超声波检测第六章.ppt

1.超声波穿透性差 铸件重要特点是组织不致密、不均匀和晶粒粗大，透声性差。不均匀的组织、粗糙的表面都会导致超声散射增大，声能损失严重，与锻件相比，铸件的可探厚度减小。另外粗糙的表面会使耦合变差，也是铸件检测灵敏度低的原因。 铸件不均匀是由于铸件各部分冷却速度不同引起的。 铸件的不致密性是由于树枝结晶方式引起的。 铸件晶粒粗大是由于高温冷却凝固过程缓慢，生核、长核时间长、使晶粒变粗。 铸件的不致密性、不均匀性和晶粒粗大，使超声波散射衰减和吸收衰减明显增加、透声性降低。 * 2.声耦合差 铸件表面粗糙，声耦合差，探伤灵敏度低，波束指向性不好，且探头磨损严重。铸件探伤中常采用高黏度耦合剂改善这种不良的耦合条件。 3.杂波干扰严重 铸件探伤干扰杂波多。一般是由于粗晶和组织不均匀性引起的散乱反射，形成草状回波，使信噪比下降。特别是频率较高时尤为严重。二是铸件形状复杂，一些轮廓回波和迟到变型波引起的非缺陷信号多。此外铸件粗糙表面也会产生一些反射回波。干扰对缺陷的正确判定。 * 铸件中的组织不致密和不均匀，以及晶粒粗大，都会使超声波产生严重的散射，被探头接收后，在荧光屏上将显示为较强的草状杂波信号；粗糙的铸造表面对声波的散射也会形成杂波信号；另外，铸件形状复杂，也非常容易产生外轮廓反射回波以及迟到回波。这些干扰信号可能会妨碍缺陷信号的识别。 4.缺陷检测要求较低 以上所述是铸件探伤的困难所在，致使铸件探伤的应用和发展受到一定的限制。但另一方面由于铸件质量要求较低，铸件中一般允许存在的缺陷尺寸较大，数量可较多，特别是工艺性的检测，有的只要求检测危险性缺陷，以便修补处理。同时铸件缺陷出现的部位规律性强，因此铸件探伤还是具有一定的价值。 * 铸件分为铸钢和铸铁，二者缺陷状况和材质及表面特点基本相同，因此其探伤方法也大致相同。 6.2.3 铸钢件探测条件的选择 1.探头 铸钢探伤，一般以纵波直探头为主，辅以横波斜探头和纵波双晶探头。 铸钢件晶粒比较粗大，衰减严重，宜选用较低的频率，一般为0.5～2.5MHz。对于厚度不大又经过热处理的铸钢件，可选用2.0～2.5MHz，对于厚度较大和未热处理的铸钢件，宜选用0.5～2.0MHz。 纵波直探头的直径一般为φ10～φ30mm，横波斜探头的折射角常为450、600、700等。 * 2.试块 铸钢件探伤常用图6.14所示的ZGZ系列平底孔对比试块。试块材质与被探铸钢件相似，不允许存在φ2平底孔缺陷。试块平底孔直径d分别为φ3、φ4、φ6等三种。平底孔声程l为25、50、75、100、150、200等六种。该试块用于测试距离－波幅曲线和调整探伤灵敏度（纵波直探头）。 3.探测表面与耦合剂 铸钢件表面粗糙，耦合条件差，探伤前应对其表面进行打磨清理，粗糙度Ra不大于12.5μm。 铸钢件探伤时，常用黏度较大的耦合剂，如浆糊、黄油、甘油、水玻璃等。 * 4.透声性测试 铸钢件晶粒较粗，组织不致密，对声波吸收和散射严重，透声性差，对探伤结果影响较大。一般探伤前要测试其透声性。铸钢件透声性可用纵波直探头来测试。将探头对准工件底面，用［衰减器］测出底波B1与B2的dB差即可。为了减少测试误差，一般测三点取平均值。测得的dB差愈大，说明透声性愈差。 5、铸钢件内外层划分 铸钢件中缺陷至表面的距离不同，其危害不一样，一般外层壁内层大。为此按铸钢件厚度划分为外层、内层、外层等三层。当其厚度＜90mm时，每层各占1/3，当其厚度≥90mm时，两外层各为30mm，其余为内层。 * 6.2.4 距离－波幅曲线的测试与灵敏度调整 根据探测要求选定一组平底孔对比试块（平底孔直径相同声程不同）测出工件与对比块的透声性和耦合损失差△dB，衰减量≥（△＋10）dB。将探头置于厚度与工件相近的试块上对准平底孔，调节仪器是平底孔最高回波达10％～20％，然后固定各旋钮，将探头分别对准不同声程的平底孔，标记各平底孔回波的最高点，连成曲线，从而得到该平底孔的距离－波幅曲线（即面板曲线）。用［衰减器］增益△dB，这时灵敏度就调好了。为了便于发现缺陷，有时再增益6dB作为扫查灵敏度。 * 6.2.5 缺陷的判别与确定 探头按选定的方式进行扫查，相邻两次扫查重叠15％，探头移动速度≤150mm/s。扫查中根据缺陷波高与底波降低情况来判别工件内部是否存在缺陷。以下几种情况作为缺陷记录。 1.缺陷回波幅度达到距离－波幅缺陷者； 2.底面回波幅度降低量≥12dB者； 3.不论缺陷回波高低，认为是线状或片状缺陷者。 发现缺陷以后，要测定缺陷的位置与大小。 缺陷的位置由示波屏上缺陷波前沿对应的水平刻度值来确