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超声波对各种工件的探伤方法

来源: 作者:ndt 人气: 发布时间:2024-11-23
摘要:铸钢件探伤 (一)铸钢曲柄的探伤 用超声波探伤仪直探头(一般为2.5兆赫)以一次脉冲反射法,在轴颈销个扇板平面进行全面探测,见下图,必要时可用斜探头在轴颈上探测轴内裂纹。 (二)齿轮坯的探伤 在热处理后用直探头(一般为2.5兆赫)在齿轮圈两端面进行
铸钢件探伤
(一)铸钢曲柄的探伤 用超声波探伤仪直探头沧州欧谱(一般为2.5兆赫)以一次脉冲反射法,在轴颈销个扇板平面进行全面探测,见下图,必要时可用斜探头在轴颈上探测轴内裂纹。
(二)齿轮坯的探伤 在热处理后用直探头(一般为2.5兆赫)在齿轮圈两端面进行探伤,如下图所示,首先用多次脉冲反射法探测有无缺陷,若有缺陷,则用一次脉冲反射法,在齿轮外圆测定缺陷的位置和分布范围。
(三)铸钢件毛坯的探伤 铸钢件毛坯(自然表面),可用水玻璃表面硬化法(或水浸法)探伤。这种方法是首先将铸钢件表面消除,然后用水玻璃敷在铸钢件表面,若铸钢件表面有小孔时,应先用稀水玻璃敷涂,然后再用粘度较大的水玻璃覆于表面,等干燥结成一层坚硬而光滑的人造表面后,再以油作耦合剂(不可用水),用直探头或斜探头进行探测。水玻璃呈碱性,对金属和皮肤有腐蚀作用,使用时应注意。

铸件探伤
铸件的生产过程较为复杂,要保证铸件的质量,必须掌握冶炼、造型、浇注、出模、热处理等一系列工艺环节。然而,在铸件中很难避免出现一些如裂纹、气泡、夹杂、疏松、缩孔等缺陷。近年来,铸件品种不断增加,质量要求更高了,为此用超声波探伤仪对铸件探测是很必要的。
一.铸件探伤的特点 1.铸件内部一般晶粒较粗,组织不均匀且不致密,与锻件相比,铸件衰减大,穿透性能差。
2.在不均匀的粗大结构的界面上会产生漫反射,在荧光屏上会出现杂乱的晶界反射波。特别在用高频率探伤时,尤为显著,妨碍对缺陷的判别。
3.一般铸件自然表面的光洁度差,不易获得良好的声耦合。
4.由于上述原因,造成铸件的探测灵敏度降低,只能发现面积较大的缺陷。
5.铸件中的缺陷,多数呈有一定体积,常有多种形状和性质的缺陷混在一起,沧州欧谱形状复杂、无明显方向,但出现部位有一定规律。
二.铸件探伤的方法 在铸件中,铸钢(除奥氏体铸钢外)的穿透性较铸铁件好,探测频率可用2~6兆赫。而铸铁、铸铜等穿透性较差,探测频率可用0.5~2兆赫。粗糙的铸钢件。其表面光洁度差,使入射的声能减小,若用普通的机油做耦合剂,几乎不嫩探测,一般需用水浸法或黏度大的耦合剂或敷设塑料薄膜等方法探测。为提高发现缺陷的能力,铸件一般需经粗加工,使光洁度符合探伤要求。
探伤铸件的方法,通常采用多次脉冲反射法,有时也用一次脉冲反射法来确定缺陷位置。多次脉冲发射法是利用声波在缺陷界面的反射和缺陷对声波衰减的原理进行探测的。对于较厚且形状简单的工件,用此方法探测是比较适宜的。当工件内部无缺陷时,则出现铸件底部的多次反射波,其波幅铸件减小,并呈指数曲线衰减,如下图a所示,当工件内部存在疏松等缺陷时,会造成声波散射,使声能衰减,则底波反射次数减少,如下图b所示,当工件内部存在严重的缺陷,则底波消失或只有杂波,如下图c所示。由工件底波的衰减状态,即可判断有无缺陷和严重程度。
若用一次脉冲反射法探测时,则由缺陷波的状态来判断铸件质量。在正常情况下,有底波反射,若工件内部有缺陷时,其波形大致有三种:一种是只有缺陷波或杂波而无底波,此属严重缩孔和疏松缺陷。第二种是有缺陷波而底波显著降低,此属一般缩孔或疏松。第三种是缺陷波与底波同时存在,底波无明显降低,此属单个缺陷。

曲轴、盘类和环类锻件探伤
曲轴的探测 曲轴的探测以直探头为主,一般在主轴颈、曲柄销及扇板上进行。必要时,可用斜探头做辅助探测,如下图1,用斜探头探测近轴颈过度区圆角处或轴键槽处的裂纹时,应注意选择声束的入射方向,如图2。探测时还应注意油孔反射波与缺陷波的区别。
(二)盘类锻件的探伤 盘类锻件(如汽轮机叶轮)是在高温、高压、高速下工作的,不允许存在白点、裂纹等缺陷。需探测的叶轮表面光洁度不应低于
6,超声波探伤仪探测部位应以缺陷集中且承受应力最大的轮壳为主。叶轮中的缺陷多垂直于锻压方向,故应以锻压方向垂直的端面作为主要探测面。探测时,以直探头为主。直探头探测能有效的发现平行于探测面的缺陷。同时,可用斜探头(或直探头在叶轮外圆周上)探测与叶轮端面垂直或倾斜的缺陷,如下图所示。
使用过的叶轮,主要是发现疲劳裂纹。因此探伤仪探测区域应选择承受应力最大的部位,如轮壳,键槽,螺纹孔以及轮面与轮缘的过渡区域的截面等,如下图示,用斜探头在轮壳外圆上探测时,可发现轮壳内的径向缺陷和键槽处的缺陷。当探头主声束射至键槽时,则出现强烈的键槽反射波,找到键槽反射波后,将探头继续向前移动,若在键槽反射波的附近出现反射波时,则键槽处存在裂纹。
环形锻件(如发电机护环)中的缺陷具有各种方向,探测时,应由不通过方向分别用直探头和斜探头进行。用直探头在护环的外圆表面进行周向探测,以发现护环内大部分缺陷,必要时,还应在端面进行探测。为发现裂纹,可用斜探头(30°,40°)从护环外圆表面作周向和轴向探测,如下图所示,使用过的护环,主要用斜探头探测其内外表面的裂纹,对通风孔边缘的裂纹尚可用表面波探测。

大锻件之转子轴探伤
 
三、大型锻件的探伤 (1)轴类锻件的探伤 轴类锻件如发动机主轴,汽轮机及发电机的转子轴以及柴油机曲轴等,在运转时,转速很高,承受中、高载荷,为了保证轴类锻件能正常工作,必须使用超声波探伤仪探测其缺陷。探测方法一般用脉冲发射法,频率通常用2.5兆赫。用直探头在轴的周围上探测时,利用直探头的中心声束来发现与轴径向中心线垂直或接近垂直的缺陷,并依靠探头的扩散声束来发现与轴径向中心线平行或接近平行的缺陷,如下图所示a,用斜探头沿轴的圆周方向探测时,可有效的发现径向缺陷,沧州欧谱特别是近于轴表面的裂纹,如图b所示。横向缺陷,可用直探头在轴的两端探测,但有的缺陷处于圆角近表面或缺陷较小距离又远,而用直探头探测难以发现时,可用斜探头沿轴的长度方向探测,如图2金属测厚仪http://www.jinshucehouyi.com。
1.转子轴的探测 转子轴一般应在锻坯经粗加工后,即进行全面探测,否则成品形状复杂不易探测。转自轴以一定的转速旋转,即可做轴向连续探测。这时要区别固定波形和游动波形,即注意观察缺陷波在荧光屏时间轴上的游动和幅度变化情况。当缺陷面积较大又处于轴中心孔附近时,容易产生游动波形,即探头相对沿轴的圆周方向移动时,缺陷波在底波(中心孔反射波)前后游动且幅度变化。一般地说,切向缺陷的反射波是不游动的,称固定波形,将向缺陷的反射波是游动的,称游动波形。当探头在有切向缺陷的转子轴的圆周上相对移动时,荧光屏上可获得位置较固定的缺陷波,缺陷波只在底波之前移动,其移动范围甚小,只有一个波幅最高值,在最高值后波幅逐渐降低,直至消失。如下图a所示,当探头在有径向缺陷的转子轴的圆周上相对移动时,缺陷波在底波前后游动范围较大,在底波之前和之后都有消失点,并有2个波幅最高值(二个最高值出现在荧光屏的同一位置上)如下图b所示,探测时也可用直探头和斜探头同时测试。
当转子轴运转一阶段后需探测时,则要采用专门的中心孔探头在轴的内孔进行。用斜探头来探测孔壁上的径向及横向缺陷。用探伤仪直探头来探测纵向缺陷,还可用表面波探头来探测轴孔表面上的径向或横向缺陷。用这种方法,可以监视转子轴内部缺陷的发展。探头可用机械传动装置旋转送入孔内,一般探伤仪探头架上有两个斜探头以探测近内孔的缺陷,并有二个直探头以探测远距离的缺陷以及监视底波讯号。此法适用于探测内孔直径大于60毫米的转子轴。
对安装完毕的电机转子轴而言,因形状复杂,若用通用的方法探测,则使探测范围受到限制,有些区域内的缺陷不能发现,因而可在电机转子的大齿面上开四个半圆形的槽,将具有相应曲率的探头放在此槽内摆动,使声束能扫查到所有截面,这样,能探测到大部分区域

超声波探伤仪对锻件探伤
(一)锻件中常见的缺陷有偏折、疏松、非金属夹杂物、气夹、白点、缩孔、裂纹等。白点及裂纹是危险性缺陷。白点与非金属夹杂物的波形如下图,探测时应注意区别。
 
一.探伤次序 超声波探伤仪对锻件的探测,可分为早期探测,验收性探测和维护探测等三种。早期探测是在锻坯经粗加工后,全面或在最易产生缺陷的部位上进行。验收性探测是在加工后再经热处理的锻件,在热处理后全面的进行。维护性探测是在工件运转一段时期后,在应力最大的部位进行。
二.探测条件 锻件的探测,主要采用脉冲反射法,表面光洁度高的用接触法,表面粗糙而未加工的用间接接触法或液浸法。需要探测的重要锻件的表面光洁度应达6以上。除奥氏体钢外,通常锻件的晶粒较细,探测频率一般采用2~5兆赫。一般的碳钢、合金钢和低合金钢锻件并经热处理的,沧州欧谱探测频率可选用2~3兆赫。未经细化处理的锻坯,宜选用1~1.5兆赫。探测近距离或微小的缺陷时,可用5兆赫。质量要求高的锻件(采用浸液法时),可用10兆赫。
锻件中的缺陷方向,一般与锻压方向垂直,因此,探测时应以锻压面作主要探测面,如下图所示。在探测过程中,探伤仪探头的移动应使被测部位的整个截面都受到声束的扫查。其移动速度约为50~100毫米/秒,移动线的间距通常不超过晶片尺寸之半。
 
探伤仪探测林敏度的选择应根据工件的要求而定,调节方法有两种:
(1)采用参考试块的直接调节。根据被测工件厚度,选取相应的参考试块,使当量孔反射波,达到规定高度。
(2)先将被测工件的底波调整到规定高度,然后根据预先做好的试验或理论算出的数据,将灵敏度提高到规定高度。在调节探测灵敏度时,仪器的“抑制”、“深度补偿”及“重复频率”之旋钮,最好放在关的位置。

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