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超聲檢測(cè)技術(shù)對(duì)缺陷定性評(píng)定的主要方法

目前應(yīng)用廣泛的是A掃描顯示型超聲脈沖反射式檢測(cè)儀。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的超聲檢測(cè)實(shí)踐,許多超聲檢測(cè)人員對(duì)其大量接觸的材料、產(chǎn)品及制造工藝有充分的了解,并通過(guò)大量的解剖分析驗(yàn)證,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),在檢測(cè)時(shí)能通過(guò)A掃描顯示型超聲脈沖反射式探傷儀,根據(jù)示波屏上出現(xiàn)缺陷回波時(shí)的波形形狀,例如視頻顯示或射頻顯示,起波速度,回波前沿的陡峭程度及回波后沿下降的速度(下降斜率),波尖形狀,回波占寬以及移動(dòng)探頭時(shí)缺陷回波的變化情況(波幅、位置、數(shù)量、形狀、動(dòng)態(tài)包絡(luò)等),還可以根據(jù)觀察多次底波的次數(shù),底波高度損失情況,再根據(jù)缺陷在被檢件中的位置,分布情況,缺陷的當(dāng)量大?。ㄅc反射率有關(guān)),延伸情況,結(jié)合具體產(chǎn)品、材料的特點(diǎn)和制造工藝作出綜合判斷,評(píng)估出缺陷的種類(lèi)和性質(zhì)。有時(shí)還可以通過(guò)改變發(fā)射超聲波脈沖的頻率、改變聲束直徑大?。ú扇【劢够虿捎貌煌睆降奶筋^等)來(lái)觀察缺陷的回波變化特征,從而識(shí)別是材料中的冶金缺陷還是組織反射。

在這方面已經(jīng)有不少經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和資料報(bào)道,例如判斷鋼鍛件中的白點(diǎn)、夾雜物、殘余縮孔、粗晶、中心疏松、方框形偏析,以及焊縫中的氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋等等。

這種判斷方法在很大程度上依賴(lài)超聲檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)水平和對(duì)特定產(chǎn)品、材料及制造工藝的充分了解,其局限性是很大的,難以推廣成為通用的評(píng)定方法。此外,作為A掃描顯示的缺陷回波所顯示的缺陷信息也有限,主要顯示的是波幅大小、位置和回波包絡(luò)形狀,而缺陷對(duì)超聲響應(yīng)的相位、頻譜等重要信息則無(wú)法顯示出來(lái),但是后兩者與缺陷性質(zhì)和種類(lèi)有著密切關(guān)系,這也正是目前廣大超聲檢測(cè)人員致力研究探索的問(wèn)題。


下面舉出一部分常見(jiàn)缺陷的回波特征:

(1)鋼鍛件中的粗晶與疏松--多以雜波、叢狀波形式或底波高度損失增大、底波反射次數(shù)減少等形式出現(xiàn)。

(2)棒材的中心裂紋--在沿圓周面作360°徑向縱波掃查時(shí),由于裂紋的輻射方向性,其反射波幅有高低變化并有不同程度的游動(dòng),在沿軸向掃查時(shí),反射波幅度和位置變化不大并顯示有一定的延伸長(zhǎng)度。

(3)鍛件中的裂紋--由于裂紋型缺陷內(nèi)含物多有氣體存在,與基體材料聲阻抗差異較大,超聲反射率高,缺陷有一定延伸長(zhǎng)度,起波速度快,回波前沿陡峭,波峰尖銳,回波后沿斜率很大,當(dāng)探頭越過(guò)裂紋延伸方向移動(dòng)時(shí),起波迅速,消失也迅速。

(4)鋼鍛件中的白點(diǎn)--波峰尖銳清晰,常為多頭狀,反射強(qiáng)烈,起波速度快,回波前沿陡峭,回波后沿斜率很大,在移動(dòng)探頭時(shí)回波位置變化迅速,此起彼伏,多處于被檢件例如鋼棒材的中心到1/2半徑范圍內(nèi),或者鋼鍛件厚度的截面的1/4~3/4中層位置,有成批出現(xiàn)的特點(diǎn)(與爐批號(hào)和熱加工批有關(guān))。當(dāng)白點(diǎn)數(shù)量多、面積大或密集分布時(shí),還會(huì)導(dǎo)致底波高度顯著降低甚至消失。

(5)鍛件中的非金屬夾雜物--多為單個(gè)反射信號(hào),起波較慢,回波前沿不太陡峭,波峰較圓鈍,回波后沿斜率不太大并且回波占寬較大。

(6)鈦合金鍛件中的高密度夾雜物(例如鎢、鉬)--多為單個(gè)反射信號(hào),回波占寬不太大,但較裂紋類(lèi)要大些,回波前沿較陡峭,后沿斜率較大,當(dāng)改變探測(cè)頻率和聲束直徑時(shí),其反射當(dāng)量大小變化不大(如為大晶?;蚱渌M織反射在這種情況下回波高度將有顯著變化)。

(7)鑄件或焊縫中的氣孔--起波快但波幅較低,有點(diǎn)狀缺陷的特征。

(8)焊縫中的未焊透--多為根部未焊透(如V型坡口單面焊時(shí)鈍邊未熔合)或中間未焊透(如X型坡口雙面焊時(shí)鈍邊未熔合),一般延伸狀況較直,回波規(guī)則單一,反射強(qiáng),從焊縫兩側(cè)探傷都容易發(fā)現(xiàn)。

(9)鑄件或焊縫中的夾渣--反射波較紊亂,位置無(wú)規(guī)律,移動(dòng)探頭時(shí)回波有變化,但波形變化相對(duì)較遲緩,反射率較低,起波速度較慢且后沿斜率不太大,回波占寬較大。

一般在可能的情況下,為了進(jìn)一步確認(rèn)缺陷性質(zhì),還應(yīng)采用其他無(wú)損檢測(cè)手段,例如X射線照相(檢查內(nèi)部缺陷)、磁粉和滲透檢驗(yàn)(檢查表面缺陷)來(lái)輔助判斷。

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