校準零點首先將聲速值V=5900m/S，K=0輸入至TUD360，然后將探頭在CS-1-5試塊上移動，調(diào)節(jié)增益使200mmF2平底孔的回波約為80％，并移動閘門A套住該回波，調(diào)節(jié)零點直至聲程S=200mm

（二）制作AVG曲線

在AVG1里設(shè)置AVG為開，選擇參考模式為“平底孔”，讓閘門移至200mm孔的回波上，選定AVG2里的標定點，然后按“+”，則屏幕上顯示條完成的AVG曲線，根據(jù)探傷要求，一般可將AVG曲線轉(zhuǎn)換為F2、F4、F8三條曲線的其中一種。8四．探傷檢測200mm厚的鋼鑄件1．通過調(diào)整探傷靈敏度，使AVG曲線完整顯示在屏幕上，然后開始探傷。2．探頭移動的速度：≤1.5米/分五．存儲探傷波形和數(shù)據(jù)將探傷波形和數(shù)據(jù)存儲到相應(yīng)組號即可。9六等級分類

6.1單個缺陷反射的等級見表1.表1單個缺陷反射的等級等級

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

缺陷當(dāng)量

直徑≤Φ4＞Φ4+(＞5～8dB)Φ4+(＞8～12dB)Φ4+(＞12～16dB)＞Φ4+16dB)

6.2底波降低量的等級見表2.表2由缺陷引起底波防低量的等級等級

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

底波降低量BG/BF≤8＞8～14＞14～20＞20～26＞26

10注:①在計算缺陷引起的底面反射降低量時,應(yīng)扣除4dB/m的材質(zhì)衰減.

②表2僅適用于聲程大于一倍近場區(qū)的缺陷.

6.3密集區(qū)缺陷等級見表3.表3密集區(qū)缺陷引起的等