CN106442728A - 一种风塔锻造法兰脖颈的超声波检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风塔锻造法兰脖颈的超声波检测方法，包括以下步骤：选择仪器探头、选择试块、调节扫描速度、调节检测灵敏度、调节横波检测、检测、缺陷评定、检测结果。本发明具有能够快速、准确、有效地完成对法兰脖颈的检测，解决了实际生产中容易忽视的问题，制定的检测方案花费少，耗时短，成本低，效益高的优点。

Description

一种风塔锻造法兰脖颈的超声波检测方法
技术领域
本发明公开一种风塔锻造法兰脖颈的超声波检测方法。
背景技术
风塔锻造法兰质量的检验包括外观质量及内部质量的检验。外观质量检验主要指锻件的几何尺寸、形状、表面状况等项目的检验；内部质量的检验则主要是指检查锻件本身的内在质量，是外观质量检查无法发现的质量状况，它既包含检查锻件的内部缺陷，锻件化学成分、宏观组织、显微组织及力学性能等各项目的检验,也包含检查锻件的力学性能，而对重要件、关键件或大型锻件还应进行化学成分分析。常规的直探头或斜探头探伤检测时，法兰脖颈处的缺陷平行于声束时或表面及近表面的沿法兰流线方向平行的缺陷，其既无底波又无伤波，容易造成缺陷的漏检或误检，且对于法兰脖颈的检测，常规检测方法为了其检出的能力，对于检验者的操作水平要求较高、劳动强度较大、工作效率较低等等不足。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种能够快速、准确、有效地完成风塔锻造法兰脖颈的超声波检测方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种风塔锻造法兰脖颈的超声波检测方法，包括以下步骤：仪器一般选择水平线性误差小、垂直线性好，衰减器精度高、灵敏度余量高、信噪比高、盲区分辨率力好、功率大重量轻，荧光屏亮度好，抗干扰能力强的携带式仪器，一般采用常规的A型脉冲反射式超声波探伤仪，如PXUT-350B+、PXUT-U1等超声波探伤仪；
a、选择仪器探头：超声波检测中，超声波的发射和接收都是通过探头来实现的，检测前应根据被检对象的形状、衰减和技术要求来选择探头，包括探头的型式、频率、晶片尺寸和斜探头K值的选择；探头型式有纵波直探头、横波斜探头表面波探头、双晶探头、聚焦探头等；一般根据工件的形状和可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择探头的型式，使声束轴线尽量与缺陷垂直，频率在O.5～10MHz之间，探头圆晶片尺寸一般为φ8～φ20mm，在实际探伤中，当被检工件厚度较小或者欲检出缺陷较浅时，应选用较大的K值，以便增加一次波的声程，避免近场区探伤。当工件厚度较大或者欲检出缺陷较深时，应选用较小的K值。由于超声的衰减随探头频率的增加而快速增加，而较低频率探头的发射功率也较小，同时考虑工件检测位置及近场区的影响，探头的晶片尺寸主要依据近场区来确定，在其他参数一定的情况下，晶片尺寸越大近场区越大。所以斜探头一般选择频率较高、晶片尺寸较小的探头来检测，一般采用频率2.5MHz、晶片尺寸8mm×9mm，K值一般选择1.5-2.5，前沿不大于10mm的斜探头；
b、选择试块：采用与法兰相似形状、热处理状态、表面状态的材料，如常规的法兰材质有Q345E、S355NL等低合金高强度钢，采用标准试块CSK-ⅠA校验探头的综合性能，探头的零点声速、前沿、K值角度，检测灵敏度为了保证检测结果的准确性、可重复性和可比性，采用与法兰相似形状、热处理状态、表面状态的材料，加工带有不同孔径的对比试块，也可采用标准试块CSK-ⅢA进行测量校验；
c、调节扫描速度：其调节的方法及范围是利用已知法兰脖颈尺寸的试块或工件来进行，一般采用深度调节法，但检测厚度较薄时也可采用水平调节法，仪器示波屏上时基扫描线的水平刻度值τ与实际声程x（单程）的比例关系，即τ∶x=1∶n称为扫描速度或时基扫描线比例，如扫描速度1∶2表示仪器示波屏上水平刻度1 mm表示实际声程2 mm，检测前应根据探测范围来调节扫描速度，以便在规定的范围内发现缺陷并对缺陷定位；
d、调节检测灵敏度：检测灵敏度是指在确定的声程范围内发现规定大小缺陷的能力，一般根据产品技术要求或有关标准确定，通过调节仪器上的[增益]、[衰减器]、[发射强度]灵敏度旋钮来实现；
e、调节横波检测：横波斜探头检测平面时，波束轴线在探测面处发生折射，工件中缺陷的位置由探头的折射角和声程确定或由缺陷的水平和垂直方向的投影来确定，由于横波速度可按声程、水平、深度来调节，因此缺陷定位的方法也不一样，按声程调节扫描速度时、按水平调节扫描速度时、按深度调节扫描速度时；
f、检测：清除探头移动区表面的飞溅、铁屑、油垢及其他外部杂物，确保探伤表面平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度不应超过6.3μm；检验前,探伤人员应了解受验法兰的材质、结构、曲率、厚度、坡口形式、沟槽等情况，探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度，扫查速度不应大于150mm/s，相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10%的重叠，斜探头垂直于法兰流线方向进行检测，在法兰脖颈面纵向锯齿形扫查，探头前后移动单位范围应保证扫查到全部法兰脖颈的同时，作10°-15°的左右转动；探测法兰横向缺陷探头同时进行平行和斜平行扫查；
g、缺陷评定：超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹危害性缺陷特征，通过采取改变探头角度，增加探伤面、观察动态波型、结合法兰结构工艺特征作判定；最大反射波幅位于测长线的缺陷，则依据其相应标准进行测长；最大反射波幅位于判废线的缺陷，则直接判定为不合格。
h、检测结果：用仪器设备、探头辅以特殊的检测方法，对于法兰脖颈的表面及近表面的沿法兰流线方向平行的缺陷有较好的检出能力。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
a、对于法兰脖颈的表面及近表面的缺陷能及时有效的检出。
b、对于法兰流线方向平行的缺陷反射回波强烈直观。
c、检测速度快、位置准确，解决了实际生产中容易忽视的问题，制定的检测方案花费少，耗时短，成本低，效益高。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
本发明一种风塔锻造法兰脖颈的超声波检测方法的具体实施方式，包括以下步骤：
a、选择仪器探头：超声波检测中，超声波的发射和接收都是通过探头来实现的，检测前应根据被检对象的形状、衰减和技术要求来选择探头，包括探头的型式、频率、晶片尺寸和斜探头K值的选择；探头型式有纵波直探头、横波斜探头表面波探头、双晶探头、聚焦探头等；一般根据工件的形状和可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择探头的型式，使声束轴线尽量与缺陷垂直，频率在O.5～10MHz之间，探头圆晶片尺寸一般为φ8～φ20mm，在实际探伤中，当被检工件厚度较小或者欲检出缺陷较浅时，应选用较大的K值，以便增加一次波的声程，避免近场区探伤。当工件厚度较大或者欲检出缺陷较深时，应选用较小的K值。由于超声的衰减随探头频率的增加而快速增加，而较低频率探头的发射功率也较小，同时考虑工件检测位置及近场区的影响，探头的晶片尺寸主要依据近场区来确定，在其他参数一定的情况下，晶片尺寸越大近场区越大。所以斜探头一般选择频率较高、晶片尺寸较小的探头来检测，一般采用频率2.5MHz、晶片尺寸8mm×9mm，K值一般选择1.5-2.5，前沿不大于10mm的斜探头；
b、选择试块：采用标准试块CSK-ⅠA校验探头的综合性能，探头的零点声速、前沿、K值角度，检测灵敏度为了保证检测结果的准确性、可重复性和可比性，采用与法兰相似形状、热处理状态、表面状态的材料，加工带有不同孔径的对比试块，也可采用标准试块CSK-ⅢA进行测量校验；
c、调节扫描速度：仪器示波屏上时基扫描线的水平刻度值τ与实际声程x（单程）的比例关系，即τ∶x=1∶n称为扫描速度或时基扫描线比例，如扫描速度1∶2表示仪器示波屏上水平刻度1 mm表示实际声程2 mm，检测前应根据探测范围来调节扫描速度，以便在规定的范围内发现缺陷并对缺陷定位；
d、调节检测灵敏度：检测灵敏度是指在确定的声程范围内发现规定大小缺陷的能力，一般根据产品技术要求或有关标准确定，通过调节仪器上的[增益]、[衰减器]、[发射强度]灵敏度旋钮来实现；
e、调节横波检测：横波斜探头检测平面时，波束轴线在探测面处发生折射，工件中缺陷的位置由探头的折射角和声程确定或由缺陷的水平和垂直方向的投影来确定，由于横波速度可按声程、水平、深度来调节，因此缺陷定位的方法也不一样，按声程调节扫描速度时、按水平调节扫描速度时、按深度调节扫描速度时；
f、检测：清除探头移动区表面的飞溅、铁屑、油垢及其他外部杂物，确保探伤表面平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度不应超过6.3μm；检验前,探伤人员应了解受验法兰的材质、结构、曲率、厚度、坡口形式、沟槽等情况，探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度，扫查速度不应大于150mm/s，相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10%的重叠，斜探头垂直于法兰流线方向进行检测，在法兰脖颈面纵向锯齿形扫查，探头前后移动单位范围应保证扫查到全部法兰脖颈的同时，作10°-15°的左右转动；探测法兰横向缺陷探头同时进行平行和斜平行扫查；
g、缺陷评定：超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹危害性缺陷特征，通过采取改变探头角度，增加探伤面、观察动态波型、结合法兰结构工艺特征作判定；最大反射波幅位于测长线的缺陷，则依据其相应标准进行测长；最大反射波幅位于判废线的缺陷，则直接判定为不合格。
h、检测结果：用仪器设备、探头辅以特殊的检测方法，对于法兰脖颈的表面及近表面的沿法兰流线方向平行的缺陷有较好的检出能力。
本发明在理论结合实际的基础上，采用常规的仪器和探头辅以本发明的检测方法能够快速、准确、有效地完成对法兰脖颈的检测，解决了实际生产中容易忽视的问题，制定的检测方案花费少，耗时短，成本低，效益高等一系列的优点。
申请人又一声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的实现方法及装置结构，但本发明并不局限于上述实施方式，即不意味着本发明必须依赖上述方法及结构才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用实现方法等效替换及步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开的范围之内。
本发明并不限于上述实施方式，凡采用和本发明相似结构及其方法来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种风塔锻造法兰脖颈的超声波检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）选择仪器探头：超声波检测中，超声波的发射和接收都是通过探头来实现的，检测前应根据被检对象的形状、衰减和技术要求来选择探头，包括探头的型式、频率、晶片尺寸和斜探头K值的选择；探头型式有纵波直探头、横波斜探头表面波探头、双晶探头、聚焦探头；根据工件的形状和出现缺陷的部位、方向等条件来选择探头的型式，使声束轴线与缺陷垂直，采用频率2.5MHz、晶片尺寸8mm×9mm，K值一般选择1.5-2.5，前沿不大于10mm的斜探头；
2）选择试块：加工带有不同孔径及声速基本相同的对比试块，标准试块CSK-ⅠA校验探头；
3）调节扫描速度：检测前根据探测范围来调节扫描速度，以便在规定的范围内发现缺陷并对缺陷定位；调节检测灵敏度：检测灵敏度是指在确定的声程范围内发现规定大小缺陷的能力，根据产品技术要求或有关标准确定，通过调节仪器上的[增益]、[衰减器]、[发射强度]灵敏度旋钮来实现；
4）调节横波检测：横波斜探头检测平面时，波束轴线在探测面处发生折射，工件中缺陷的位置由探头的折射角和声程确定或由缺陷的水平和垂直方向的投影来确定；
5）检测：清除探头移动区表面的飞溅、铁屑、油垢及其他外部杂物，确保探伤表面平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度不应超过6.3μm；探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度，扫查速度不应大于150mm/s，相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10%的重叠，斜探头垂直于法兰流线方向进行检测，在法兰脖颈面纵向锯齿形扫查，探头前后移动单位范围应保证扫查到全部法兰脖颈的同时，作10°-15°的左右转动；探测法兰横向缺陷探头同时进行平行和斜平行扫查；
6）缺陷评定：超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹危害性缺陷特征，通过采取改变探头角度，增加探伤面、观察动态波型、结合法兰结构工艺特征作判定；最大反射波幅位于测长线的缺陷，则依据其相应标准进行测长；最大反射波幅位于判废线的缺陷，则直接判定为不合格；
7）检测结果：用仪器设备、探头辅以特殊的检测方法，对于法兰脖颈的表面及近表面的沿法兰流线方向平行的缺陷有较好的检出能力。
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