UT3培训周凤革课件

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1、板材、锻件的超声波检测板材、锻件的超声波检测 1UT3培训周凤革一、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2UT3培训周凤革转炉 Converter 一、钢板的超声检测3UT3培训周凤革二次精炼 Secondary Refining RH真空设备LF炉设备一、钢板的超声检测4UT3培训周凤革连铸 Continuous casting 一、钢板的超声检测5UT3培训周凤革连铸 Continuous casting 一、钢板的超声检测6

2、UT3培训周凤革冷连轧设备热连轧设备轧机 rolling 一、钢板的超声检测7UT3培训周凤革轧机 rolling 一、钢板的超声检测8UT3培训周凤革一、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9UT3培训周凤革一、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

3、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10UT3培训周凤革一、钢板的超声检测3.1直接接触法11UT3培训周凤革一、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7-2c12UT3培训周凤革一、钢板的超声检测

4、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F2来评价缺陷13UT3培训周凤革一、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14UT3培训周凤革一、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

5、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15UT3培训周凤革一、钢板的超声检测当界面各次回波分别与钢板底波一一重合时，称为一次重合法以此类推：二次重合法、三次重合法、16UT3培训周凤革一、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：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17UT3培训周凤革一、钢板的超声检测3.4 探头

6、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10mm25mm19UT3培训周凤革一、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20UT3培训周凤革一、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

7、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2.520mm25mm21UT3培训周凤革一、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22UT3培训周凤革一、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

8、边缘50mm范围内作全面扫查，其余按200200mm的格子线扫查23UT3培训周凤革一、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24UT3培训周凤革一、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25UT3培训周凤革一、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3

9、00mm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26UT3培训周凤革一、钢板的超声检测3.5.2灵敏度的调整CB I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27UT3培训周凤革一、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28UT3培训周凤革一、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-360100506

10、5CB-410016090110CB-5160200140170CB-6200250190220CB标准试块尺寸标准试块尺寸29UT3培训周凤革一、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30UT3培训周凤革一、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B

11、150%31UT3培训周凤革一、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32UT3培训周凤革一、钢板的超声检测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

12、33UT3培训周凤革一、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34UT3培训周凤革一、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）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35UT3培训周凤革一、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

13、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36UT3培训周凤革一、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

14、F总占1m2的百分比： （360/10000）100%=3.6% 5%，评为级 3）综合评级为 级37UT3培训周凤革一、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%

15、，评为级 3）综合评级为 级。38UT3培训周凤革二、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，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39UT3培训周凤革二、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

16、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40UT3培训周凤革二、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41UT3培训周凤革二、铝及铝合金和钛及钛合金二、铝及铝合金和钛及钛合

17、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42UT3培训周凤革二、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%43UT3培训周凤革二、铝及铝合金和

18、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44UT3培训周凤革二、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

19、界点两种方法测得的结果以严重的为准45UT3培训周凤革二、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46UT3培训周凤革二、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相邻间距小于25mm，其指示长度为两个缺陷的总长加上间距47UT3培训周凤革二

20、、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7-448UT3培训周凤革二、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不计（cm2）256450209755025

21、缺陷大于级者49UT3培训周凤革二、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50UT3培训周凤革三、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51UT3培训周凤革三、复合板超声检测5.2检测方法与钢板的检测方法基本相

22、同探头：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52UT3培训周凤革三、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F53UT3培训周凤革三、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所示若完全脱接，则F波较强，底波

23、消失，如图7-8c所示54UT3培训周凤革三、复合板超声检测55UT3培训周凤革三、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56UT3培训周凤革三、复合板超声检测57UT3培训周凤革三、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58UT3培训周凤革三、复合板超声检测5.3.2两种复合

24、材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59UT3培训周凤革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60UT3培训周凤革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61UT3培训周凤革5.3.3未结合区缺陷的测定JB/T 4730-2005

25、规定：第一次底波低于5%屏高，且有明显未结合反射波存在时（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62UT3培训周凤革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 = 1r2三、复合板超声检测63UT3培训周凤革若底面不是全反射，其反射率为r“”，则这时底波B1与复合界面发射波S（符合良好时）的dB

26、差值为：式中r为底面声压反射率，三、复合板超声检测64UT3培训周凤革 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 三、复合板超声检测65UT3培训周凤革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66UT3培训周凤革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

27、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67UT3培训周凤革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%00050 202 75 505大于级者三、复合板超声检测68UT3培训周凤革四、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

28、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69UT3培训周凤革滚压是先镦粗坯料，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70UT3培训周凤革6.1.1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

29、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71UT3培训周凤革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

30、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72UT3培训周凤革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73UT3培训周凤革5）折叠热金属的凸出部位被压折并嵌入锻件表面形成的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74U

31、T3培训周凤革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75UT3培训周凤革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线方向分布的四、锻件超声检测76UT3培训周凤革6.2检测方法概述6.2

32、.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77UT3培训周凤革6.2.3检测方向的选择以纵波直入射为主，有时需要总波鞋入射和横波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方可实现四、锻件超声检测78UT3培训周凤革6

33、.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79UT3培训周凤革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80UT3培训周凤革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，以发

34、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81UT3培训周凤革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82UT3培训周凤革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83UT3培训周凤革对于重要的饼类、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

35、现与端面平行的缺陷有时从外园进行径向检测，以发现某些轴向缺陷四、锻件超声检测84UT3培训周凤革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85UT3培训周凤革四、锻件超声检测86UT3培训周凤革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

36、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87UT3培训周凤革6.3检测条件的选择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88UT3培训周凤革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、

37、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89UT3培训周凤革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90UT3培训周凤革四、锻件超声检测91UT3培训周凤革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92UT3培训周凤

38、革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耦合损失四、锻件超声检测93UT3培训周凤革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94UT3培训周凤革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

39、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95UT3培训周凤革计算公式d：空心圆柱体内径，mmD：空心圆柱体外径，mm“+”：四、锻件超声检测96UT3培训周凤革例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

40、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、锻件超声检测97UT3培训周凤革例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98UT3培训周凤革2）试块调节法单晶直探头当锻件厚度3N或由于几何形状

41、的限制或底面粗糙时，使用试块调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99UT3培训周凤革例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100UT3培训周凤革例4：用2.5P14Z探头检测底面粗糙厚度为400

42、mm的锻件，问如何利用100/4平底孔调节灵敏度400/2灵敏度，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灵敏度调好了四、锻件超声检测101UT3培训周凤革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102

43、UT3培训周凤革6.3.7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103UT3培训周凤革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104UT3培训周凤革 外圆周向

44、检测时，缺陷的指示长度为：105UT3培训周凤革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106UT3培训周凤革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107UT3

45、培训周凤革是3）密集缺陷回波 锻件检测中，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108UT3培训周凤革实际检测中，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

46、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109UT3培训周凤革 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110UT3培训周凤革4）游动回波在圆柱形轴类锻件检测过程中，当探头沿着轴的外圆移动时，示波屏上的缺陷回波会随着该缺陷声程的变化而游动，这种动态波形称为游动回波不同的检测灵敏度，同一缺陷回波的游动情况不同可根据检测灵敏度和回波的游动距离来鉴别游动回波一般规定游动范围达到25mm时才算游动回波根据游动回波包络线的形状

47、，可粗略地判断缺陷的形状。四、锻件超声检测111UT3培训周凤革游动回波是由于不同波束射至缺陷产生反射而引起的。波束轴线至缺陷时，缺陷声程小回波高；左右移动探头，扩散波束射至缺陷时，缺陷声程大，回波低四、锻件超声检测112UT3培训周凤革5）底面回波锻件检测中，可根据底波变化情况来判别锻件中的缺陷情况当缺陷回波很高，并有多次重复回波，而底波严重下降甚至消失时，说明锻件中存在平行于检测面的大面积缺陷当缺陷回波和底波都很低甚至消失时，说明锻件中存在大面积且倾斜的缺陷或检测面附近有大缺陷（疏松类缺陷？）当示波屏上出现密集的互相彼连的缺陷回波，底波明显降低或消失时，说明锻件中存在密集性缺陷四、锻件超声

48、检测113UT3培训周凤革6.3.9非缺陷回波分析 锻件检测中，常见的非缺陷回波有以下几种：轴向检测圆柱形锻件时产生的三角反射波轴向检测细长轴类锻件时，由于波形转换在，在示波屏上出现的迟到波当锻件中存在与检测面成61倾角的缺陷时，示波屏上出现61反射波锻件台阶、凹槽等外形轮廓引起的轮廓回波四、锻件超声检测114UT3培训周凤革6.3.10锻件质量级别判定缺陷引起底波降低量等级底波降低量BG/BF88141420202626注：本表仅适用于声程大于近场区长度的缺陷 缺陷引起的底波降低量的质量分级缺陷引起的底波降低量的质量分级 单位：单位：dB四、锻件超声检测115UT3培训周凤革等级单个缺陷当量

49、直径44 +（ 08dB）4 +（ 812dB）4 +（ 1216dB 4 +16dB6.3.10锻件质量级别判定 单个缺陷的质量分级 单个缺陷的质量分级单个缺陷的质量分级 单位：单位：mm四、锻件超声检测116UT3培训周凤革6.3.10锻件质量级别判定 密集区缺陷的质量分级等级密集区缺陷占检测总面积的百分比0 05 510 1020 20密集区缺陷的质量分级密集区缺陷的质量分级 缺陷引起的底波降低量、单个缺陷、密集区缺陷单独评级 如检测人员判定为危害性缺陷时，直接评为级 四、锻件超声检测117UT3培训周凤革例5：用2.5P20Z探头检测厚度为400mm的锻件，CL=5900m/s，材质衰

50、减系数为=0.005dB/mm，检测灵敏度400/4灵敏度，检测中在250mm处发现一处缺陷，其波高比基准波高高20dB，试根据JB/T 4730.3-2005评定该锻件的质量等级解：（1）= c / f = 5.9/2.9 = 2.36mm N=D2/4=202/（42.36）=42.4 3N = 42.43=127250 所以符合计算的条件 （2）求250mm处4mm当量的dB值 四、锻件超声检测118UT3培训周凤革（3）求该锻件缺陷的大小及评级 缺陷大小：4+209.5=4+10.5dB 该缺陷评为级四、锻件超声检测119UT3培训周凤革例5：用2.5P20Z探头检测面积为400cm2的锻件，检测中发现一处密集缺陷，其面积为24，缺陷处底波为30dB，无缺陷处底波为44dB，试根据JB/T 4730.3-2005评定该锻件的质量等级解：（1）根据密集区缺陷评级： 因为：24/400100%=6% 大于5%，所以评为级 （2）根据底波降低量评级： BGBF=4430=14dB 所以评为级 （3）综合评级为级四、锻件超声检测120UT3培训周凤革121UT3培训周凤革