【文章內容簡介】 液體中焦距 管材的超聲波檢測以縱向缺陷為主，一般當合同雙方有約定或技術文件有規(guī)定時才進行橫向缺陷的檢測。這里主要介紹縱向缺陷的檢測。 ： 液浸法檢測使用線聚焦或點聚焦縱波探頭。接觸法檢測使用與鋼管表面吻合良好的斜探頭或聚焦斜探頭。單個探頭壓電晶片長度或直徑小于或等于 25mm。探頭頻率為 ～。 選用與被檢管材規(guī)格相同，材質、熱處理及表面狀態(tài)相同或相似的管材制成，試塊上不得有影響人工反射體顯示的缺陷。對比試塊上的人工反射體為尖角槽，尖角槽的位置和尺寸如圖 。 直接接觸法橫波基準靈敏度的確定，可直接在對比試樣上將內壁人工 V形槽的反射波高度調到顯示屏滿刻度的 80%，再移動探頭，找出外壁人工 V形槽的最大反射波，在顯示屏上標出，連接兩點即為距離 波幅曲線，作為檢測時的基準靈敏度。 液浸法基準靈敏度按下述方法確定： （ ）來確定； 表 鋼管超聲波檢測縱向缺陷的人工試塊上的人工反射體尺寸 級別 長度 l， mm 深度 t占壁厚百分比， % Ⅰ 40 5（ ≤t≤1mm） Ⅱ 40 8（ ≤t≤2mm） Ⅲ 40 10（ ≤t≤3mm） ，一面用適當的速度轉動管子，一面將探頭慢慢偏心，使對比試樣管內、外表面人工反射體所產生的反射波幅度均達到顯示屏滿刻度的 50%，以此作為基準靈敏度。如不能達到此要求，也可在內、外槽設立不同的報警電平。 探頭沿徑向按螺旋線進行掃查。一種是探頭作軸向移動，管材作轉動；一種是管材不動，探頭沿螺旋線運動。探頭相對鋼管螺旋進給的螺距應保證超聲聲束對鋼管進行 100%掃查時，有不小于 15%的覆蓋率。 掃查時在基準靈敏度的基礎上提高 6dB作為掃查靈敏度。每根管材應從管材兩端沿相反方向各檢查一次。 管材檢測的驗收級別由供需雙方或相關的技術文件確定。在檢測中當發(fā)現(xiàn)缺陷時，儀器應調回到基準靈敏度，對于缺陷反射波幅度 ≥基準靈敏度，則該管材為不合格。不合格品允許在公差范圍內進行修磨，修磨后復檢。 鍛件是由熱態(tài)鋼錠經鍛壓變形而成。鍛壓過程包括加熱、變形和冷卻。鍛壓的方式大致分為鐓粗、拔長和滾壓。鐓粗是鍛造時壓力施加于坯料的兩端，形變發(fā)生在橫截面上。拔長是鍛造時壓力施加于坯料的外圓，形變發(fā)生在長度方向。滾壓是先鐓粗坯料，然后沖孔再插入芯棒并在外圓施加壓力。滾壓既有縱向形變，又有橫向形變。其中鐓粗主要用于餅類鍛件，拔長主要用于軸類鍛件，而筒類鍛件一般先鐓粗，后沖孔，再鐓壓。 為了改善鍛件的組織性能，鍛后需要進行正火、退火或調質等熱處理工藝。 ? ? 鍛件缺陷可分為鑄錠原材料缺陷、鍛造缺陷和熱處理缺陷。 ? 鑄錠原材料缺陷主要有：縮孔、疏松、夾雜、白點、裂紋等。 ? 鍛造缺陷主要有：折疊、裂紋等。 ? 熱處理缺陷主要有：裂紋等。 ? 鍛件檢測可分為原材料檢測和制造過程中的檢測，產品檢驗及在役檢驗。 原材料檢測和制造過程中檢測的目的是及早發(fā)現(xiàn)缺陷，以便及時采取措施避免缺陷發(fā)展擴大造成報廢。產品檢驗的目的是保證產品質量。在役檢驗的目的是監(jiān)督運行后可能產生或發(fā)展的缺陷，主要是疲勞裂紋。 鍛件檢測應進行縱波檢測，對筒形和環(huán)形鍛件還應增加橫波檢測。 ? ? ，盡可能地檢測到鍛件的全體積。 ? 400mm時，應從相對兩端面進行 100%的掃查。 ? ? 鍛件進行橫波檢測時，檢測方法按 JB/— 2022標準附錄 C（規(guī)范性附錄）的要求進行。 軸類鍛件的鍛造工藝主要以拔長為主，因而大部分缺陷的取向與軸線平行，此類缺陷的檢測以縱波直探頭從徑向檢測效果最佳。考慮到缺陷會有其它的分布及取向，因此軸類鍛件檢測，必要時還應輔以直探頭軸向檢測和斜探頭周向檢測及軸向檢測。 ⑴ 直探頭徑向和軸向檢測：如圖 ，直探頭作徑向檢測時將探頭置于軸的外緣，沿外緣作全面掃查，以發(fā)現(xiàn)軸類鍛件中的常見的縱向缺陷。 圖 軸類鍛件直探頭徑向、軸向檢測 直探頭作軸向檢測時，探頭置于軸的端頭，并在軸端作全面掃查，以檢出與軸線相垂直的橫向缺陷。但當軸的長度太長或軸有多個直徑不等的軸段時，會有聲束掃查不到的死區(qū)，因而此方法有一定的局限性。 ⑵ 斜探頭周向及軸向檢測：鍛件中若存在片狀軸向（尺寸較小且接近圓周面）及徑向缺陷或軸上有幾個不同直徑的軸段，用直探頭徑向及軸向檢測都難以檢出的，則必須使用斜探頭在軸的外圓作周向及軸向檢測?？紤]到缺陷的取向，檢測時探頭應作正、反兩個方向的全面掃查，如圖 。 長方體鍛件的鍛造工藝主要是以鐓粗為主，拔長為輔，缺陷主要平行于鍛件長的端面。采用直探頭在垂直的兩端面進行檢測為主，以檢測與端面平行的缺陷如圖 （ 1）（ 3）位置所示。鍛件側面檢測為輔，以檢測與端面垂直的缺陷。如圖（ 2）位置所示。 （ a）周向檢測 （ b）軸向檢測 圖 軸類鍛件斜探頭周向、軸向檢測 圖 長方體鍛件檢測 、碗類鍛件的檢測 餅類和碗類的鍛造工藝主要以鐓粗為主，缺陷的分布主要平行于端面，所以用直探頭在端面檢測是檢出缺陷的最佳方法。 對于餅類鍛件，從端面進行檢測為主，以檢測出與端面平行的缺陷。鍛件側面檢測為輔，以檢測與端面垂直的軸向缺陷。如圖 （ a）所示。 碗類鍛件的檢測，參照餅類及長方體的方法進行檢測。如圖（ b）所示。 筒類鍛件的鍛造工藝是先鐓粗，后沖壓，再滾壓。因此，缺陷的取向比軸類和餅類鍛件中的缺陷的取向復雜。但由于鑄錠中質量最差的中心部分已被沖孔時去除。因而筒類鍛件的質量一般較好。其缺陷的主要取向仍與筒類的外圓表面平行，所以筒類鍛件的檢測仍以直探頭外圓面檢測為主，但對于筒壁較厚的筒類鍛件，須增加斜探頭檢測。 1） 直探頭檢測：如圖 ，用直探頭從筒體外圓面或端面進行檢測。外圓檢測主要是發(fā)現(xiàn)與軸線平行的周向缺陷。端面檢測主要是發(fā)現(xiàn)與軸線垂直的橫向缺陷。 2）雙晶探頭檢測：如圖 ，為了檢測筒體近表面缺陷，需采用雙晶探頭從外圓面或端面檢測。 3） 斜探頭檢測：對于某些重要的筒形鍛件還要增加斜探頭從外圓進行軸向和周向檢測 ， 如圖 。 軸向檢測為了發(fā)現(xiàn)與軸線垂直的徑向缺陷 。 周向檢測為了發(fā)現(xiàn)與軸線平行的徑向缺陷 。 ，可參照上述鍛件的檢測方法進行檢測。 鍛件檢測采用脈沖反射式超聲波探傷儀進行檢測（模擬式儀器或數字式儀器），一般情況下以縱波直探頭檢測為主，對于有特殊要求的鍛件，應輔以縱波雙晶探頭或橫波探頭進行檢測。 鍛件超聲波檢測時，主要使用縱波直探頭，晶片尺寸為Φ14～ Φ25mm，常用 Φ20mm。對于較小的鍛件，考慮近場區(qū)和耦合損耗原因，一般采用小晶片探頭。有時為了檢測與檢測面成一定傾角的缺陷，也可采用一定 K值的斜探頭進行檢測。對于近距離缺陷，由于直探頭的盲區(qū)和近場區(qū)的影響，常采用雙晶直探頭檢測。 鍛件的晶粒一般比較細小，因此可選用較高的檢測頻率，單晶直探頭采用 ～ 5MHz。對于少數材質晶粒粗大衰減嚴重的鍛件，為了避免出現(xiàn)“林狀回波”，提高信噪比，應選用較低的頻率，一般為 ～ 。雙晶探頭的頻率采用 5 MHz。 在鍛件檢測時，為了實現(xiàn)較好的耦合，一般要求檢測面的表面的粗造度 Ra不高于 ，表面平整均勻，無劃傷、油垢、污物、氧化皮、油漆等。 鍛件檢測時，常用機油、漿糊等作耦合劑，也可采用專用耦合劑。當鍛件表面較粗造時也可選用甘油作耦合劑。 鍛件檢測時，原則上應在兩個相互垂直的檢測面上進行全面掃查。掃查覆蓋面應為探頭晶片直徑的 15％。探頭移動速度不大于 150mm/s。 在鍛件尺寸較大時，材質的衰減對缺定量有一定的影響。特別是材質衰減嚴重時，影響更加明顯。因此，在鍛件檢測中應進行材質衰減系數的測定。衰減系數的測定參照 有關規(guī)定。 鍛件檢測中，要根據探頭和檢測面的情況選擇試塊。 采用 CSⅠ 試塊，其形狀及尺寸應符合第 3章圖 ，尺寸應符合表 1的規(guī)定。 表 1 CSⅠ 標準試塊尺寸 mm 試塊序號 CSⅠ 1 CSⅠ 2 CSⅠ 3 CSⅠ 4 L 50 100 150 200 D 50 60 80 80 a) 工件檢測距離小于 45mm時，應采用 CSⅡ 標準試塊。 b) CSⅡ 試塊的形狀及尺寸應符合圖 ，尺寸符合表 2的規(guī)定。 3．檢測面是曲面時，應采用 CS Ⅲ 標準試塊來測定由于曲率不同而引起的聲能損失并予以補償，其形狀和尺寸如第 3章圖 。 表 2 CSⅡ 標準試塊尺寸 mm 試塊序號 孔徑 檢測距離 L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 CSⅡ 1 Φ2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 CSⅡ 2 Φ3 CSⅡ 3 Φ4 CSⅡ 4 Φ6 鍛件超聲波檢測應在熱處理后進行，因為熱處理可以細化晶粒，減少衰減。此外，還可以發(fā)現(xiàn)熱處理過程中產生的缺陷。 對于帶孔、槽和臺階的鍛件，超聲波檢測應在孔、槽、臺階加工前進行。因為孔、槽、臺階對檢測不利，容易產生各種非缺陷反射波。 當熱處理后材質衰減仍較大且對于檢測結果有較大影響時，應重新進行熱處理。 ⒈鍛件檢測前，一般根據鍛件要求的檢測范圍來調節(jié)掃描速度，以便發(fā)現(xiàn)缺陷，并對缺陷定位。 ⒉掃描速度的調節(jié)可在試塊上進行，也可在鍛件上尺寸已知的部位上進行，在試塊上調節(jié)掃描速度時，試塊的材質應與工件相同或聲學性能相近。 ⒊掃描速度的調節(jié)方法是根據檢測范圍利用已知尺寸的試塊或工件上的兩次不同反射體反射回波 (或一個反射體的兩次反射回波 )的前沿 ,分別對準相應的水平刻度值即可。注意，不能利用一次反射波與始波進行掃描速度的調節(jié)。 調節(jié)的掃描速度時，一般要求第一次的底波的前沿位置不超過水平極限刻度的 80％，以利于觀察一次底波后的某些信號情況。 ⒋鍛件檢測一般情況下是采用縱波進行檢測，因此掃描速度以縱波聲程按 1： n的比例進行調節(jié)。 ⒈鍛件檢測前，一般根據鍛件要求的檢測范圍來調節(jié)掃描速度，以便發(fā)現(xiàn)缺陷，并對缺陷定位。 ⒉掃描速度的調節(jié)可在試塊上進行，也可在鍛件上尺寸已知的部位上進行，在試塊上調節(jié)掃描速度時，試塊的材質應與工件相同或聲學性能相近。 ⒊掃描速度的調節(jié)方法是根據檢測范圍利用已知尺寸的試塊或工件上的兩次不同反射體反射回波 (或一個反射體的兩次反射回波 )的前沿 ,分別對準相應的水平刻度值即可。注意，不能利用一次反射波與始波進行掃描速度的調節(jié)。 調節(jié)的掃描速度時，一般要求第一次的底波的前沿位置不超過水平極限刻度的 80％，以利于觀察一次底波后的某些信號情況。 ⒋鍛件檢測一般情況下是采用縱波進行檢測，因此掃描速度以縱波聲程按 1： n的比例進行調節(jié)。 例：超聲波檢測 200mm厚的工件，如何校準 掃描速度？ 1）根據工件的厚度選擇掃描比例： 若取 1:1，則有 τ:200=1:1； τ =200，超出顯示屏范圍，說明此比例不行； 若取 1:2，則有 τ:200=1:2； τ =100，在顯示屏范圍，可取此比例。 或根據顯示屏的范圍進行比例，顯示屏的范圍為 100，則：100:200=1:2 , 即檢測此工件的掃描比例為 1:2 注意：掃描比例選擇