UT-3培训课件-周凤革

1、板材、锻件的超声波检测板材、锻件的超声波检测一、钢板的超声检测1、钢板的加工及分类 普通钢板由板坯轧制而成的 板坯可由浇铸法或由坯料轧制或锻造而成 按材质分：板材分为碳素钢、低合金钢、奥氏体、镍及镍合金、双相不锈钢 从超声检测角度，按厚度分：薄板、中板、厚板转炉 Converter 一、钢板的超声检测二次精炼 Secondary Refining RH真空设备LF炉设备一、钢板的超声检测连铸 Continuous casting 一、钢板的超声检测连铸 Continuous casting 一、钢板的超声检测冷连轧设备热连轧设备轧机 rolling 一、钢板的超声检测轧机 rolling 一、

2、钢板的超声检测一、钢板的超声检测2、钢板中的常见缺陷 分层：是板坯中的缩孔、夹渣等在轧制过程中未熔合而形成的，分层破坏了钢板整体的连续性，影响钢板承受垂直板面的拉应力作用的强度 折叠：钢板表面局部形成相互折合的双层金属 白点：白点是钢板在轧制后冷却过程中氢原子来不及扩散而形成的，白点的断面呈白色，多出现在厚度大于40mm的钢板中 裂纹：（略） 钢板中的分层、折叠等缺陷经过轧制工序，多平行于板面一、钢板的超声检测3、中厚板的检测方法 一般采用脉冲反射式垂直入射法检测 耦合方式分为直接接触法和水浸法 使用聚焦或非聚焦的单晶直探头、双晶直探头 采用单晶直探头时，一般采用多次底波反射法，根据缺陷波与底

3、波来判断缺陷的情况 当板厚很大时才采用一次底波法或二次底波法一、钢板的超声检测3.1直接接触法一、钢板的超声检测3.1直接接触法 直接接触法：探头通过薄层耦合剂与工件接触 当探头位于完好区时，示波屏上显示多次等距离底波、无缺陷波，如图7-2a 当板中缺陷较小时，示波屏上缺陷波与底波共存，底波有所下降，如图7-2b 当板中缺陷较大时，示波屏上出现缺陷的多次发射波，底波明显下降或消失如图7-2c一、钢板的超声检测 叠加效应：板厚较薄且板中缺陷较小时，各次底波之前的缺陷波开始几次逐渐升高，然后再降低 钢板中若出现叠加效应一般应根据F1来评价缺陷 只有当板厚小于20mm时，为减少近场区的影响，才采用F

4、2来评价缺陷一、钢板的超声检测 叠加现象产生的原因： F1、F2、F3的路径不同：F1一条路径； F2四条路径；F3六条路径 路径多，叠加能量也多，缺陷回波高 但是当路径进一步增加时，衰减也迅速增加，此时衰减的影响比叠加的影响更大 所以缺陷波先升高到一定程度后，又迅速降低一、钢板的超声检测3.2 水浸法（充水耦合法） 水浸法中探头与钢板不直接接触，通过一层水来耦合 在水/钢界面（钢板上表面）上产生多次回波，与底面多次回波相互干扰，不利检测（判断） 通过调整水层厚度，可使水钢界面回波分别与钢板多次底波重合，此时示波屏上波形就会变得清晰，利于检测一、钢板的超声检测 当界面各次回波分别与钢板底波一一

5、重合时，称为一次重合法 以此类推：二次重合法、三次重合法、一、钢板的超声检测 根据钢中、水中的声速，可得各次重合法水层厚度H与钢板厚度的关系：4CnCnH钢水n为重合波次数，如n=1为一次重合法，n=2为二次重合法 水浸多次重合法检测不仅可以减少近场区的影响，而且可根据多次底波衰减情况来判断缺陷严重程度，一般采用四次重合法一、钢板的超声检测 例题：用水浸法检测厚度30mm的钢板，若采用四次重合法，则其水层厚度应为多少：mmnCnH3043044C钢水所以其水层厚度应为30mm一、钢板的超声检测3.4 探头与扫查方式的选择3.4.1探头的选择 探头的选择：频率、晶片尺寸、结构形式、数量 钢板晶粒

6、比较细，为了获得较高的分辨力，宜选用较高的频率，一般为2.55.0MHz 钢板面积大，为提高检测效率，宜选用较大直径的探头；对于板厚较小钢板，考虑近场区长度，探头直径不宜过大。一般探头直径范围为10mm25mm一、钢板的超声检测3.4.1探头的选择 根据板厚选择探头的结构形式：板厚较大时常选用单晶直探头；板厚在620mm时选用双晶直探头 探头的数量根据需求来决定，钢板生产厂常采用多通道检测一、钢板的超声检测承压设备用钢板超声检测探头选用板厚（mm）采用探头公称频率（MHz）探头晶片尺寸620双晶直探头5晶片面积不小于150mm22040单晶直探头514mm20mm40250单晶直探头2.520

7、mm25mm一、钢板的超声检测3.4.2扫查方式的选择 根据钢板用途和要求的不同，扫查方式分为全面扫查、列线扫查、边缘扫查、格子扫查一、钢板的超声检测 全面扫查：对钢板作100%的扫查，每相邻两次扫查应有10%的重叠，探头移动方向垂直于钢板压延方向 列线扫查：在钢板上画出等距离的平行列线，探头沿列线扫查，一般列线间距不大于100mm，垂直于压延方向 边缘扫查：在钢板边缘一定范围内做全面扫查，例如某钢板四周50mm范围内做全面扫查 格子扫查：在钢板边缘50mm范围内作全面扫查，其余按200200mm的格子线扫查一、钢板的超声检测3.4.3扫查速度的选择 手工检测时的扫查速度应控制在200mm/s

8、以内 另一选择依据是仪器的脉冲重复频率和响应速度 液晶屏和其他响应速度慢的仪器，应使用较小的扫查速度一、钢板的超声检测 水浸自动检测系统的最大扫查速度，与以下因素相关： 要求检测的最小缺陷尺寸 所检钢板的厚度 超声仪器限定的脉冲重复频率一、钢板的超声检测3.5 检测范围和里面的的调整3.5.1检测范围的调整 一般根据板厚来确定检测范围 接触法检测30mm以下的钢板时，应能看到B10，检测范围调到300mm左右 板厚在3080mm时，应能看到B5,检测范围为40mm左右 板厚大于80mm时，可适当减少底波的次数，但检测范围仍要保证在400mm左右一、钢板的超声检测3.5.2灵敏度的调整 CB I

9、标准试块法：适用于板厚20mm 使与工件等厚度的底面波达到满幅度的50%，再提高10dB作为基准灵敏度一、钢板的超声检测 CB 标准试块法适用于板厚20mm钢板 使其5mm平底孔第一次回波达50%作为基准灵敏度一、钢板的超声检测试块编号被检钢板厚度检测面到平底孔的距离s试块厚度TCB-120401520CB-240603040CB-3601005065CB-410016090110CB-5160200140170CB-6200250190220CB标准试块尺寸标准试块尺寸一、钢板的超声检测3.5.3底波法 可以利用多次底波来调节灵敏度 例如要求示波屏上出现5次底波，那么B5达到50%即可 当板

10、厚不小于探头的三倍近场区时，也可去钢板无缺陷完好部位的第一次底波来校准灵敏度一、钢板的超声检测3.6缺陷的判别与测定3.6.1缺陷的判别 根据缺陷波与底波来判别钢板中缺陷的情况，发现以下情况之一即作为缺陷： 缺陷第一次反射波F150% 第一次底波B1100%，第一次缺陷波与第一次底波之比F1/B150% 第一次底波B150%一、钢板的超声检测3.6.2缺陷的测定 检测中发现缺陷后，要测定缺陷的位置、大小并估判缺陷的性质：1）缺陷位置 包括缺陷深度和平面位置 深度可据示波屏上缺陷波所对的刻度来确认 平面位置根据发现缺陷的探头位置来确定，并在工件或记录纸上标出缺陷至工件相邻边界的距离一、钢板的超声

11、检测2）缺陷定量 采用测长法测定其指示长度与面积： 当F150%或F1/B150%（B1100%）时，使F1达25%或F1/B1达50%时探头移动距离即为缺陷指示长度，探头中心轨迹即为缺陷边界 当B150%时，使B1达50%时探头中心移动的距离即为缺陷的指示长度，探头中心轨迹即为缺陷边界一、钢板的超声检测3）缺陷性质的估计 分层：缺陷波形陡直，底波明显下降或消失 折叠：不一定有缺陷波，但底波明显下降，次数减少甚至消失，始波加宽 白点：波形密集尖锐活跃，底波明显降低，次数减少，重复性差，移动探头此起彼伏一、钢板的超声检测3.7钢板质量级别判定等级单个缺陷指示长度（mm）单个缺陷指示面积（cm2）

12、在任一1m1m检测面积内存在的缺陷面积百分比（%)以下单个缺陷指示面积不计（cm2）8025391005051512010010251501001025超过级者一、钢板的超声检测 单个缺陷指示长度是指缺陷的最长度尺寸 单个缺陷的指示长度小于40mm时可不作记录 缺陷指示面积是指缺陷边界范围内的面积 对于间距小于100mm或小于相邻较小缺陷指示长度时（取其较大值）的多个缺陷，以各缺陷面积之和作为单个缺陷的指示面积 检测时发现白点、裂纹等危害性缺陷时，直接评为级一、钢板的超声检测 例题1：检测1m2甲钢板，有以下缺陷：90cm22个，60cm22个， 20cm23个，各缺陷间距均大于100mm。试

13、根据JB/T 4730-2005标准评定级别。解：1）按单个缺陷评级：最大单个缺陷面积为90cm2， 超过级的50cm2,小于 级的100cm2，评为 级 2） 1m2内缺陷总面积： F总=902602203=360cm2 F总占1m2的百分比： （360/10000）100%=3.6% 5%，评为级 3）综合评级为 级一、钢板的超声检测 例题2：检测1m2乙钢板，有以下缺陷：40cm22个，间距为80mm；30cm28个， 间距为100mm。试根据JB/T 4730-2005标准评定级别。解：1）按单个缺陷评级：最大单个缺陷面积为40cm2， 缺陷间距80mm 100mm，则单个缺陷最大面积

14、为： 402=80cm2 超过级的50cm2,小于 级的100cm2，评为 级 2）1m2内缺陷总面积：F总=402308=320cm2 F总占1m2的百分比（320/10000）100%=3.2% 5%，评为级 3）综合评级为 级。二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测板材的超声检测4、铝及铝合金、钛及钛合金板材超声检测4.1铝及铝合金板加工及常见缺陷 铝及铝合金由板坯轧制而成的，板坯是由铝锭轧制而成的 板中常见缺陷有气孔、夹杂、细微裂纹 铝锭铸冶期间形成的小孔和空腔，经轧制后常常会消失。但在厚板和中厚板中热轧有时不能清除这些小孔和空腔 在铝合金铸件或板坯锻件中，

15、夹杂物是非铝颗粒，这些颗粒经轧制后以夹杂物的形式留在铝板材中二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测板材的超声检测4.2 检测方法4.2.1探头的选择 探头选择：由于铝及铝合会和钛及钛合金板材晶粒细，使用不同的频率检测时，衰减差异非常小 与钢和其他铁合金不同，可使用较高的频率 通常选用2.5-5.0 MH1或是更高的频率4.2.2扫查速度的选择 与钢板基本相同二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测板材的超声检测4.2.3扫查方式的选择 根据板材的用途和要求不同，采用的主要扫查方式分为全面扫查、列线扫查、边缘扫查和格子扫查几种 其中列线扫查的

16、问距与钢板列线扫查的间距不同，探头沿垂直于板材压延方向、间距不大于40 mm 的平行线进行扫查二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测板材的超声检测4.2.4检测范围的调整 根据板厚确定，一般与钢板相同4.2.5灵敏度的调整 铝及铝合会和钛及钛合金板检测中灵敏度的调整方法与钢板不同 先将探头置于待检板材完好部位，再调节第一次底波高度为荧光屏满刻度的80 %，以此作为基准灵敏度二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测板材的超声检测4.3缺陷的判别与测定4.3.1缺陷的判别 根据缺陷波与底波来判别钢板中缺陷的情况，发现以下情况之一即作为缺陷： 缺

17、陷第一次反射波F140% 第一次缺陷波F140%，同时F1/B1100% 第一次底波B15%二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测板材的超声检测4.3.2缺陷边界范围或指示长度的测定方法 检出缺陷后，应在他的周围继续进行检测，以确定缺陷的延伸1）双晶直探头 探头移动方向与隔声层垂直 基准灵敏度下，缺陷波下降到20%屏高，或F1/B1=100% 探头中心移动的距离即为缺陷的指示长度，探头的中心点即为缺陷的边界点 两种方法测得的结果以严重的为准二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测板材的超声检测2）单晶直探头 移动探头 基准灵敏度下，缺陷波下

18、降到20%屏高，或F1/B1=100% 探头中心移动的距离即为缺陷的指示长度，探头的中心点即为缺陷的边界点 两种方法测得的结果以严重的为准二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测板材的超声检测3）确定底波降低缺陷的边界或指示长度 移动探头（单晶或双晶） 底面第一次反射波升高到40%屏高 探头中心移动的距离即为缺陷的指示长度 探头中心点即为缺陷的边界点二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测板材的超声检测4.4缺陷的评定方法4.4.1缺陷指示长度 一个缺陷按其指示的最大长度作为其指示长度 若单个缺陷的指示长度小于25mm时，不作记录 若两个缺陷

19、相邻间距小于25mm，其指示长度为两个缺陷的总长加上间距二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测板材的超声检测4.4.2缺陷指示面积 一个缺陷按其指示的最大面积作为该缺陷的单个指示面积 若多个缺陷相邻间距小于相邻较小缺陷的指示长度（取其较大值），以各缺陷面积之和作为单个缺陷的指示面积 指示面积不计的单个缺陷见表7-4二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测板材的超声检测4.5质量级别判定 按照JB/T 4730-2005执行，见下表： 表表7-4板材质量分级板材质量分级等级单个缺陷指示长度（mm）单个缺陷指示面积（cm2）以下单个缺陷指示面积

20、不计（cm2）256450209755025缺陷大于级者二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合金板材的超声检测板材的超声检测4.5质量级别判定 若在坡口预定线两侧各50mm范围内缺陷指示长度大于或等于25mm时，应评为级 检测人员确认板中有裂纹等危害性缺陷存在时，可直接评为级三、复合板超声检测5.1复合材料中常见缺陷 复合材料由母材与复合层粘合而成，在碳钢或低合金钢母材上粘接不锈钢、钛、铝、铜合金等复合层，以提高钢板的耐腐蚀性 复合材料一般用轧制、爆炸和堆焊等方法制造 常见缺陷是脱层（脱接），即复合层与母材在界面处复合不良三、复合板超声检测5.2检测方法 与钢板的检测方法基本相同

21、探头：纵波单晶直探头或双晶直探头，频率为2.5-5.0 MHz，探头直径一般不大于25mm 灵敏度：将复合板完好区的第一次底波B1调至满屏的80% 检测面：母材或复合层三、复合板超声检测5.3缺陷的判别5.3.1两种复合材料声阻抗相近时 如不锈钢/碳钢复合板： 复合良好区基本无界面回波，若存在脱接缺陷，则在示波屏上出现缺陷波F0035. 011993. 0Z121221mmZZZZrZm三、复合板超声检测5.3.1两种复合材料声阻抗相近时 当从母材侧检测时： 若无脱接，则无缺陷波F，只有底波B，如图7-8a所示 若存在不完全脱接，则在B1前不远处F波出现多次彼连，底波B1降低，如图7-8b所示

22、 若完全脱接，则F波较强，底波消失，如图7-8c所示三、复合板超声检测三、复合板超声检测5.3.1两种复合材料声阻抗相近时 当从复合材料侧检测时： 若无脱接，则无缺陷波F，只有底波B，如图7-9a所示 若存在不完全脱接，底波B1降低， F波多次彼连，并紧随始波T与底波B1之后，如图7-9b所示 若完全脱接，则F波多次彼连，宽度增加，底波消失，如图7-9c所示三、复合板超声检测三、复合板超声检测5.3.2两种复合材料声阻抗相差较大时 如钛/碳钢复合板： 即使复合良好也会出现界面回波，这是缺陷波判别困难25. 011596. 0Z121221mmZZZZrZm三、复合板超声检测5.3.2两种复合材

23、料声阻抗相差较大时 常用如左图所示的试块比较 根据界面反射波宽度、高度和底波变化情况来判别1）从复合材料测检测时 根据界面反射波宽度L与底波B1高度来判别复合是否良好 若工件复合界面反射波L工宽度小于试块上的反射波L试宽度，且工件底波高于试块底波，则工件复合良好 如图7-11所示三、复合板超声检测2）当从母材侧检测时 根据界面反射波S与底波B1高度来判别复合是否良好 若工件复合界面反射波S低于试块中的S波，工件中底波B1高于石块中的B1,复合良好 如图7-11所示 反之复合不好三、复合板超声检测5.3.3未结合区缺陷的测定 JB/T 4730-2005规定：第一次底波低于5%屏高，且有明显未结

24、合反射波存在时（5%），该部位称为未结合区 移动探头，使第一笔底波升到40%屏高，此时探头中心作为未结合区边界点，以此确定缺陷边界、单个缺陷指示长度、未结合区面积 对于重要的复合材料可结合底波与复合界面反射波高度的dB差判别复合情况三、复合板超声检测 不考虑介质衰减和扩散衰减，且底面全反射时，底波B1与复合界面发射波S（符合良好时）的dB差值为： r：复合界面声压反射率， T：复合界面声压往复透射率，T = 1r2rr-1lg20rTlg20lg20lg2020r0a1PPPPSBBS1212ZZZZr三、复合板超声检测 若底面不是全反射，其反射率为r“”，则这时底波B1与复合界面发射波S（符

25、合良好时）的dB差值为：rr-1lg20lg20lg2021rrTSBrBS2323ZZZZr式中r为底面声压反射率，r三、复合板超声检测 例如：超声检测钢/铝复合材料，钢中Z1=45106kgm2s，铝中Z2=17.3106kgm2s，不计介质衰减和扩散衰减，且底面全反射。 则复合界面声压反射率为 底波B1与复合界面回波S的dB差为 445. 0453 .17453 .171212ZZZZrBrrTSBrBSd1 . 50.445-0.445-1r-1lg20lg20lg20221三、复合板超声检测 工件的底波与复合界面回波S的dB差可由实测得到 当实测值明显大于理论值时，说明该复合材料存在

26、脱接 当实测值与理论值相差甚小时，说明符合良好三、复合板超声检测5.4缺陷评定和质量分级 按照JB/T4730-2005标准的有关规定执行 缺陷指示长度：一个缺陷按其指示的最大长度作为其指示长度，若单个缺陷的指示长度小于25mm时，可不作记录 多个相邻的未结合区，当其间距小于等于20mm时，应作单个未结合区处理，其面积为各个未结合区面积之和 未结合率：未结合区总面积占复合板总面积的百分比三、复合板超声检测5.4缺陷评定和质量分级 复合钢板的质量分级见表7-5 破口预定线两侧各50mm的范围内，未结合的指示长度25mm时，定为级等级单个未结合指示长度（mm）单个未结合区面积（cm2）未结合率%0

27、0050 202 75 505大于级者三、复合板超声检测四、锻件超声检测6.1锻件超声检测6.1.1锻件加工及常见缺陷 锻件是将铸锭或锻坯在模具的压力下变形制成一定形状和尺寸的零件毛坯 锻压过程包括加热、形变和冷却 锻造方式大致分为镦粗、拔长和滚压 镦粗是锻压力施加于坯料的两端，形变发生在横截面上 拔长是锻压力施加于坯料的外圆，形变发生在长度方向 滚压是先镦粗坯料，然后冲孔，再插入芯棒并在外圆施加锻压力 滚压既有纵向形变，又有横向形变 镦粗主要用于饼类锻件 拔长主要用于轴类锻件 筒形锻件一般先镦粗，后冲孔，再滚压 锻件锻后需进行正火、退火或调质等热处理，以改善锻件的组织性能四、锻件超声检测6.

28、1.1锻件加工及常见缺陷 锻件中的缺陷主要有两个来源：一是铸锭中缺陷一起的；另一种是锻件及热处理中产生的，主要缺陷有：1）缩孔 铸锭冷却收缩时在头部形成的缺陷，锻造时因切头量不足而残留下来 多见于轴类锻件的头部，具有较大的体积，并位于横截面中心，在轴向具有较大的延伸长度2）缩松在铸锭凝固收缩时形成的孔隙和空穴，在锻造过程中因变形量不足而未被消除多出现在大型锻件中四、锻件超声检测3）夹杂物 分为内在金属夹杂物、外来金属夹杂物、金属夹杂物 内在金属夹杂物是铸锭中包含的脱氧剂、合金元素与气体的反应产物，尺寸较小，常飘浮于溶液上，最后集结在铸锭中心及头部 外来金属夹杂物是冶炼、浇注过程中混入的耐火材料

29、或杂质，尺寸较大，常混杂于铸锭的下部，偶然落入的非金属夹杂则无法确定其位置 金属夹杂物是冶炼时加入合金较多且尺寸较大，或者浇注时飞溅小粒或异种金属落入后未被全部熔化而形成的缺陷四、锻件超声检测4）裂纹 按照形成的原因，裂纹分为以下几种： 因冶金缺陷（如缩孔残余）在锻造时扩大而形成裂纹 因锻造工艺不当（如加热温度过高、加热速度过快、变形不均匀、变形量过大、冷却速度过快等）而形成的裂纹 热处理过程中形成的裂纹：淬火时加热温度过高，使锻件组织粗大，淬火是可能产生裂纹；冷却不当引起的开裂；回火不及时或不当，由锻件内部残余应力引起的裂纹四、锻件超声检测5）折叠 热金属的凸出部位被压折并嵌入锻件表面形成的

30、缺陷 多发生在锻件的圆角和尖角处 折叠表面上的氧化层使该部位金属无法连接四、锻件超声检测6）白点 锻件中由于氢的存在所产生的小裂纹称为白点 白点对钢材的力学性能影响很大，当白点平面垂直方向受应力作用时，工件会突然断裂 钢材中不允许存在白点 白点多在高碳钢、马氏体钢和贝氏体钢中出现 奥氏体钢和低碳铁素体钢中一般不出现白点四、锻件超声检测7）缺陷的分布特点 锻件中缺陷所具有的特点与其形成过程有关 铸锭组织在锻造过程中沿金属延伸方向被拉长，由此形成的纤维状组织通常被称为金属流线 金属流线一般代表锻造过程中金属延伸的主要方向 除裂纹外，锻件中的多数缺陷，特别是由铸锭中缺陷引起的锻件缺陷常常是沿着金属流

31、线方向分布的四、锻件超声检测6.2检测方法概述6.2.1检测方法 锻件可以采用接触法或水浸法检测 水浸法具有便于实现自动检测、人为因素少，可靠性高等特点在锻件检测上得到广泛的应用6.2.2频率的选择 锻件的组织很细，可使用较高的频率以满足高分辨力和实现对较小缺陷检测的目的四、锻件超声检测6.2.3检测方向的选择 以纵波直入射为主，有时需要纵波斜入射和横波斜入射 根据锻件中缺陷分布和方向的特点，检测时声束入射面和入射方向的选择锻造工艺和流线方向，并尽可能使声束方向与锻造流线方向垂直 例如：模锻时的变形流线与外表面平行，超声声束方向应沿外表面垂直入射，扫查须沿着外表面形状进行，常采用水浸或水套探头

32、方可实现四、锻件超声检测6.2.4检测时机 锻件常用于使用安全较高的关键部件，因此通常需要对其外表面和外形进行加工 检测时机常选在热处理后，冲孔、开槽等精加工工序之前 孔、槽、台阶等复杂的几何形状会形成检测盲区，并产生非缺陷干扰波 热处理后检测，有利于发现热处理过程中产生的缺陷，如热处理裂纹等四、锻件超声检测6.2.5轴类锻件 轴类锻件的锻造工艺以拔长为主，大部分缺陷与轴线平行 检测时以纵波直探头从径向检测效果最佳 考虑到缺陷会有其他的分布及取向，辅助直探头在端面的轴向检测 有时还应增加斜探头的径向和轴向检测四、锻件超声检测1）直探头径向和轴向检测 径向检测时，直探头置于轴的外圆做全面扫查，以

33、发现轴类锻件中常见的纵向缺陷 轴向检测时，直探头置于轴的端面，以发现与轴线垂直的横向缺陷 轴的长度太大或有台阶时，存在扫查盲区四、锻件超声检测2）斜探头周向及轴向检测 当缺陷曾径向且为片状时，或轴上有几个不同直径的轴段时，直探头轴向或径向检测都很难发现 使用适当角度的斜探头从正反两个方向做周向及轴向扫查四、锻件超声检测6.2.6饼类、碗类锻件 锻造工艺以镦粗为主，缺陷以平行于端面分布为主 直探头在端面检测是检出缺陷的最佳方法四、锻件超声检测 对于重要的饼类、碗类或厚度大的锻件，从两个端面检测 从两个端面检测时，探头置于锻件端面进行全面检测，以发现与端面平行的缺陷 有时从外园进行径向检测，以发现

34、某些轴向缺陷四、锻件超声检测6.2.7筒形或环形锻件 筒形锻件的锻造工艺是先镦粗，后冲孔再滚压 缺陷的取向比轴类锻件和饼类锻件复杂 检测时既需要纵波直入射，还应进行横波斜探头检测 由于铸锭中质量最差的中心部分已被冲孔时去除，因此锻件的质量一般较好四、锻件超声检测四、锻件超声检测1）直探头检测 从筒体外圆或端面进行检测，外园检测是发现与轴线平行的周向缺陷，端面检测是发现与轴线垂直的横向缺陷2）双晶直探头检测 发现近表面缺陷，应从端面检测（外圆？）3）斜探头检测、 轴向检测是为了发现与轴线垂直的径向缺陷 周向检测是为了发现与轴线平行的径向缺陷 周向检测时，缺陷定位应考虑修正四、锻件超声检测6.3检

35、测条件的选择6.3.1探头 纵波直入射，可选择单晶直探头 若材料为低碳钢或低合金钢，可选用较高的频率，常用2.55MHz，晶片尺寸为1425mm的探头 若材料为奥氏体钢，为避免草状回波，常用0.52MHz，晶片尺寸为1430mm的探头 对于较小的锻件或为了检出近表面缺陷，考虑探头的盲区和近场区的影响，可选用双晶直探头，频率为5MHz 横波检测一般选折K=1.0的斜探头四、锻件超声检测6.3.2耦合选择 接触法时，表面粗糙度不于高6.3m 表面平整均匀，无划伤、油污、污物、氧化皮、油漆 在试块上调整灵敏度时，考虑曲率和表面粗糙度补偿 常用机油、糨糊、甘油作耦合剂 表面较粗糙时可选用粘度更高的水玻

36、璃作耦合剂 水浸法检测时，对检测表面的要求低于接触法四、锻件超声检测6.3.3纵波直入射检测面的选择原则： 从两个相互垂直的方向进行检测， 尽可能地检测到锻件的全体积 锻件厚度超过400mm时，应从相对两端进行100%扫查四、锻件超声检测四、锻件超声检测6.3.4材质衰减系数的测定 当锻件尺寸较大时，材质的衰减系数对缺陷定量有一定的影响 特别是材质衰减严重时影响更明显 锻件检测中有时要测定材质衰减系数 见前章四、锻件超声检测6.3.5试块选择 单晶直探头常选用CS型标准试块 当检测距离小于45mm时，应采用双晶直探头和CS型标准试块 当检测面为曲面时，应采用CS标准试块来测定由于曲率不同引起的

37、耦合损失四、锻件超声检测6.3.5扫描速度调节 根据检测范围调节扫描速度，以便发现缺陷并定位 扫描速度可在试块上进行，也可在锻件已知尺寸的的部位上进行 在试块上调节扫描速度时，试块与工件的声速尽可能接近 调节扫描速度时，第一次底波前沿位置不超过水平刻度极限的80%，以利于观察一次底波之后的某些信号四、锻件超声检测6.3.6检测灵敏度的调节 检测灵敏度一般不低于最大检测距离处的2mm平底孔当量直径1）底波调节法 被检工件厚度x3N,且具有平行底面或圆柱曲底面 调解时将探头对准完好区的底面，调节增益使底波B1达到基准波高，然后用衰减器增益dB 扫查灵敏度：基准灵敏度再增加510dB四、锻件超声检测

38、 计算公式DDdlg10 x2lg20PfPBlg20f2d：空心圆柱体内径，mmD：空心圆柱体外径，mm“+”：四、锻件超声检测例1：用2.5P20Z探头径向检测500mm的实心圆柱体锻件，CL=5900m/s，问如何利用底波调节500/2灵敏度？解：= c / f = 5.9/2.9 = 2.36mm 计算500mm处底孔分贝差为dBD5 .45214. 350036. 22lg20 x2lg20PfPBlg202f2调节：将探头对准完好区圆柱体底面，调增益使底波B1达基准60%波高，然后用衰减器增益（提高）46dB，这时500/2灵敏度就调好了必要时再提高6dB作为扫查灵敏度四、锻件超声

39、检测例2：用2.5P20Z探头径向检测外径为1000mm、内径为100mm的空心圆柱体锻件，CL=5900m/s，问如何利用底波调节450/2灵敏度？解：= c / f = 5.9/2.9 = 2.36mm 计算450mm处底孔分贝差为dBDdD5 .341000100lg10214. 350036. 22lg20lg10 x2lg202f2调节：将探头对准完好区内孔，调增益使底波B1达基准60%波高，然后用衰减器增益（提高）35dB，这时450/2灵敏度就调好了必要时再提高6dB作为扫查灵敏度四、锻件超声检测2）试块调节法单晶直探头 当锻件厚度3N或由于几何形状的限制或底面粗糙时，使用试块调

40、节法 调解时将试块对准试块的平底孔，调增益使平底孔达到基准波高即可 当试块表面形状、粗糙度与锻件不同时，应进行耦合补偿 当试块与工件的材质衰减相差较大时，应进行衰减补偿四、锻件超声检测例3：用2.5P20Z探头径向检测厚度50mm的小锻件，采用CS试块调节50/2灵敏度，试块与锻件表面耦合差3dB，问如何调节灵敏度？解：将探头对准 CS试块中1号试块的2平底孔，距离为50mm，调增益使2mm平底孔回波达60%波高，然后再用衰减器提高3dB，这时50/2灵敏度调好了四、锻件超声检测例4：用2.5P14Z探头检测底面粗糙厚度为400mm的锻件，问如何利用100/4平底孔调节灵敏度400/2灵敏度，

41、试块与锻件表面耦合差6dB解：计算100/4与400/2回波分贝差 将探头对准 100/4平底孔，调增益使4mm平底孔回波达基准波高，然后再用衰减器提高36+6=42dB，这时400/2灵敏度调好了dB3610024004lg40 xxlg40PPlg201221f2f1四、锻件超声检测2）试块调节法双晶直探头 利用CS型标准试块的平底孔调节灵敏度 先根据检测要求选择平底孔 测试一组距离不同直径相同的平底孔的回波，使其中最高回波达满刻度80% 在此灵敏度条件下测试其它平底孔回波最高点，并标在示波屏上 连接这些回波最高点，得到一条平底孔距离-波幅曲线，以此作为检测灵敏度四、锻件超声检测6.3.7

42、缺陷位置测定 使用纵波直探头时，可根据示波屏上缺陷波前沿所对的水平刻度值f和扫描速度1：n来确定缺陷在锻件中的位置 缺陷至探头的距离为： xf = nf四、锻件超声检测6.3.8缺陷大小的测定1）缺陷尺寸小于声束截面 若缺陷位于x3N区域内时，常用计算法和当量AVG曲线定量法 若缺陷位于x3N区域内时，常用试块比较法定量2）缺陷尺寸大于声束截面 6dB法和端点6dB法 必要时可采用底波高度法确定缺陷的相对大小3）曲率的影响 在平面工件检测时， 6dB法测得的长度即为缺陷长度 对圆柱形锻件周向检测时，测长后应进行修正四、锻件超声检测四、锻件超声检测 外圆周向检测时，缺陷的指示长度为：1RLffx

43、RL四、锻件超声检测6.3.9缺陷回波的判别1）单个缺陷回波 锻件检测中，示波屏上单独出现的缺陷回波称为单个缺陷回波 一般单个缺陷回波是指与邻近缺陷间距大于50mm，回波高不小于2mm的缺陷 如锻件中单个的夹层、裂纹等 检测时遇到单个缺陷，应测定缺陷的位置和大小 但缺陷较小时，用当量法；当缺陷较大时，用6dB法四、锻件超声检测2）分散缺陷回波 锻件检测中，示波屏的缺陷较多且较分散，缺陷彼此间距较大，这种缺陷回波为分散缺陷回波 一般边长50mm立方体内少于5个，不小于2mm 如分散性的夹层等 分散缺陷回波一般不太大，常用当量法定量 还应测定分散缺陷的位置四、锻件超声检测是3）密集缺陷回波 锻件检

44、测中，示波屏上同时显示的缺陷回波较多，缺陷彼此间距较小，甚至连成一片，这种缺陷回波为密集缺陷回波： 以缺陷间距划分：规定相邻缺陷间的间距小于某一值时 以单位长度时基线内现实的缺陷回波数量划分：规定在相当于工件厚度值的基线内，当探头不动或稍作移动时，一定数量的缺陷回波连续或断续出现时 以单位面积中的缺陷回波划分：规定在一定检测面积下，探出缺陷回波数量超过某一数值时 以单位体积中的缺陷回波划分：规定在一定体积内，探出缺陷回波数量超过某一数值时四、锻件超声检测 实际检测中，多以单位体积内缺陷回波数量划分 JB/T 4730-2005规定在边长50mm的立法体内，数量不少于5个,当量直径不小于2mm的缺陷定义为密集缺陷 密集缺陷可能是疏松、非金属夹杂物、白点或成群的裂纹 锻件中不允许有白点缺陷四、锻件超声检测 通常白点分布范围大，且集中与锻件中心部位？ 回波清晰、尖锐 成群的白点会使底波严重下降或消失四、锻件超声检测4）游动回波 在圆柱形轴