陳浩楠++付翔

摘 要：文章分析了鍛鋼件超聲檢測(cè)出現(xiàn)的某些問(wèn)題，認(rèn)為在實(shí)際工作中應(yīng)重視每個(gè)相關(guān)環(huán)節(jié)，正確合理應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)，提高檢測(cè)結(jié)果的可靠性，并且對(duì)特大鍛鋼件超聲檢測(cè)以及缺陷定性方面提出建議。

關(guān)鍵詞：鍛鋼件；超聲檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TG115.28 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）12-0066-02

一般的鍛鋼件超聲檢測(cè)，通常指的是聲學(xué)性能較好的鐵素基體鋼鍛鋼件?；诔暀z測(cè)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在鍛鋼件檢測(cè)技術(shù)方面較為成熟，并在大型鍛鋼件無(wú)損檢測(cè)中優(yōu)勢(shì)更為明顯。為了提升超聲檢測(cè)的準(zhǔn)確性，本文從下面幾類實(shí)際過(guò)程中易產(chǎn)生的問(wèn)題給予討論。

1 超聲波檢測(cè)靈敏度的設(shè)置

檢測(cè)靈敏度設(shè)置的方法是基于超聲波聲場(chǎng)理論。

1.1 超聲波聲場(chǎng)的理論模型

超聲檢測(cè)一般采用的是探頭作為平面發(fā)射聲源，尺寸有限。只有在工件厚度大于3倍近場(chǎng)區(qū)的條件下與球面波相似。如圖1所示。

1.2 鍛件超聲波探傷靈敏度調(diào)節(jié)的方法

根據(jù)上述特點(diǎn)，鍛件超聲波探傷靈敏度調(diào)節(jié)，分為試塊比較方法和聲場(chǎng)聲壓計(jì)算方法。

1.2.1 試塊方法

下面討論的幾種情況適用于用人工試塊平底孔反射體回波聲壓來(lái)調(diào)節(jié)超聲檢測(cè)的靈敏度：

①被檢工件聲程（截面厚度）小于3倍近場(chǎng)區(qū)；

②被檢工件沒(méi)有近似平行表面；

③被檢工件存在大量缺陷影響，檢測(cè)不到完好透聲區(qū)域。

1.2.2 聲壓反射率計(jì)算方法

聲場(chǎng)聲壓法利用被檢工件平行底面作為基準(zhǔn)反射體，與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求的平底孔當(dāng)量值（靈敏度數(shù)值）的要求進(jìn)行計(jì)算，求出差值△dB來(lái)調(diào)節(jié)檢測(cè)靈敏度。其中要求工件有相對(duì)平行的面，且工件厚度大于3倍近場(chǎng)區(qū)。

上述方法在通常情況下是可行的，若提高精確度還要考慮聲波的衰減，試塊法還應(yīng)考慮工件表面與試塊表面粗糙度不同所產(chǎn)生的增益補(bǔ)償。

由于工業(yè)技術(shù)水平的發(fā)展，大型鍛鋼件市場(chǎng)需求增多，其工件厚度可能達(dá)到2 m或2 m以上，而且靈敏度等級(jí)要求也逐步提高。如大型的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸超聲檢測(cè)靈敏度要求達(dá)到Ф1.6。如2 m厚度的鍛鋼件檢測(cè)靈敏度為Ф1.6時(shí)△dB要在60 dB以上。

①如果信噪比滿足條件下，可降低基準(zhǔn)回波高度及將檢測(cè)靈敏度量值設(shè)置在截面中心位置，缺陷量值可用與底波的比較計(jì)算求出。

②可以底波回波情況來(lái)評(píng)定工件的內(nèi)部質(zhì)量。

2 檢測(cè)系統(tǒng)中探頭的選擇

在檢測(cè)過(guò)程中選擇一個(gè)合適的探頭很重要，探頭選擇不好，會(huì)影響缺陷的檢出率。一般原則上鍛鋼件選擇探頭的頻率應(yīng)該在2～5 MHz之間，晶片尺寸直徑應(yīng)在10～30 mm之間的直探頭。在重要的薄工件中可采用5～10 MHz小尺寸晶片探頭。在滿足系統(tǒng)檢測(cè)靈敏度的情況下，應(yīng)該盡量選擇直徑較小的探頭，推薦采用晶片尺寸為Ф 14、Ф 20的直探頭。

①在薄工件檢測(cè)過(guò)程中尤其應(yīng)使用小小尺寸晶片的直探頭，使近場(chǎng)區(qū)盡量減少，在50 mm及50 mm以內(nèi)的部分應(yīng)該采用雙晶探頭檢測(cè)，以保證缺陷不漏檢。雙晶探頭推薦采用頻率為4～5 MHz。在大而厚的工件可采用大一些尺寸晶片、的直探頭。在工件厚度大于400 mm以上，最好采用雙側(cè)檢驗(yàn)來(lái)保證探頭發(fā)射的波源是最有利于檢測(cè)出缺陷的波形。

②在工件有弧度、粗糙度大或粗糙度變化較大時(shí)應(yīng)盡量采用軟膜探頭。

3 耦合劑的影響

耦合劑的選擇也是超聲波檢測(cè)重要的環(huán)節(jié)，是否正確選用耦合劑會(huì)給超聲波檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)影響。在手動(dòng)接觸法超聲波檢測(cè)中，主要應(yīng)用兩種耦合劑。即工業(yè)機(jī)油和化學(xué)漿糊。通?；瘜W(xué)漿糊用于粗加工（有加工余量）工件的檢測(cè)和要求檢測(cè)精度不高的超聲波檢測(cè)。對(duì)精加工工件最終的超聲波檢測(cè)（最終檢測(cè)）推薦使用機(jī)油作為耦合劑，其潤(rùn)濕性較好、附著力強(qiáng)及表面耦合穩(wěn)定，避免工件表面的腐蝕，且重復(fù)檢測(cè)結(jié)果差異較小，實(shí)際中有較多實(shí)例證明了這一點(diǎn)。

4 缺陷測(cè)定

下面討論的問(wèn)題中主要是工件厚度大于3倍近場(chǎng)區(qū)情況下缺陷的測(cè)定。在日常工作中，做的最多屬于缺陷當(dāng)量值的計(jì)算。對(duì)鍛鋼件產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題，存在爭(zhēng)議點(diǎn)也是缺陷當(dāng)量值大小。計(jì)算缺陷當(dāng)量值常用下面兩種方法：

①基準(zhǔn)平底孔與缺陷回波聲壓差計(jì)算缺陷當(dāng)量.

②大平底面回波與缺陷回波聲壓差計(jì)算缺陷當(dāng)量.

但是兩者之間是存在差距的，有時(shí)很大，因此我們測(cè)定時(shí)應(yīng)用其正確的方法，才能保證檢測(cè)結(jié)果的正確性。此外，參照點(diǎn)的選擇（即良好底波的點(diǎn)）一定要具備代表性。

5 缺陷性質(zhì)的辨別

超聲檢測(cè)所用的儀器是A型脈沖反射式儀器，其描述缺陷形貌的信息有限，且受到儀器分辨力的制約。此種方法只能將缺陷大概描述為點(diǎn)、線、面和當(dāng)量大小。以此來(lái)判定缺陷的性質(zhì)比較困難。定性分析工作依賴于檢測(cè)人員除對(duì)回波波形的熟知外，還應(yīng)該了解工件制造過(guò)程中的工藝過(guò)程，要逐步積累應(yīng)經(jīng)驗(yàn)及對(duì)缺陷類型綜合分析，除具有典型性的情況外，超聲檢測(cè)并不能做到準(zhǔn)確的定性。如白點(diǎn)缺陷與偏析易混淆，有時(shí)偏析缺陷中存在白點(diǎn)缺陷。鍛鋼件中的白點(diǎn)缺陷由于對(duì)工件基體破壞巨大。有人描述其回波尖突、猛快，缺陷方向?yàn)槭軌悍较?，呈輻射狀分布，但這多為通常情況，一個(gè)軸類工件破壞后的截面，如圖2所示。其白點(diǎn)缺陷分布在工件的一端且量值較大。

因此，我們確定缺陷性質(zhì)時(shí)應(yīng)十分慎重，多做一些調(diào)查研究，充分了解工件制造的工藝過(guò)程，進(jìn)行綜合分析。只要工作充分到位，利用超聲波檢測(cè)方法對(duì)某些缺陷性質(zhì)還是能夠確定的。對(duì)于一個(gè)由于內(nèi)部缺陷報(bào)廢的鍛件，只要知道金屬內(nèi)部組織不存在夾渣缺陷，即鋼是近似純凈的，通過(guò)合理工藝方法是可以將其重新鍛制為合格坯件的例子是較多的。如對(duì)存在疏松和偏析缺陷鍛件的改制往往取得滿意的結(jié)果，這是工藝人員十分關(guān)注缺陷的定性工作原因。

6 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在鍛鋼件超聲的檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)理解超聲波的檢測(cè)原理、充分了解工件制造過(guò)程中的工藝過(guò)程。進(jìn)行綜合分析，是能夠確定某些缺陷的性質(zhì)。我們應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，注重每個(gè)環(huán)節(jié)，并且選擇合理的技術(shù)參數(shù)，從而提高檢測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 解斌，張海麗，王志光，等.鍛件超聲波探傷中幾個(gè)問(wèn)題的探討[J].中小企 業(yè)管理與科技，2012，（9）.