CN109781851B - 单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法，属于超声波探伤领域，使用带有单晶直探头的超声波探伤仪对热轧扁平钢板进行探伤，通过比较第一次缺陷回波F1与第一次底面回波B1波峰的高度准确对钢板内部“不连续”进行定性，判断钢板内部是否存在“金属组织偏析带”缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及超声波探伤领域，尤其是一种使用单晶直探头判断金属组织偏析带缺陷的方法，用于热轧扁平钢板探伤。
背景技术
当前用单晶直探头对热轧扁平钢板实施超声波检测，只能将其内部的缺陷进行判定、定量及评级。在实际使用中，针对超声波检测发现的不合格板材进行火焰切割、焊接等加工后，有的能达到预期使用目的，而有的就会沿着板材厚度1/2处直接开裂，即产生“分层”，最终导致工件报废。查阅相关的欧、美超声波检测标准，都没有对板材内部缺陷的严重程度进行明确说明。现行的NB/T47013.3-2015标准中5.3.9.2也只是指出 “在检测过程中，检测人员如确认板材中有白点、裂纹等缺陷存在时，应评为Ⅳ级”，并没有明确白点、裂纹等缺陷的辨别方法。所以在实际检测中，除了有判定板材内部质量优差的方法外，另外还应该有针对内部缺陷的严重程度进行评判的方法。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法，准确对钢板内部“不连续”进行定性，判断钢板内部是否存在“金属组织偏析带”缺陷。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法，使用带有单晶直探头的超声波探伤仪对热轧扁平钢板进行探伤，通过比较第一次缺陷回波F1与第一次底面回波B1波峰的高度对该缺陷部位进行定性，判断缺陷是否为金属组织偏析带。
本发明技术方案的进一步改进在于：缺陷的判断需要同时满足以下条件，
a，第一次缺陷回波F1与第一次底面回波B1同时存在，第一次缺陷回波F1的波高比第一次底面回波B1低，F1＜50% B1；
b，第一次缺陷回波F1位于板厚约1/2处，单晶直探头任意移动时缺陷回波连续出现且缺陷回波的深度位置与波高基本无变化，缺陷区域呈面积状、带状或间断性条状分布；
c，第一次缺陷回波F1波型特点为独立、陡直。
本发明技术方案的进一步改进在于：选用A型脉冲反射式超声波探伤仪。
本发明技术方案的进一步改进在于：单晶直探头直径为20mm，热轧扁平钢板厚度为20mm以上。
本发明技术方案的进一步改进在于：发现缺陷后降低检测灵敏度，以看到第一次缺陷回波F1、第一次底面回波B1的波峰为宜。
本发明技术方案的进一步改进在于：第一次缺陷回波F1的高度大小随内部金属组织偏析带的厚度大小而定，F1=35-50% B1时，偏析带厚度可达到300-400微米；F1=15-35%B1时，偏析带厚度可达到150-250微米；F1＜15% B1时，偏析带厚度可达到20-100微米。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤a中用到波高比较装置，所述波高比较装置包括安装在A型脉冲反射式超声波探伤仪示波屏处的透明卡板，卡板上对应示波屏侧边的位置通过滑槽连接一个水平的可以沿着示波屏上下移动的刻度尺，卡板上设置有刻度线。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述卡板横截面为U型，卡板两侧面卡在A型脉冲反射式超声波探伤仪侧面，卡板的透明底面与A型脉冲反射式超声波探伤仪示波屏相对。
本发明技术方案的进一步改进在于：卡板的使用方法包括以下步骤：
1）将卡板卡在A型脉冲反射式超声波探伤仪上，使得A型脉冲反射式超声波探伤仪示波屏下边缘与卡板的0刻度线相平齐，使用单晶直探头对热轧扁平钢板进行探伤；
2）A型脉冲反射式超声波探伤仪出现第一次缺陷回波F1和第一次底面回波B1后滑动刻度尺至第一次底面回波B1波峰位置，读取刻度数值；
3）将刻度尺移动至步骤2）中读取的刻度数值的一半的位置，判断第一次缺陷回波F1是否小于第一次底面回波B1波峰高度的一半。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明根据超声波探伤仪示波屏上缺陷回波波型特点及第一次缺陷回波F1与第一次底面回波B1的高度比较，准确对钢板内部“不连续”进行定性，判断钢板内部是否存在“金属组织偏析带”缺陷。本发明的方法简单易操作，可快速对缺陷部位进行定性。
本发明技术能够准确对扁平钢板中的“不连续”进行定性，即判定为：“金属组织偏析带”缺陷，从而提前知道被检钢板内部缺陷的严重程度，有利于后期加工、制作实行因材施用，避免发生焊接开裂、层间撕裂等现象导致工件返工、报废，进而减少对原材料、生产工序及现有能源的损耗。总之，本方法可对钢板内部缺陷的严重程度进行有效评估及提高了钢板在实际使用中的可靠预见性，避免了工件加工开裂、返工，也同时兼顾了钢板的安全和经济两方面的使用效果。
本发明在比较第一次缺陷回波F1与第一次底面回波B1的高度时用到了波高比较装置，波高比较装置上设置有可上下滑动的刻度尺，提供了高度比较的效率以及准确性。
附图说明
图1是本发明扁平金属板材完好部位波型图；
图2是本发明扁平金属板材内部组织偏析带缺陷波型图；
图3是本发明波高比较装置结构示意图；
其中，1、刻度尺，2、卡板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法，选用A型脉冲反射式超声波探伤仪，使用单晶直探头对热轧扁平钢板进行探伤，依据热轧扁平钢板内部存在缺陷的尺寸、种类及不同种类缺陷对超声波往复声压透射率的不同，可直接通过示波屏上各自的回波高度进行比较区分，主要是通过比较第一次缺陷回波F1与第一次底面回波B1波峰的高度对该缺陷部位进行定性，判断缺陷是否为金属组织偏析带。如图1、2所示，缺陷的判断需要同时满足以下条件：
a，第一次缺陷回波F1与第一次底面回波B1同时存在，第一次缺陷回波F1的波高比第一次底面回波B1低，F1＜50% B1；
b，第一次缺陷回波F1位于板厚约1/2处，单晶直探头任意移动时缺陷回波连续出现且缺陷回波的深度位置与波高基本无变化，呈面积状、带状或间断性条状分布；
c，第一次缺陷回波F1波型特点为独立、陡直。
本发明采用直径为20mm单晶直探头，适用于厚度20mm以上热轧扁平钢板的探伤。
在探伤过程中发现缺陷后可适当降低检测灵敏度，以看到第一次缺陷回波F1、第一次底面回波B1的波峰为宜。
同时还可以根据第一次缺陷回波F1以及第一次底面回波B1波峰高度的具体比较结果进行偏析带厚度的具体判定以便指导实际应用。第一次缺陷回波F1的高度大小随内部金属组织偏析带的厚度大小而定，F1=35-50% B1时，偏析带厚度可达到300-400微米；F1=15-35% B1时，偏析带厚度可达到150-250微米；F1＜15% B1时，偏析带厚度可达到20-100微米。
其中在步骤a中可以用到波高比较装置，如图3所示，波高比较装置包括安装在A型脉冲反射式超声波探伤仪示波屏处的透明卡板2，卡板2横截面为U型，卡板2两侧面卡在A型脉冲反射式超声波探伤仪侧面，卡板2的透明底面与A型脉冲反射式超声波探伤仪示波屏相对。卡板2上对应示波屏侧边的位置通过滑槽连接一个水平的可以沿着示波屏上下移动的刻度尺1，卡板2上设置有刻度线。卡板2的使用方法包括以下步骤：
1）将卡板2卡在A型脉冲反射式超声波探伤仪上，使得A型脉冲反射式超声波探伤仪示波屏下边缘与卡板2的0刻度线相平齐，使用单晶直探头对热轧扁平钢板进行探伤；
2）A型脉冲反射式超声波探伤仪出现第一次缺陷回波F1和第一次底面回波B1后滑动刻度尺1至第一次底面回波B1波峰位置，读取刻度数值；
3）将刻度尺1移动至步骤2）中读取的刻度数值的一半的位置，判断第一次缺陷回波F1是否小于第一次底面回波B1波峰高度的一半。
Claims (8)
1.单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法，其特征在于：使用带有单晶直探头的超声波探伤仪对热轧扁平钢板进行探伤，通过比较第一次缺陷回波F1与第一次底面回波B1波峰的高度对该缺陷部位进行定性，判断缺陷是否为金属组织偏析带；
缺陷的判断需要同时满足以下条件，
a，第一次缺陷回波F1与第一次底面回波B1同时存在，第一次缺陷回波F1的波高比第一次底面回波B1低，F1＜50% B1；
b，第一次缺陷回波F1位于板厚约1/2处，单晶直探头任意移动时缺陷回波连续出现且缺陷回波的深度位置与波高基本无变化，缺陷区域呈面积状、带状或间断性条状分布；
c，第一次缺陷回波F1波型的特点为独立、陡直。
2.根据权利要求1所述的单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法，其特征在于：选用A型脉冲反射式超声波探伤仪。
3.根据权利要求1所述的单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法，其特征在于：单晶直探头直径为20mm，热轧扁平钢板厚度为20mm以上。
4.根据权利要求1所述的单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法，其特征在于：发现缺陷后降低检测灵敏度，以看到第一次缺陷回波F1、第一次底面回波B1的波峰为宜。
5.根据权利要求1所述的单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法，其特征在于：第一次缺陷回波F1的高度大小随内部金属组织偏析带的厚度大小而定，F1=35-50% B1时，偏析带厚度可达到300-400微米；F1=15-35% B1时，偏析带厚度可达到150-250微米；F1＜15% B1时，偏析带厚度可达到20-100微米。
6.根据权利要求2所述的单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法，其特征在于：所述步骤a中用到波高比较装置，所述波高比较装置包括安装在A型脉冲反射式超声波探伤仪示波屏处的透明卡板（2），卡板（2）上对应示波屏侧边的位置通过滑槽连接一个水平的可以沿着示波屏上下移动的刻度尺（1），卡板（2）上设置有刻度线。
7.根据权利要求6所述的单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法，其特征在于：所述卡板（2）横截面为U型，卡板（2）两侧面卡在A型脉冲反射式超声波探伤仪侧面，卡板（2）的透明底面与A型脉冲反射式超声波探伤仪示波屏相对。
8.根据权利要求7所述的单晶直探头判断扁平金属板材内部组织偏析带缺陷的方法，其特征在于卡板（2）的使用方法包括以下步骤：
1）将卡板（2）卡在A型脉冲反射式超声波探伤仪上，使得A型脉冲反射式超声波探伤仪示波屏下边缘与卡板（2）的0刻度线相平齐，使用单晶直探头对热轧扁平钢板进行探伤；
2）A型脉冲反射式超声波探伤仪出现第一次缺陷回波F1和第一次底面回波B1后滑动刻度尺（1）至第一次底面回波B1波峰位置，读取刻度数值；
3）将刻度尺（1）移动至步骤（2）中读取的刻度数值的一半的位置，判断第一次缺陷回波F1是否小于第一次底面回波B1波峰高度的一半。
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