CN109781856A - 双晶直探头判断扁平金属板材中夹杂物群缺陷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双晶直探头判断扁平金属板材中夹杂物群缺陷的方法，涉及机械工程原材料超声波检测技术领域，包括选择安装5Pφ20F10的双晶直探头超声波探伤仪，找到缺陷位置后，观察超声波探伤仪的显示屏的图像，图像满足以下条件时，可判定该处缺陷为夹杂物群：缺陷波F与第一次底面回波B1同时存在，缺陷波F的波高不高于第一次底面回波B1的波高；缺陷波F位于板厚1/4处或3/4处；缺陷波F的波形为簇状，缺陷波F在仪器垂直声程上有多个波峰且波峰参差不齐。本发明能够准判断扁平金属板材中是否存在“夹杂物群”缺陷，从而明确知道被检板材内部缺陷的严重程度，进而减少对原材料及现有能源的损耗。

Description

双晶直探头判断扁平金属板材中夹杂物群缺陷的方法

技术领域

本发明涉及机械工程原材料超声波检测技术领域，尤其是一种板材内部缺陷的测试判断方法。

背景技术

当前用双晶直探头对热轧扁平金属板材实施超声波检测，只是将其内部的缺陷进行了定义、定量及评级，对与各种缺陷的判断规则并没有细致的介绍。对于缺陷的实际影响的认识也不够全面，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方向直接开裂，最终导致工件报废，造成上述现象的原因可能是材料内部缺陷具体类型不同。欧美标准中对缺陷使用“不连续”一词，可理解为：既包括金属内部的组织不连续，也包括金属内部的空间结构的不连续。通过大量试样的金相分析，发现部分试样内部存在金属组织偏析带、夹杂物群，而部分试样内部存在平行或近似平行于表面的裂纹，即“分层”。现行的NB/T47013.3-2015标准中的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、裂纹等缺陷具体的辨别方法，在实际操作时对于具体的缺陷的区分还有困难。在实际检测中，除了判定板材内部质量优差的方法外，还应该有针对内部缺陷的严重程度进行评判的方法以及评判材料内部严重缺陷的方法。查阅相关的欧美超声波检测标准，也没有针对相关内容的明确说明。依据热轧扁平金属板材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波形和回波高度进行比较区分。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种双晶直探头判断扁平金属板材中夹杂物群缺陷的方法，能够准判断扁平金属板材中是否具备“夹杂物群”缺陷，从而明确知道被检板材内部缺陷的严重程度，预防材料的失效，进而减少对原材料、生产工序及现有能源的损耗，提高经济效益。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

双晶直探头判断扁平金属板材中夹杂物群缺陷的方法，包括选择安装5Pφ20F10的双晶直探头超声波探伤仪对扁平金属板材进行探伤，找到缺陷位置后，观察超声波探伤仪的显示屏的图像，图像满足以下条件时，可判定该处缺陷为夹杂物群：

缺陷波F与第一次底面回波B1同时存在，缺陷波F的波高不高于第一次底面回波B1的波高；缺陷波F位于板厚1/4处或3/4处；缺陷波F的波形为簇状，缺陷波F在仪器垂直声程上有多个波峰且波峰参差不齐。

本发明技术方案的进一步改进在于：扁平金属板材厚度不小于6mm，超声波探伤仪选用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：选用检定周期内的探伤仪进行调校仪器。

本发明技术方案的进一步改进在于：判断缺陷时将与显示屏尺寸相配合的校对透明板贴合在显示屏上判断是否满足夹杂物群缺陷的所有条件，校对透明板包括透明板面，透明板面上设置有标明尺寸的横纵向不透明的尺寸线和对照波形。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述透明板面上绘制有不透明的第一次底面回波B1对照波形、对照标线和缺陷波F示意波形，对照标线设置有两条，缺陷波F示意波形对照标线位于第一次底面回波B1对照波形与透明板面侧边间距的1/4处和3/4的位置；缺陷波F示意波形位于透明板面的下底边，缺陷波F示意波形的波高低于第一次底面回波B1对照波形的波高，缺陷波F示意波形的波形为簇状，缺陷波F示意波形设置有两簇，每一簇缺陷波F示意波形均是以对照标线为对称轴左右对称的图形，缺陷波F示意波形在透明板面上有多个波峰且波峰参差不齐。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述校对透明板还包括将透明板面嵌套在内部的边框、设置在边框两侧的把手以及固定连接在边框上边缘的与显示屏上边缘相配合的按压在显示器上表面的搭钩。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明能够准判断扁平金属板材中是否具备“不连续”特征，即判定材料是否具有“夹杂物群”缺陷，从而明确知道被检板材内部缺陷的严重程度，方法简单易行，有利于为后期对材料的加工做准备，预防材料的失效，避免发生焊接开裂、层间撕裂等现象导致的工件返工、报废，进而减少对原材料、生产工序及现有能源的损耗，提高了经济效益。

本发明是根据仪器显示屏上的缺陷波波形特点及缺陷波F与第一次底面回波B1的高度比较，准确对板材内部“不连续”进行定性，即：板材内部是否存在“夹杂物群”缺陷。本发明与现有的设备，如A型脉冲反射式超声波探伤仪等紧密结合，准确性高，前期成本投入少，人员培训费用低，直接观察缺陷波特点并通过比较缺陷波F与第一次底面回波B1波峰的高度，从而进行对该缺陷部位进行定性。

通过校对透明板的使用降低了对“夹杂物群”缺陷判断的难度，通过对照波形设定了明显标准，将对缺陷的判断过程简化为与波形的对照过程，减少肉眼判断出现的偏差，提高判断的准确性，减少判断时间，提高判定的效率，同时减少了对技术人员判断培训的时间成本。

校对透明板上设置有边框，方便了对校对透明板的加持和控制。边框两侧的把手方便了对校对透明板的抓握，在将对照波形与实际的屏幕上的图像对照的过程中把手能更好的控制对照的过程，提高操作的效率。搭钩使得校对透明板可以挂在屏幕前，将校对透明板的高度限制在一定范围内，可以减少保持校对透明板高度所需的控制力，防止操作人员的疲劳。

附图说明

图1是本发明中校对透明板示意图；

其中，1、透明板面，2、边框，3、把手，4、搭钩，5、第一次底面回波B1对照波形，6、缺陷波F示意波形，7、对照标线。

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：

一种双晶直探头判断扁平金属板材中夹杂物群缺陷的方法，适用于用A型脉冲反射式超声波探伤仪对厚度6mm以上的扁平金属板材实施内部夹杂物群的检测，同样适用于用常规5Pφ20F10的双晶直探头对厚度6mm以上的扁平金属板材实施内部夹杂物群的检测，包括以下步骤：

(1)选择使用5Pφ20F10的双晶直探头：

(2)选择使用检定周期内的探伤仪进行调校仪器；

(3)找到缺陷后，调节检测灵敏度，看到缺陷波波峰轮廓；

(4)判断波形是否满足以下条件时，如满足可判定该处缺陷为夹杂物群：

缺陷波F与第一次底面回波B1二者同时存在，缺陷波F的波高一般低于第一次底面回波B1的波高；缺陷波F位于板厚的1/4处或3/4处，这是由于通常轧制板材时使用的生产连铸钢坯时采用了电磁搅拌工艺，夹杂物群多位于板厚约1/4处或3/4处，板厚在屏幕上可表示出来；缺陷波F的波形为簇状，缺陷波F在仪器垂直声程上有多个波峰且波峰参差不齐。步骤(4)通过将与显示屏校对透明板1判断波形贴合在显示屏上来判断是否满足上述条件，校对透明板与屏幕的尺寸相配合。

校对透明板的厚度较薄，不超过3毫米，校对透明板不会轻易变形，校对透明板的材质是透明的塑料或有机玻璃，校对透明板的密度很小，质地轻薄。透明板面1上设置有尺寸线和对照图形，尺寸线和对照图形都是不透明的。尺寸线上标明了尺寸，尺寸线的方向为水平和竖直的网格状，尺寸线横纵交错。

如图1所示，所述校对透明板的对照图形包括透明板面1、边框2、把手3和搭钩4。其中透明板面1上绘制有对照标线7、第一次底面回波B1对照波形5和缺陷波F示意波形5，对照标线7、第一次底面回波B1对照波形5和缺陷波F示意波形5都是不透明的图形。对照标线7设置有两条，缺陷波F示意波形对照标线7位于第一次底面回波B1对照波形5与透明板面1的侧边之间，对照标线7与透明板面1的侧边的距离为第一次底面回波B1对照波形5与透明板面1的侧边的间距的1/4处和3/4。缺陷波F示意波形6涵盖了第一次底面回波B1对照波形5与透明板面1侧边间距的1/4处和3/4的两个位置，距离缺陷波F示意波形6最近的第一次底面回波B1对照波形5与绘制有缺陷波F示意波形6的一侧的透明板面1侧边间距表示了板厚。缺陷波F示意波形6的波形为簇状，缺陷波F示意波形6宽度较窄，每一簇缺陷波F示意波形6均是左右对称的图形，每一簇缺陷波F示意波形6以对照标线7为对称轴，在透明板面1上有多个波峰且波峰参差不齐。

边框2将透明板面1嵌套在其内部，把手3设置在边框2的两侧，固定连接搭钩4固定连接在边框2的上边缘，搭钩4与显示屏上边缘相配合并按压在显示器上表面。

当用5Pφ20F10的双晶直探头进行检测时，若缺陷波F与第一次底面回波B1同时存在，缺陷波F位于板厚约1/4处或3/4处，且缺陷波F波形如图1中对照波形所示，其波形为簇状，在仪器垂直声程上有多个波峰且波峰参差不齐，则可判定该处缺陷为夹杂物群，该缺陷群由数个平行于板材轧制面的面状夹杂物组成，群整体也平行于板材轧制面分布。

与之配合的使用校对透明板的使用方法是将搭钩4搭载屏幕的上表面，使校对透明板不会下落；之后将缺陷波F示意波形6的位置与屏幕中的缺陷波F的图形向重合，不要求二者完全一致；调节校对透明板的水平位置，使得第一次底面回波B1对照波形5与屏幕上第一次底面回波B1的图形尽量的重合，使得屏幕中的缺陷波F的图形的中线与对照标线7尽量对齐，也不要求屏幕中的图形与对照完全一致；通过校对透明板上的尺寸线对比第一次底面回波B1对照波形5、缺陷波F示意波形6是否与第一次底面回波B1、缺陷波F波形，查看这些长度的关系是否符合判断要求，是否差异过大。整个判断过程大约花费几秒钟，基本没有判断所需的使用门槛，此方法可多次重复使用，准确性高。

此外，还可以依据热轧扁平金属板材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。发现夹杂物群部位的最小当量直径依据超声波菱形区在缺陷处的尺寸而定。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.双晶直探头判断扁平金属板材中夹杂物群缺陷的方法，其特征在于：

选择安装5Pφ20F10的双晶直探头超声波探伤仪对扁平金属板材进行探伤，找到缺陷位置后，观察超声波探伤仪的显示屏的图像，图像满足以下条件时，可判定该处缺陷为夹杂物群：

缺陷波F与第一次底面回波B1同时存在，缺陷波F的波高不高于第一次底面回波B1的波高；缺陷波F位于板厚1/4处或3/4处；缺陷波F的波形为簇状，缺陷波F在仪器垂直声程上有多个波峰且波峰参差不齐。

2.根据权利要求1所述的双晶直探头判断扁平金属板材中夹杂物群缺陷的方法，其特征在于：扁平金属板材厚度不小于6mm， 超声波探伤仪选用A型脉冲反射式超声波探伤仪。

3.根据权利要求1所述的双晶直探头判断扁平金属板材中夹杂物群缺陷的方法，其特征在于：选用检定周期内的探伤仪进行调校仪器。

4.根据权利要求1所述的双晶直探头判断扁平金属板材中夹杂物群缺陷的方法，其特征在于：判断缺陷时将与显示屏尺寸相配合的校对透明板贴合在显示屏上判断是否满足夹杂物群缺陷的所有条件，校对透明板包括透明板面（1），透明板面（1）上设置有标明尺寸的横纵向不透明的尺寸线和对照波形。

5.根据权利要求3所述的双晶直探头判断扁平金属板材中夹杂物群缺陷的方法，其特征在于：所述透明板面（1）上绘制有不透明的第一次底面回波B1对照波形（5）、对照标线（7）和缺陷波F示意波形（6），对照标线（7）设置有两条，缺陷波F示意波形对照标线（7）位于第一次底面回波B1对照波形（5）与透明板面（1）侧边间距的1/4处和3/4的位置；缺陷波F示意波形（6）位于透明板面（1）的下底边，缺陷波F示意波形（6）的波高低于第一次底面回波B1对照波形（5）的波高，缺陷波F示意波形（6）的波形为簇状，缺陷波F示意波形（6）设置有两簇，每一簇缺陷波F示意波形（6）均是以对照标线（7）为对称轴左右对称的图形，缺陷波F示意波形（6）在透明板面（1）上有多个波峰且波峰参差不齐。

6.根据权利要求4所述的双晶直探头判断扁平金属板材中夹杂物群缺陷的方法，其特征在于：所述校对透明板还包括将透明板面（1）嵌套在内部的边框（2）、设置在边框（2）两侧的把手（3）以及固定连接在边框（2）上边缘的与显示屏上边缘相配合的按压在显示器上表面的搭钩（4）。