3.扫查方法的选择
锻件探伤时,原则上应在探测面上从两个相互垂直的方向进行全面扫查。扫查覆盖面应为探头直径的15%,探头移动速度不大于150mm/s。挡查过程中要注意观察缺陷波的情况和底波的变化情况。 4.材质衰减系统的测定
当锻件尺寸较大时,材质的衰减对缺陷定量百一定的影响。特别是材质衰减严重时,影响更明显。因此,在锻件探伤中有时要测定材质的衰减系数a。衰减系数可利用下式来计算:
式中:[B]1一[B]2——无缺陷处第一、二次底波高的分贝差: X——底波声程(单程)。
(6.1)
值得注意的是:测定衰减系数时,探头所对锻件底面应光洁干净,底面形状为大平底或圆柱面,χ≥3N,测试处无缺陷。一般选取三处进行测试,最后取平均值。 5.试块选择
锻件探伤中,要根据探头和探测面的情况选择试块。
采用纵波直探头探伤时,常选用CS—1和CS一2试块来调节探伤灵敏和对缺陷定量。采用纵波双晶直探头伤时常选用图6.6所示的试块来调节探伤灵敏度和对缺陷定量。该试块
的人工缺陷为平底孔,孔径有有φ2、φ3、φ4、φ6等四种,距离L分别为5、10、15、20、25、30、35、40、45mm
当探测面为曲面时,应采用曲面对比试块来测定由于曲率不同引起的耦合损失。对比试块如图6.7所示
6.探伤时机
锻件超声波探伤应在热处理后进行,因为热处理可以细化晶粒,减少衰减。此外,还可以发现热处理过程中产生的缺陷。 对于带孔、槽和台阶的锻件,超声波探伤应在孔、槽、台阶加工前进行。因为孔、槽、台阶对探伤不利,容易产生各种非缺陷回波。 当热处理后材质衰减仍较大且对于探测结果有较大影响时,应重新进行热处理。 四、扫描速度和灵敏度的调节 (一)扫描速度的调节
锻件探伤前,一般根据锻件要求的探测范围来调节扫描速度,以便发现缺陷,并对缺陷定位。
扫描速度的调节可在试块上进行,也可在锻件上尺寸已知的部位上进行,在试块上调节扫描速度时,试块上的声速应尽可能与工件相同或相近。 调节扫描速度时,一般要求第一次底波前沿位置不超过水平刻度极限的80%,以利观察一次底波之后的某些信号情况。
(二)探伤灵敏度的调节
锻件探伤灵敏度是由锻件技术要求或有关标准确定的。一般不低于φ2平底孔当量直径。 调节锻件探伤灵敏度的方法有两种,一种是利用锻件底波来调节,另一种是利用试块来调节。 1.底波调节法
当锻件被探部位厚度χ≥3N,且锻件具有平行底面或圆柱曲底面时,常用底波来调节探伤灵敏度。 底波调节法,首先要计算或查AVG曲线求得底面回波与某平底孔回波的分贝差,然后再调节。 (1)计算:对于平底面或实心圆柱体底面,同距离处平底波与平底孔回波的分贝差为:
(6.2) 式中 λ——波长;
X——被探部泣的厚度; Df——平底孔直径。
对于空心圆柱体,同距离处圆柱曲底面与平底孔回波分贝差为:
(6.3) 式中 d——空心圆柱体内径; D——空心圆柱体外径;
“+“——外圆径向探测,内孔凸柱面反射; “-”——内孔径向探测,外圆凹柱面反射。
(2)调节:探头对准完好区的底面。衰减(△+5~10)dB,调“增益”使底波B1达基准高,然后用“衰减器”增益△dB,这时灵敏度就调好了。为了便于发现缺陷可
再增益5~10dB作为搜索灵敏度,即扫查灵敏度。
例1,用2.5P20Z探头径向探伤φ500mm的实心圆柱锻件,CL=5900m/S,问如何利用底波调节500/φ2灵敏度?
解:由题意得:
①计算:50Gmm处底波与φ2平底孔回波分贝差为:
就调好了。必要时再增益6dB作为扫查灵敏度。
②调节;探头对准完好区圆柱底面,衰减55dB,调“增益”使底波B1最高达基准60%高,然后用“衰减器”增益46dB,即去掉46dB,保留9dB,这时φ2灵敏度 例2,用2.5P20Z探头径向探伤外径为φ1000mm,内径为φ100mm的空心圆柱体锻件,CL=5900m/s,问如何利用内孔回波调节450/φ2灵敏度?
解:由题意得:
①计算:450mm处内孔回波与φ2回波的分贝差为:
②调节:探头对准完好区的内孔,衰减45dB,调“增益”使底波B1达基准60%高。然后用“衰减器”增益35dB作为探伤灵敏度,再增益6dB作为扫查灵敏度。 2.试验块调节法
(1)单直探头探伤:当锻件的厚度χ<3N或出于几何形状所限或底面粗糙时,应利用具有人工缺陷的试块来调节探伤灵敏度,如CS一1和CS一2试块。调节时将探头对准所需试块的平底孔,调“增益”使平底孔回波达基准离即可。
值得注意是,当试块表面形状、粗糙度与锻件不同时,要进行耦合补偿。当试块与工件的材质衰减相差较大时,还要考虑介质衰减补偿。