超声检测实际操作基础知识
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第一部分锻件超声检测
一、锻件的加工工艺和缺陷
1、锻件加工工艺
⑴、锻件分类
饼形锻件(碗形锻件)
轴形锻件(条形锻件)
环形锻件(筒形锻件)
⑵、锻件加工工艺
2、锻件中的主要缺陷及其特点:
⑴、缩孔:
钢锭凝固收缩时在头部形成的孔洞,锻造时锭头切割量不足而残留在锻件中。多发生在轴形锻件头部中心。
⑵、疏松
钢锭凝固收缩时因钢液补充不足在钢锭中形成的细小孔穴,锻压时未焊合残留在锻件中。
⑶、夹杂
钢锭中带来的非金属或金属夹杂物。
▪ 非金属夹杂物—冶炼时化学反应产生的氧化物夹杂和浇注时混入的耐火材料及杂质。
▪ 金属夹杂物—冶炼时加入的合金未完全溶化或浇注时混入异种金属。
⑷、折叠
钢坯表面的突起锻压时压扁折合到锻件表面。
⑸、裂纹
▪ 铸锭中的缩孔、夹杂锻压时开裂;
▪ 锻造工艺不当引起的开裂;
▪ 热处理工艺不当引起的开裂。
⑹、白点
锻件加热冷却过程中,氢原子扩散和积聚产生的氢裂纹。
缺陷特点:沿金属流线方向延伸,与锻压方向垂直。
二、锻件检测方法概述:
1、軕类锻件的检测方法:
▪ 锻造工艺及缺陷特点:
拔长工艺为主,主要缺陷取向与轴线平行;沿轴线延伸。
▪ 检测方法:
直探头径向探测为主,直探头轴向检测和斜探头周向及轴向检测为辅。
⑴、直探头径向和轴向检测
▪ 直探头径向探测(检测纵向缺陷);
▪ 直探头轴向探测(检测径向缺陷)。
⑵、斜探头周向和轴向检测(检测倾斜缺陷)
2、饼类(碗类)锻件的检测
▪ 锻造工艺及缺陷特点:镦粗工艺为主,主要缺陷取向与端面平行,沿径向延伸。
▪ 检测方法:
直探头轴向探测为主,直探头径向探测为辅。
3、筒形(环形)锻件的检测
▪ 锻造工艺及缺陷特点:
镦粗—冲孔—滚压,缺陷取向较复杂,但主要缺陷取向
与筒体外表面平行且沿轴线方向延伸。
▪ 检测方法:
▪筒形—直探头径向探测为主,直探头轴向探测和斜探头周向及轴向探测为辅。
▪ 环形—直探头轴向探测为主,直探头径向探测和斜探头周向探测为辅。
⑴、直探头径向和轴向检测
▪ 直探头径向探测(检测纵向缺陷);
▪ 直探头轴向探测(检测径向缺陷)。
⑵、双晶直探头检测:(检测近表面缺陷或薄件T<45mm )
⑶、斜探头周向和轴向检测:(检测倾斜缺陷)
三、锻件超声检测条件的选择
1、探头的选择
▪ 纵波检测:单晶直探头和双晶直探头(T<45mm)
▪ 单晶直探头
碳钢和低合金钢:2.5 MHz ,φ14-25mm
奥氏体不锈钢:0.5-2.0MHz,φ14-30mm
▪双晶直探头: 5.0MHz 晶片面积不小于150 mm2.
(薄件或近表面缺陷检测)。
▪ 横波检测:K1斜探头
2、耦合选择:
▪ 表面状态:
▪ 平整均匀,无划伤、油垢、污物、氧化皮、油漆等,
▪ 表面粗糙度Ra≦6.3μm
▪ 耦合剂
▪ 直接接触法-机油、浆糊、甘油、水玻璃(粗糙表面)
▪ 液浸法-水
3、试块的选择
⑴、当T≥45mm时,
单直探头,CS-2对比试块
⑵、当T<45mm 时,双晶直探头,CS-3对比试块
⑶、检测面为曲面时,用CS-4对比试块或作曲率耦合补偿测定。
4、直探头检测面(检测方向)的选择
NB/T47013.3-2015规定:原则上从两个相互垂直的方向检测;T>400mm,应从相对两端面检测。
5. 扫描速度和灵敏度的调节
(1)、扫描速度的调节
▪ 内容:包括探测范围调整和扫描比例调整。
▪ 探测范围调整—使工件中待检测区域能显示在示波屏上。▪ 扫描比例调整—使示波屏时基扫描线水平刻度值与工件
中的实际声程成一定的比例关系。
▪ 目的:在规定的探测范围内发现缺陷并对缺陷定位。
▪ 方法:用具有平行面的试块(材质与工件相同或相近)或工件的多次底波调整。
(2)、检测灵敏度的调节
▪ 底波调节法和试块法
①、底波调节法
▪ 适用条件:工件有平行底面或圆柱曲底面,厚度T≥3N,底面光洁,无吸声性物质接触。
▪ 计算公式:
▪ 平面工件和实心圆柱体:
▪空心圆柱体:
“+”—外壁探测
“-”—内壁探测
▪ 调节方法:
将工件一次底波调至示波屏基准高度(80%),用衰减器(或增益)将仪器灵敏度提高ΔdB。
▪ 也可根据已知条件用通用A VG曲线查出Δ。
⑵、试块调节法
①、单直探头检测
▪ 应用场合:T<3N,工件为非平行底面或圆柱曲面,底面粗糙。
▪ 试块:CS-2标准试块。
▪ 方法:按标准规定选取相应的试块。在试块上移动探头找到平底孔最大回波,调节衰减器,将平底孔回波调节到示波屏基准高度(80%)
▪ 注意:
当平底孔径或距离与标准不一致,且X≧3N时,可用
计算法确定Δ:
当工件材质、表面粗糙度、表面形状与试块不同时,应进行以下补偿:
材料衰减补偿;表面耦合补偿和曲率补偿。
材料衰减和表面耦合补偿可按如图测定。曲率补偿用CS-4对比试块测定。
NB/T47013.3-2015规定,用CS-2或CS-3Φ2平底孔作距波曲线,以此作为基准灵敏度。提高6dB作为扫查灵敏度。
②、双晶直探头检测
▪ 使用场合:T<45mm或检测近表面缺陷。
▪ 方法:试块法
▪ 试块:CS-3 1# (Φ2)对比试块。
▪ 方法:
▪ 测试该组平底孔回波,将其中最大回波调至示波屏