CN104237376B - 一种坯料超声检测缺陷定位定量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种坯料超声检测缺陷定位定量的方法，属于检验、检测领域。本发明将大中型圆柱形挤压坯料或电渣钢锭在接触法超声纵波检测过程中的异常波形状态进行分类，充分考虑声束直径以及材料透声性能的相似性，分别进行定位和定量，解决了常规的缺陷定位定量方法便不太适用的技术问题，为坯料的后续处理提供可靠依据。

Description

一种坯料超声检测缺陷定位定量方法
技术领域
本发明涉及一种坯料超声检测缺陷定位定量的方法，具体涉及一种采用常规脉冲反射式超声波探伤仪对大中型圆柱形挤压坯料或电渣钢锭进行接触法超声纵波检测的缺陷定位定量方法。属于检验、检测领域。
背景技术
由于坯料状态超声检测属于过程控制，发现缺陷锯切后下转使用，一般不会加工外表面，因此圆周表面粗糙度差，两端面不平齐，冒口多有明缩孔，锭尾有引锭板等，无法在端面进行检测，为了满足超声检测耦合的要求，常在坯料表面沿纵向长度打磨两条亮带用于放置和移动探头。大中型圆柱形挤压坯料或电渣钢锭仍是铸造组织，没有经过锻造或挤压变形，内部组织结构不致密，树枝晶发达，晶粒粗大且极度不均匀，信噪比很低，锭尾到冒口纵向长度范围内透声性能差异很大，冒口一般存在疏松甚至缩孔，坯料中部还可能存在二次缩孔或缩裂，缺陷形态变化显著，检测过程中探头稍一移动，包括底波和缺陷波在内的波形都会发生较大变化，在这种情况下，无法使用对比试块法，只能采用底面反射法，但冒口部位由于声能吸收散射衰减损耗过大，底波常会消失，因而常规的缺陷定位定量方法便不太适用，需要研究更适用的方法，从而实现为坯料的锯切处理提供可靠依据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种坯料超声检测缺陷定位定量方法，该方法实现了对大中型圆柱形挤压坯料或电渣钢锭的缺陷更准确的定位定量。
技术解决方案:
一种坯料超声检测缺陷定位定量方法，方法如下：
1)采用常规脉冲反射式超声波探伤仪对大中型圆柱形挤压坯料或电渣钢锭进行接触法超声纵波检测；
2）将大中型圆柱形挤压坯料或电渣钢锭在接触法超声纵波检测过程中的连续存在的异常波形进行分类，充分考虑声束直径以及材料透声性能的相似性，对连续缺陷进行定位和定量。
进一步：连续缺陷分类定位定量方法：
连续缺陷的测长方法
1）大中型圆柱形坯料或电渣钢锭起始于端面的缺陷测长
a冒口部位多会出现仅有缺陷波而无底波；或既无缺陷波又无底波的情况，均应视为有大缺陷存在，需要继续纵向移动探头找到底波清晰可辨的位置，仍未见缺陷波，则记录此时探头中心距冒口部位的位置L2，即距缺陷起始端的距离；
b 冒口或锭尾端有缺陷也有底波，则纵向移动探头，当缺陷波由高至低，降到草状波中无法分辨时，停止移动探头，此时探头中心距冒口部位或锭尾端的位置为L2，即距缺陷起始端的距离。
2） 大中型圆柱形坯料或电渣钢锭起始于钢锭中部的缺陷测长
a 沿大中型圆柱形坯料或电渣钢锭外圆纵向移动探头，当缺陷波由高至低，降到草状波中无法分辨时，停止移动探头，此时探头中心所在的位置为L2，即缺陷远端距冒口端或锭尾端的距离，向反方向纵向移动探头，找到缺陷波由高至低，降至草状波中无法分辨时的位置为L1，即缺陷近端距冒口端或锭尾端的距离，L2＞L1；
3）缺陷的定量
a将缺陷波高度调至荧光屏80%，记录此时的增益量dB1；
b记录缺陷刚刚消失时，即L1或L2位置的底波高度为荧光屏80%时的增益量dB2；
c以dB1和dB2代入大平底面声压回波公式计算缺陷当量。
优点
1. 通过对大中型圆柱形坯料或电渣钢锭中的缺陷波形进行判断，并对连续缺陷进行分类，充分考虑坯料材料的差异性，实现对大中型圆柱形坯料或电渣钢锭中连续缺陷更准确的定位定量，特别是对既无缺陷波又无底波，和仅有缺陷波而无底波情况下缺陷的定位定量。解决了常规的缺陷定位定量方法不适用于大中型坯料的技术问题。
2. 缺陷能够从杂波中分辨时开始测长，较常规超声检测方法中的6dB测长法更为准确。
3. 限于坯料和钢锭内部组织差异性大的特点，采用与缺陷最邻近的底波高度为基准进行定量计算，较常规的超声检测方法中取完好部位底波高度为基准定量更为准确。
具体实施方式
本发明将大中型圆柱形挤压坯料或电渣钢锭在接触法超声纵波检测过程中的异常波形状态进行分类，充分考虑声束直径以及材料透声性能的相似性，分别进行定位和定量。具体实施实例如下：
用型号为1MΦ30的探头检测直径为1m的坯料，将大中型圆柱形挤压坯料或电渣钢锭一次底波高度(尽量靠近冒口端)调至荧光屏刻度的80%，适当提高灵敏度，在分辨力至少2～4dB的前提下实施检测。
1、缺陷的深度定位
使用模拟式探伤仪时，按照1∶2调节扫描速度，并将一次底波设在荧光屏水平刻度的5格，缺陷格数为2.5，则算出缺陷深度为500mm；使用数字式探伤仪时，可直接从荧光屏读出缺陷深度500mm。
2、连续缺陷的测长
1）大中型圆柱形挤压坯料或电渣钢锭起始于端面的缺陷测长
a对起始于冒口端的仅有缺陷波而无底波，或既无缺陷波又无底波的情况，均视为有大缺陷存在，纵向移动探头找到底波清晰可辨的位置，仍未见缺陷波，则记录此时探头中心所在的位置L2=120mm；
b 缺陷起始于锭尾，有缺陷波又有底波时，纵向移动探头，直到缺陷波降到草状波中无法分辨时，停止移动探头，记录此时探头中心所在的位置为L2=100mm。
2）大中型圆柱形挤压坯料或电渣钢锭起始于钢锭中部的缺陷测长
a 从冒口端开始纵向移动探头，发现缺陷后继续移动探头，缺陷波由高至低，降到草状波中无法分辨时，停止移动探头，此时探头中心距冒口端距离为L2=500mm，向反方向纵向移动探头，缺陷波由高至低，降至草状波中无法分辨时，探头中心距冒口端距离为L1=200mm。
3、缺陷的定量
1）将缺陷波高度调至荧光屏80%，记录此时的增益量dB1；
2）记录缺陷刚刚消失时（即L1或L2位置）底波高为荧光屏80%时的增益量dB2；
3）以dB1和dB2代入大平底面声压回波公式计算缺陷当量。
采用常规脉冲反射式超声波探伤仪应用本发明方法对大中型圆柱形挤压坯料及电渣钢锭进行超声检测，通过截剖试验验证，定位准确，解决了上述技术问题，实现为坯料的锯切处理提供可靠依据。

Claims (1)

1.一种坯料超声检测缺陷定位定量方法，其特征在于，方法如下：
采用常规脉冲反射式超声波探伤仪对大中型圆柱形挤压坯料或电渣钢锭进行接触法超声纵波检测；
将大中型圆柱形挤压坯料或电渣钢锭在接触法超声纵波检测过程中连续存在的异常波形进行分类，充分考虑声束直径以及材料透声性能的相似性，对连续缺陷进行定位和定量；
连续缺陷分类定位定量方法如下：
1）大中型圆柱形坯料或电渣钢锭起始于端面的缺陷测长
a冒口部位多会出现仅有缺陷波而无底波；或既无缺陷波又无底波的情况，均应视为有大缺陷存在，需要继续纵向移动探头找到底波清晰可辨的位置，仍未见缺陷波，则记录此时探头中心距冒口部位的位置L2，即距缺陷起始端的距离；
b 冒口或锭尾端有缺陷也有底波，则纵向移动探头，当缺陷波由高至低，降到草状波中无法分辨时，停止移动探头，此时探头中心距冒口部位或锭尾端的位置为L2，即距缺陷起始端的距离；
c 根据公式1计算出钢锭所检测部位的声束直径
d6= （公式1）
d6----6dB声束直径 Ts-----探头晶片直径
λ-----波长 S-----检测声程
d 用公式2计算出缺陷长度Lf
Lf=L2 - d6 （公式2）
Lf------缺陷长度
2） 大中型圆柱形坯料或电渣钢锭起始于钢锭中部的缺陷的测长
a 沿大中型圆柱形坯料或电渣钢锭外圆纵向移动探头，当缺陷波由高至低，降到草状波中无法分辨时，停止移动探头，此时探头中心所在的位置为L2，即缺陷远端距冒口端或锭尾端的距离，向反方向纵向移动探头，找到缺陷波由高至低，降至草状波中无法分辨时的位置为L1，即缺陷近端距冒口端或锭尾端的距离，L2＞L1；
b 用公式3计算出缺陷长度
Lf= L2－L1－d6 （公式3）
c 用公式4确定缺陷两端点在钢锭上的具体位置
x1= L1+d6x2= L2－d6 （公式4）
x1、x2-----缺陷实际端点距冒口端或锭尾端的距离
3）缺陷的定量
a.将缺陷波高度调至荧光屏80%，记录此时的增益量dB1；
b.记录缺陷刚刚消失时，即L1或L2位置的底波高度为荧光屏80%时的增益量dB2；
c.以dB1和dB2代入大平底面声压回波公式计算缺陷当量。
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