中小鍛件UT檢測(cè)技術(shù)介紹課件

鍛件加工及常見缺陷各種常用檢測(cè)方法原理常用無(wú)損檢測(cè)設(shè)備和器材常用無(wú)損檢測(cè)方法的適用范圍和局限性無(wú)損檢測(cè)人員和設(shè)備要求無(wú)損檢測(cè)對(duì)設(shè)計(jì)、工藝要求無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)介紹鍛件加工及常見缺陷1鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而成。鍛壓過(guò)程包括加熱、形變和冷卻，鍛件的方式大致分為鐓粗、拔長(zhǎng)和滾壓。鐓粗是鍛壓施加于坯料的兩端、形變發(fā)生在橫截面上。拔長(zhǎng)是鍛壓力施加于坯料的外園、形變發(fā)生在長(zhǎng)度方向。滾壓是先鐓粗坯料，然后沖孔再插入芯棒并在外圓施加壓力。滾壓即有縱向形變，又有橫向形變。其中鐓粗主要用于餅類鍛件，拔長(zhǎng)主要用于軸類鍛件，而簡(jiǎn)類鍛件一般先鐓粗后沖孔再滾壓。為了改善鍛件和組織性能，鍛后還要進(jìn)行正火、退火或調(diào)質(zhì)等熱處理。鍛件中的缺陷按缺陷形成的時(shí)期可分為鑄造缺陷、鍛造缺陷和熱處理缺陷。鑄造缺陷主要有：縮孔殘余、疏松、夾雜、裂紋等。鍛造缺陷主要有：折疊、白點(diǎn)、裂紋等。熱處理缺陷主要有：裂紋、白點(diǎn)等。

鍛件加工及常見缺陷鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而成。鍛壓過(guò)程包括加2縮孔殘余是鑄錠中的縮孔在鍛造時(shí)切頭量不足殘留下來(lái)的，多見于鍛件的端部，在軸向有較大的延伸長(zhǎng)度。疏松是鋼錠在凝固收縮時(shí)形成的不致密和孔穴，鍛造時(shí)因鍛造比不足而未全焊合，多出現(xiàn)在大型鍛件中。夾雜有內(nèi)在夾雜、外來(lái)非金屬夾雜和金屬夾雜。內(nèi)在夾雜主要集中于鋼錠中心及頭部。裂紋的形成原因很多，鍛造裂紋和熱處理裂紋等。奧氏體鋼軸心晶間裂紋就是鑄造引起的裂紋。鍛造和熱處理不當(dāng)，會(huì)在鍛件表面或芯部形成裂紋。白點(diǎn)是鍛件含氫量較高，鍛后冷卻過(guò)快，鋼中溶解的氫來(lái)不及逸出造成應(yīng)力過(guò)大引起的開裂。白點(diǎn)主要集中于鍛件大截面中心。合金總量超過(guò)3.5～4.0%和含Cr、Ni、Mu的合金鋼大型鍛件容易產(chǎn)生白點(diǎn)。白點(diǎn)在鋼中總是成群出現(xiàn)。

鍛件加工及常見缺陷縮孔殘余是鑄錠中的縮孔在鍛造時(shí)切頭量不足殘留下3按探傷時(shí)間分類:

鍛件探傷可分為原材料探傷和制造過(guò)程中的探傷，產(chǎn)品檢驗(yàn)及在役檢驗(yàn)。原材料探傷和制造過(guò)程中探傷的目的是及早發(fā)現(xiàn)缺陷，以便及時(shí)采取措施避免缺陷發(fā)展擴(kuò)大造成報(bào)廢。產(chǎn)品檢驗(yàn)的目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量。在役檢驗(yàn)的目的是監(jiān)督運(yùn)行后可能產(chǎn)生或發(fā)展的缺陷，主要是疲勞裂紋。經(jīng)過(guò)鍛造的工件中的缺陷具有一定的方向性。通常缺陷的分布和方向與鍛造流線方向有關(guān)，為了得到最好的檢測(cè)效果，應(yīng)盡可能使超聲波聲束與鍛造流線方向垂直。探傷方法概述按探傷時(shí)間分類:探傷方法概述4探傷方法概述

例如：軸類鍛件的鍛造工藝主要以拔長(zhǎng)為主，因而大部分缺陷的取向與軸線平行。此類工件的探傷以縱波直探頭從徑向探測(cè)效果最佳。考慮到缺陷會(huì)有其它的分布及取向。因此軸類鍛件探傷，還應(yīng)輔以直探頭軸向探測(cè)和斜探頭周向探測(cè)及軸向探測(cè)。

摸鍛件的變形流線是與外表平行的，檢測(cè)時(shí)要盡量使聲束與外表面垂直，采用水浸法比較容易實(shí)現(xiàn)。鍛件的探傷需對(duì)表面和外形加工具有光滑的表面，滿足入射面的要求，以提高靈敏度。水浸法對(duì)工件表面的要求低與接觸法。探傷方法概述例如：軸類鍛件的鍛造工藝主要以拔長(zhǎng)5

探傷方法概述1.軸類鍛件的探傷直探頭徑向和軸向探測(cè)：如圖8.1所示，直探頭作徑向探測(cè)時(shí)將探頭置于軸的外緣，沿外緣作全面掃查。以發(fā)現(xiàn)軸類鍛件中常見的縱向缺陷。直探頭作軸向探測(cè)時(shí)，探頭置于軸的端頭，并在軸端作全面掃查，以檢出與軸線相垂直的橫向缺陷。但當(dāng)軸的長(zhǎng)度太長(zhǎng)或軸的多個(gè)直徑不等的軸段時(shí)，會(huì)有聲束掃查不到的死區(qū)，因而此方法有一定的局限性。斜探頭周向及軸向探測(cè)：鍛件中若在軸向及徑向缺陷或軸上有幾個(gè)不同的直徑，用直探頭探測(cè)徑向或軸向缺陷都難以檢出，此時(shí)則必須使用斜探頭在軸外圓作周向及軸向探測(cè)。考慮到缺陷的取向，探測(cè)時(shí)探頭應(yīng)作正反兩個(gè)方向的全面掃查，如右圖所示。探傷方法概述1.軸類鍛件的探傷6

探傷方法概述

2.餅類、碗類鍛件的探傷餅類和碗類鍛件的鍛造工藝主要以鐓粗為主，缺陷的分布主要平行于端面，所以用直探頭在端面探測(cè)是檢測(cè)出缺陷的最佳檢測(cè)面。對(duì)于上述重要的餅類、碗類鍛件，要從兩端面進(jìn)行探傷，此外有時(shí)還要從側(cè)面進(jìn)行徑向探傷，如右圖所示。從兩端面探測(cè)時(shí)，探頭置于鍛件端面進(jìn)行全面探測(cè)，以探出與端面平行的缺陷。從鍛件側(cè)面進(jìn)行徑向探測(cè)時(shí)，探頭在鍛件側(cè)面掃查，以發(fā)現(xiàn)某些軸向缺陷。探傷方法概述2.餅類、碗類鍛件的探傷7

探傷方法概述

3.筒類或環(huán)形鍛件的探傷茼類鍛件的鍛造工藝是先鐓粗，后沖孔，再滾壓。因此缺陷的取向比軸類鍛件和餅類鍛件中的缺陷的取向復(fù)雜。但由于鑄錠中質(zhì)量最差的中心部分已被沖孔時(shí)去除，因而簡(jiǎn)類鍛件的質(zhì)量一般較好。其缺陷的主要取向仍與簡(jiǎn)體的外圓表面平行，所以簡(jiǎn)類鍛件的探傷仍以直探頭外圓探側(cè)為主，但對(duì)于壁較厚的簡(jiǎn)類鍛件，須加用斜探頭探測(cè)。（1）直探頭探測(cè)：如圖8.４所示，用直探頭從簡(jiǎn)體外圓面面探測(cè)。外圓探測(cè)的目的是發(fā)現(xiàn)與軸線平等的周向缺陷。端面探測(cè)的目的是發(fā)現(xiàn)與軸線垂直的橫向缺陷。（2）雙晶探頭探測(cè)：如圖8.4所示，為了探測(cè)簡(jiǎn)體近表面缺陷，而要采用雙晶探頭從外圓面或端面探測(cè)。探傷方法概述3.筒類或環(huán)形鍛件的探傷（8

探測(cè)條件的選擇

探測(cè)條件的選擇1.探頭的選擇鍛件超聲波探傷時(shí)，主要使用縱波直探頭，晶片尺寸直徑為14～28mm，常用20mm。對(duì)于較小的鍛件，考慮近場(chǎng)區(qū)和耦合損耗原因，一般采用小晶片探頭。有時(shí)為了探測(cè)與探測(cè)面成一定傾角的缺陷，也可采用一定Ｋ值的探頭進(jìn)行探測(cè)。對(duì)于近距離缺陷，由于直探頭的盲區(qū)和近場(chǎng)區(qū)的影響，常采用雙晶直探頭探測(cè)。鍛件的晶粒一般細(xì)小，因此可選用較高的探傷頻率，常用2.5～5.0MZHｚ。對(duì)于少數(shù)材質(zhì)晶粒粗大衰減嚴(yán)重的鍛件，為了避免出現(xiàn)“林狀回波”，提高信噪比，應(yīng)選用較低的頻率，一般為1.0～2.5MHｚ。JB/T4730-2005.34.2.2對(duì)于探頭晶片直徑的要求：雙晶探頭的公稱頻率應(yīng)選用5MHz,晶片面積≮150mm2;單晶直探頭的公稱頻率應(yīng)選用2～5MHz，晶片面積φ14mm～φ25mm。探測(cè)條件的選擇探測(cè)條件的選擇JB/T4730-29

2.耦合的選擇在鍛件探傷時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)較好的聲耦合，一般要求探測(cè)面的表面粗糙度Ｒa不高于6.3μm，表面平整均勻，無(wú)劃傷、油垢、污物、氧化皮、油漆等。當(dāng)在試塊上調(diào)節(jié)探傷靈敏度時(shí)，要注意補(bǔ)償塊與工件之間因曲率和表面粗糙度不同引起的耦合損失。鍛件探傷時(shí)，常用機(jī)油、漿糊、甘油等作耦合劑。當(dāng)鍛件表面較粗糙時(shí)也可選用水玻璃作耦合劑。

3.掃查面的選擇鍛件探傷時(shí)，原則上應(yīng)在探測(cè)面上從兩個(gè)相互垂直的方向進(jìn)行全面掃查，掃查面積盡可能100%覆蓋工件的表面。在掃查時(shí)每條掃查軌跡的寬度應(yīng)互相有重疊覆蓋，大致應(yīng)為探頭直徑的15%，探頭掃查的移動(dòng)速度不大于150mm/S。掃查過(guò)程中要注意觀察缺陷波的情況和底波的變化情況。探測(cè)厚度大于400mm時(shí)應(yīng)從相對(duì)的表面進(jìn)行100%的掃查。探測(cè)條件的選擇2.耦合的選擇探測(cè)條件的選擇10

4.試塊選擇鍛件探傷中，要根據(jù)探頭和探測(cè)面的情況選擇試塊。探測(cè)厚度＞3N底面與探測(cè)面平行時(shí)可采用計(jì)算法確定基準(zhǔn)靈敏度。探測(cè)厚度＜3N需采用標(biāo)準(zhǔn)試塊確定基準(zhǔn)靈敏度。采用單晶直探頭探測(cè)時(shí)調(diào)節(jié)探傷靈敏度和對(duì)缺陷定量時(shí)用CS-Ⅰ試塊；工件小于45mm采用雙晶直探頭時(shí)調(diào)節(jié)探傷靈敏度和對(duì)缺陷定量時(shí)用CS－Ⅱ

試塊。4730-2005.34.2.3對(duì)試塊CS-Ⅰ和CS－Ⅱ的要求：CS-Ⅰ單晶直探頭標(biāo)準(zhǔn)試塊CSⅠ標(biāo)準(zhǔn)試塊尺寸探測(cè)條件的選擇4.試塊選擇4730-2005.34.2.3對(duì)試塊11

CS-Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)試塊

采用縱波雙晶直探頭探傷時(shí)常選用圖6.6所示CSⅡ的試塊來(lái)調(diào)節(jié)探傷靈敏度和對(duì)缺陷定量。該試塊的人工缺陷為平底孔?；鶞?zhǔn)靈敏度：測(cè)試一組不同距離的φ3mm平底孔（至少3個(gè)）。調(diào)節(jié)衰減器，作出雙晶直探頭的距離——波幅曲線，此即為基準(zhǔn)靈敏度。掃查靈敏度一般不得低于最大檢測(cè)距離處φ2mm平底孔當(dāng)量直徑。探測(cè)條件的選擇CS-Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)試塊探測(cè)條件的選擇12

5.探傷時(shí)機(jī)鍛件超聲波探傷應(yīng)在熱處理后進(jìn)行，因?yàn)闊崽幚砜梢约?xì)化晶粒，減少衰減。此外，還可以發(fā)現(xiàn)熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷。對(duì)于帶孔、槽和臺(tái)階的鍛件，超聲波應(yīng)在孔、槽和臺(tái)階加工前進(jìn)行。因?yàn)榭?、槽、臺(tái)階對(duì)探傷不利，容易產(chǎn)生各種非缺陷回波。表面粗糙度Ｒa不高于6.3μm。當(dāng)熱處理后材質(zhì)衰減仍較大且對(duì)于探測(cè)結(jié)果有較大影響時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行熱處理。探測(cè)條件的選擇5.探傷時(shí)機(jī)探測(cè)條件的選擇13掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)1.掃描速度的調(diào)節(jié)鍛件探傷前，一般根據(jù)鍛件要求的探測(cè)范圍來(lái)調(diào)節(jié)掃描速度，以便發(fā)現(xiàn)缺陷后對(duì)缺陷定位。掃描速度的調(diào)節(jié)可在試塊上進(jìn)行，也可在鍛件上尺寸已知的部位上進(jìn)行。在試塊上調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)，試塊的聲速應(yīng)盡可能與工件相同或相近。調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)，一般要求第一次底波前沿位置不超過(guò)水平刻度極限的80%，以利觀察一次底波之后的某些信號(hào)情況。

2.檢測(cè)靈敏度的調(diào)節(jié)鍛件探傷起始靈敏度是由鍛件技術(shù)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定的。一般不低于Φ2平底孔當(dāng)量直徑。調(diào)節(jié)鍛件探傷起始靈敏度的方法有兩種，一種是利用鍛件底波來(lái)調(diào)節(jié)，另一種是利用試塊來(lái)調(diào)節(jié)。

⑴底波調(diào)節(jié)法當(dāng)鍛件被探部位厚度X≥３N，且鍛件具有平行底面或圓柱曲底面時(shí)，常用底波來(lái)調(diào)節(jié)探傷靈敏度。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)1.掃描速度的調(diào)節(jié)14掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

①計(jì)算：對(duì)于平底面同距離處底波與平底孔回波的分貝差為：

PB2λX

ΔdB=20㏒——=20㏒———

Pf

πDf2

式中λ―波長(zhǎng)；Ｘ―被探部位的厚度；Ｄf――平底孔直徑。

對(duì)于同距離處圓柱曲底面與平底孔回波分貝差為：

PB2λXd

ΔdB=20㏒——=20㏒———±10㏒——

Pf

πDf2D

式中d――曲面的直徑；Ｄ――探測(cè)厚度；

“＋”外圓徑向探測(cè)，內(nèi)孔凸柱面反射；

“－”內(nèi)孔徑向探測(cè)，外圓凹柱面反射；掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)①計(jì)算：對(duì)于平底面同距離處底波與15掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

對(duì)于一個(gè)有固定系列產(chǎn)品的制造廠來(lái)說(shuō),要求探傷的零部件相對(duì)固定,標(biāo)準(zhǔn)要求的參數(shù)也相對(duì)固定,在公式中就是波長(zhǎng)λ固定，要求發(fā)現(xiàn)的最小缺陷固定，只有探測(cè)厚度是變化的。如此靈敏度的計(jì)算就可以簡(jiǎn)化。公式表示為：ΔdB=20㏒PB/Pf=20㏒2λX/πDf2

若λ=2.36Df=2時(shí)則ΔdB=20㏒X-8.5

如探測(cè)中心有孔的軸類工件,在上面的基礎(chǔ)上減去中心孔的差即可:

ΔdB=20㏒PB/Pf=20㏒2λX/πDf2=20㏒X-8.5±10㏒d/D

②調(diào)節(jié)：探頭對(duì)準(zhǔn)完好區(qū)的底面，衰減(Δ＋5～10)dB，調(diào)“增益”使底波Ｂ１達(dá)基準(zhǔn)高，然后用“衰減器”增益ΔdB，這時(shí)靈敏度就調(diào)好了。為了方便于發(fā)現(xiàn)缺陷可再增益5～10dB作為搜索靈敏度，即掃查靈敏度。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)對(duì)于一個(gè)有固定系列產(chǎn)品的制16掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

例1.用2.5P20Z探頭徑向探傷D500mm的實(shí)心圓柱體鍛件，ＣＬ=5900m/S,問(wèn)如何利用底波調(diào)節(jié)500／Φ2靈敏度？解：由題意得：

C5.9

λ=——=——=2.36(mm)f2.5①計(jì)算：500mm處底波與Φ２平底孔回波分貝差為：

PB2λX

ΔdB=20㏒——=20㏒———=45.5(dB)Pf

ΠDf2②調(diào)節(jié)：探頭對(duì)準(zhǔn)完好區(qū)圓柱體底面，衰減55dB，調(diào)“增益”使底波Ｂ１最高達(dá)基準(zhǔn)80%高，然后用“衰減器”增益46dB，即去掉46dB，保留９dB，這時(shí)Φ２靈敏度就調(diào)好了。必要時(shí)再增益6dB作為掃查靈敏度。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)②調(diào)節(jié)：探頭對(duì)準(zhǔn)完好區(qū)圓柱體底面，衰減17掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

例2，用2.5Ｐ20Ｚ探頭徑向探傷外徑為Φ1000mm?,內(nèi)徑為Φ100mm的空心圓柱體鍛件，ＣＬ=5900m/S,問(wèn)如何利用內(nèi)孔徑回波調(diào)節(jié)

450／Φ2靈敏度？解：由題意得：

C5.9

λ=——=——=2.36(mm)f2.5PB2λXd

ΔdB=20㏒——=20㏒———－10㏒——=35(dB)Pf

ΠDf2D①計(jì)算：450mm處內(nèi)孔回波與Φ2回波的分貝差為②調(diào)節(jié)：探頭對(duì)準(zhǔn)完好探頭對(duì)準(zhǔn)完好區(qū)的內(nèi)孔，衰減45Db，調(diào)“增益”使底波Ｂ１最高達(dá)基準(zhǔn)60%高，然后用“衰減器”增益35dB作為探傷靈敏度，再增益6dB作為掃查靈敏度。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)例2，用2.5Ｐ20Ｚ探頭徑向探傷18掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

⑵試塊調(diào)節(jié)法①單直探頭探傷：當(dāng)鍛件的厚度X＜３N，或由于幾何形狀所限或底面粗糙時(shí)，應(yīng)利用具有人工缺陷的試塊來(lái)調(diào)節(jié)探傷靈敏度，如CS-1和CS-2試塊。調(diào)節(jié)時(shí)將探頭對(duì)準(zhǔn)所需試塊的平底孔，調(diào)“增益”使平底孔回波達(dá)基準(zhǔn)高即可。需注意的是：當(dāng)試塊表面形狀、粗糙度與鍛件不同時(shí)，要進(jìn)行耦合補(bǔ)償。當(dāng)試塊與工件的材質(zhì)衰減相差較大時(shí)，還要考慮介質(zhì)衰減補(bǔ)償。例1.用2.5Ｐ20Ｚ探頭探傷厚度為50mm的小鍛件，采用CS-1試塊調(diào)節(jié)50／Φ2靈敏度，試塊與鍛件表面耦合差3dB，問(wèn)如何調(diào)節(jié)靈敏度？解：利用CS-1試塊調(diào)節(jié)靈敏度的方法如下：將探頭對(duì)準(zhǔn)CS-1試塊中１號(hào)試塊的Φ2平底孔距離為50mm，衰減10dB，調(diào)“增益”使Φ2回波達(dá)60%高，然后再用“衰減器”增益3dB，這時(shí)50／Φ2靈敏度就調(diào)好了。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)⑵試塊調(diào)節(jié)法19掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

例2.用2.5Ｐ14Ｚ探頭探測(cè)底面粗糙厚為400mm的鍛件，問(wèn)如何利用100／Φ4平底孔試塊調(diào)節(jié)400mm／Φ2靈敏度？試塊與工件表面耦合差6dB。解：①計(jì)算：100／Φ4與400／Φ2回波分貝差：

Pf1

Φ1X24×400

ΔdB=20㏒——=40㏒———=40㏒———=36(dB)Pf2

Φ2X12×100

②調(diào)節(jié)：探頭對(duì)準(zhǔn)100／Φ4平底孔試塊的平底孔，衰減50dB，調(diào)“增益”使Φ4平底孔回波達(dá)基準(zhǔn)高，然后用“衰減器”增益42dB，這時(shí)400／Φ2靈敏度就調(diào)好了。這時(shí)工件上400／Φ2平底孔缺陷回波正好達(dá)基準(zhǔn)高。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)例2.用2.5Ｐ14Ｚ探頭探測(cè)底20掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

②雙晶直探頭探傷：采用雙晶直探頭探傷時(shí)，要利用圖6.6所示的雙晶探頭平底孔試塊來(lái)調(diào)節(jié)探傷靈敏度。先根據(jù)需要選擇相應(yīng)的平底孔試塊，并測(cè)試一組距離不同直徑相同的平底孔的回波，使其中最高回波達(dá)滿刻度的80%，在此靈敏度條件下測(cè)出其它平底孔的回波最高點(diǎn)，并標(biāo)記在顯示屏上，然后連接這些回波最高點(diǎn)，從而得到一條平底孔距離——波幅曲線（DAC），并以此作為探傷靈敏度。實(shí)際探測(cè)時(shí)還要考慮試塊和工件之間的表面粗糙度帶來(lái)的dB差。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)②雙晶直探頭探傷：采用雙晶直探頭探傷21缺陷大小的測(cè)定2.缺陷大小的測(cè)定在鍛件探傷中，對(duì)于尺寸小于聲束截面的缺陷一般用當(dāng)量法定量。若缺陷位于X≥３N區(qū)域內(nèi)時(shí)常用當(dāng)量計(jì)算法和當(dāng)量ＡＶＧ曲線法定量，若缺陷位于X＜3N區(qū)域內(nèi)時(shí)常用試塊比較法定量。對(duì)于尺寸大于聲束截面的缺陷一般采用測(cè)長(zhǎng)法，常用的測(cè)長(zhǎng)法有6dB法和端點(diǎn)6dB法。必要時(shí)還可以采用底波高度法來(lái)確定缺陷的相對(duì)大小。缺陷大小的測(cè)定2.缺陷大小的測(cè)定22缺陷大小的測(cè)定⑴當(dāng)量計(jì)算法當(dāng)量計(jì)算法是利用各種規(guī)則反射體的回波聲壓公式和實(shí)際探傷中測(cè)得的結(jié)果（缺陷的位置和波高）來(lái)計(jì)算缺陷的當(dāng)量大小。當(dāng)量計(jì)算法是目前鍛件探傷中應(yīng)用最廣泛的一種定量方法。用當(dāng)量計(jì)算法定量時(shí)，要考慮探傷靈敏度的基準(zhǔn)。當(dāng)用平底面和實(shí)心圓柱體曲底面調(diào)節(jié)靈敏度時(shí)，當(dāng)量計(jì)算公式為：

PB2λXf2

ΔBf=20㏒——=20㏒————+2α(Xf－

XB)公式（6.5）

Pf

πDf2XB

式中Xf――平底孔缺陷到探測(cè)面的距離；

XB――鍛件底面到探測(cè)面的距離。

α――材質(zhì)衰減系數(shù)；

λ――波長(zhǎng)；

Df――平面孔缺陷的當(dāng)量直徑；

ΔBf――底波與平底孔缺陷的回波分貝差缺陷大小的測(cè)定⑴當(dāng)量計(jì)算法23缺陷大小的測(cè)定示例：

有一厚度為400mm的餅形鍛件，要求探傷靈敏度為Φ2mm平底孔，當(dāng)用底波調(diào)節(jié)靈敏度時(shí)，①如何調(diào)節(jié)檢測(cè)靈敏度？②若在200mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷波比基準(zhǔn)波高24dB，該缺陷的當(dāng)量直徑為多大？（使用2.5MHz、Φ20mm的直探頭）（①底波應(yīng)調(diào)至31.4dB。②該缺陷的當(dāng)量直徑為Φ4mm）

解、由題已知：λ=C/f=5.9×106/2.5×106=2.36mm，N=D2/4λ=202/4×2.36=42.4mmX1=400mm，X2=200mm，Φ1=2mm因X1和X2均大于3N=127mm所以可以采用計(jì)算法：用底波調(diào)節(jié)靈敏度應(yīng)增益：△=20lg(2λ·X1/πΦ12=43.5dB②已知△21=24dB

△21=40lg[（X1Ф2）/（X2Ф1）]

即24dB=40lg[（400×Ф2）/（200×2）]

得：Ф2=4mm缺陷大小的測(cè)定示例：24缺陷大小的測(cè)定⑵6dB測(cè)長(zhǎng)法在平面探傷中，用6dB法測(cè)定缺陷的長(zhǎng)度時(shí)，探頭的移動(dòng)距離就是缺陷的指示長(zhǎng)度，如圖6.8所示。然而在對(duì)圓柱形鍛件進(jìn)行周向探傷時(shí)，探頭的移動(dòng)距離不再是缺陷的指示長(zhǎng)度了。這時(shí)要按幾何關(guān)系來(lái)確定缺陷的指示長(zhǎng)度，如圖6.9所示。外圓周向探傷測(cè)長(zhǎng)時(shí)，缺陷的指示長(zhǎng)度Lf為：

LLf=——（R－Xf）

R式中L—探頭移動(dòng)的外圓弧長(zhǎng)；

R—圓柱體外半徑；

Xf—缺陷的聲程內(nèi)孔周向探傷測(cè)長(zhǎng)時(shí)，缺陷的指示長(zhǎng)度Lf為：

LLf=——（r－Xf）

r式中L—探頭移動(dòng)的內(nèi)圓弧長(zhǎng)

r—圓柱體內(nèi)半徑；

Xf—缺陷的聲程。缺陷大小的測(cè)定⑵6dB測(cè)長(zhǎng)法25缺陷回波判別在鍛件探傷中，不同性質(zhì)的缺陷回波是不同的，實(shí)際探傷時(shí)可根據(jù)示波屏上的缺陷回波情況來(lái)分析缺陷的性質(zhì)和類型。

1.單個(gè)缺陷回波鍛件探傷中，示波屏上單獨(dú)出現(xiàn)的缺陷回波稱為單個(gè)缺陷回波。一般單個(gè)缺陷是指與鄰近缺陷間距大于50mm、回波高不小于Φ2的缺陷。如鍛件中單個(gè)的夾層、裂紋等。探傷中遇到單個(gè)缺陷時(shí)，要測(cè)定缺陷的位置和大小。當(dāng)缺陷較小時(shí)，用當(dāng)量法定量，當(dāng)缺陷較大時(shí)，用6dB法測(cè)定其面積范圍。

2.分散缺陷回波鍛件探傷中，工件中的缺陷較多且較分散，缺陷彼此間距較大，這種缺陷回波稱為分散缺陷回波。一般在邊長(zhǎng)為50mm的立方體內(nèi)少于5個(gè)，不小于Φ2mm。如分散性?shī)A層。分散缺陷一般不太大，因此常用當(dāng)量法定量，同時(shí)還要測(cè)定分散缺陷的位置。

3.密集缺陷回波鍛件探傷中，示波屏上同時(shí)顯示的缺陷回波甚多。波與波之間的間隔距離甚小，有時(shí)波的下沿邊成一片，這種缺陷回波稱為密集缺陷回波。缺陷回波判別在鍛件探傷中，不同性質(zhì)的缺陷回波是不同26缺陷回波判別

密集缺陷的劃分，根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)有不同的劃分定義。（1）以缺陷的間距劃分，規(guī)定相鄰缺陷間的間距小于某一值時(shí)為密集缺陷。（2）以單位長(zhǎng)度水平掃描線內(nèi)顯示的缺陷回波數(shù)量劃分，規(guī)定在相當(dāng)于工件厚度值的基線內(nèi)，當(dāng)探頭不動(dòng)或稍作移動(dòng)時(shí)，一定數(shù)量的缺陷回波連續(xù)或斷續(xù)出現(xiàn)時(shí)為密集缺陷。（3）以單位面積中的缺陷回波劃分，規(guī)定在一定探測(cè)面積下，探出的缺陷回波數(shù)量超過(guò)某一值時(shí)定為密集缺陷。（4）以單位體積內(nèi)缺陷回波數(shù)量劃分，規(guī)定在一定體積內(nèi)缺陷回波數(shù)量多于規(guī)定值時(shí)定為密集缺陷。缺陷回波判別密集缺陷的劃分，根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)有不同的劃分定義27缺陷回波判別實(shí)際探傷中，以單位體積內(nèi)缺陷回波數(shù)量劃分較多。一般規(guī)定在邊長(zhǎng)50mm的立方體內(nèi)，數(shù)量不少于5個(gè)，當(dāng)量直徑不小于Φ2mm的缺陷為密集缺陷。密集缺陷可能是疏松、非金屬夾雜物、白點(diǎn)或成群的裂紋等。鍛件內(nèi)不允許有白點(diǎn)缺陷存在，這種缺陷的危險(xiǎn)很大。通常白點(diǎn)的分布范圍較大，且基本集中于鍛件的中心部位，它的清晰、尖銳，成群的白點(diǎn)有時(shí)會(huì)使底波嚴(yán)重下降或完全消失。這些特點(diǎn)是判斷鍛件中白點(diǎn)的主要依據(jù)，如下圖。缺陷回波判別實(shí)際探傷中，以單位體積內(nèi)缺陷回波數(shù)量劃分較多。一28缺陷回波判別4.游動(dòng)回波在圓柱形軸類鍛件探傷過(guò)程中，當(dāng)探頭沿著外圓移動(dòng)時(shí)，示波屏上的缺陷波會(huì)隨著該缺陷探測(cè)聲程的變化而游動(dòng),這種游動(dòng)的動(dòng)態(tài)波形稱為游動(dòng)回波。游動(dòng)回波的產(chǎn)生是由于不同波束射至缺陷產(chǎn)生反射引起的。波束軸線射至缺陷時(shí)。缺陷聲程小，回波高，左右移動(dòng)探頭。擴(kuò)散波束射至缺陷時(shí)，缺陷回波聲程大，回波低。這樣同一缺陷回波的位置和高度隨探頭移動(dòng)發(fā)生游動(dòng)。如圖6.11。不同的探測(cè)靈敏度，同一缺陷回波的游動(dòng)情況不同。一般可根據(jù)探測(cè)靈敏度和回波的游動(dòng)距離來(lái)鑒別游動(dòng)回波。一般規(guī)定游動(dòng)范圍達(dá)25mm時(shí)，才算游動(dòng)回波。根據(jù)缺陷游動(dòng)回波包絡(luò)線的形狀，可粗略地判別缺陷的形狀。缺陷回波判別4.游動(dòng)回波29

超聲波檢測(cè)設(shè)備常用無(wú)損檢測(cè)設(shè)備和器材超聲波檢測(cè)設(shè)備常用無(wú)損檢測(cè)設(shè)備和器材30

超聲波檢測(cè)探頭和試塊常用無(wú)損檢測(cè)設(shè)備和器材超聲波檢測(cè)探頭和試塊常用無(wú)損檢測(cè)設(shè)備和器材31常用鍛件UT檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)介紹：

JB/T4730-2005DW801A5022A-2001DW804A5119A-2006常用鍛件UT檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)常用鍛件UT檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)介紹：常用鍛件UT檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)32精品課件！精品課件！33精品課件！精品課件！34謝謝！謝謝！35鍛件加工及常見缺陷各種常用檢測(cè)方法原理常用無(wú)損檢測(cè)設(shè)備和器材常用無(wú)損檢測(cè)方法的適用范圍和局限性無(wú)損檢測(cè)人員和設(shè)備要求無(wú)損檢測(cè)對(duì)設(shè)計(jì)、工藝要求無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)介紹鍛件加工及常見缺陷36鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而成。鍛壓過(guò)程包括加熱、形變和冷卻，鍛件的方式大致分為鐓粗、拔長(zhǎng)和滾壓。鐓粗是鍛壓施加于坯料的兩端、形變發(fā)生在橫截面上。拔長(zhǎng)是鍛壓力施加于坯料的外園、形變發(fā)生在長(zhǎng)度方向。滾壓是先鐓粗坯料，然后沖孔再插入芯棒并在外圓施加壓力。滾壓即有縱向形變，又有橫向形變。其中鐓粗主要用于餅類鍛件，拔長(zhǎng)主要用于軸類鍛件，而簡(jiǎn)類鍛件一般先鐓粗后沖孔再滾壓。為了改善鍛件和組織性能，鍛后還要進(jìn)行正火、退火或調(diào)質(zhì)等熱處理。鍛件中的缺陷按缺陷形成的時(shí)期可分為鑄造缺陷、鍛造缺陷和熱處理缺陷。鑄造缺陷主要有：縮孔殘余、疏松、夾雜、裂紋等。鍛造缺陷主要有：折疊、白點(diǎn)、裂紋等。熱處理缺陷主要有：裂紋、白點(diǎn)等。

鍛件加工及常見缺陷鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而成。鍛壓過(guò)程包括加37縮孔殘余是鑄錠中的縮孔在鍛造時(shí)切頭量不足殘留下來(lái)的，多見于鍛件的端部，在軸向有較大的延伸長(zhǎng)度。疏松是鋼錠在凝固收縮時(shí)形成的不致密和孔穴，鍛造時(shí)因鍛造比不足而未全焊合，多出現(xiàn)在大型鍛件中。夾雜有內(nèi)在夾雜、外來(lái)非金屬夾雜和金屬夾雜。內(nèi)在夾雜主要集中于鋼錠中心及頭部。裂紋的形成原因很多，鍛造裂紋和熱處理裂紋等。奧氏體鋼軸心晶間裂紋就是鑄造引起的裂紋。鍛造和熱處理不當(dāng)，會(huì)在鍛件表面或芯部形成裂紋。白點(diǎn)是鍛件含氫量較高，鍛后冷卻過(guò)快，鋼中溶解的氫來(lái)不及逸出造成應(yīng)力過(guò)大引起的開裂。白點(diǎn)主要集中于鍛件大截面中心。合金總量超過(guò)3.5～4.0%和含Cr、Ni、Mu的合金鋼大型鍛件容易產(chǎn)生白點(diǎn)。白點(diǎn)在鋼中總是成群出現(xiàn)。

鍛件加工及常見缺陷縮孔殘余是鑄錠中的縮孔在鍛造時(shí)切頭量不足殘留下38按探傷時(shí)間分類:

鍛件探傷可分為原材料探傷和制造過(guò)程中的探傷，產(chǎn)品檢驗(yàn)及在役檢驗(yàn)。原材料探傷和制造過(guò)程中探傷的目的是及早發(fā)現(xiàn)缺陷，以便及時(shí)采取措施避免缺陷發(fā)展擴(kuò)大造成報(bào)廢。產(chǎn)品檢驗(yàn)的目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量。在役檢驗(yàn)的目的是監(jiān)督運(yùn)行后可能產(chǎn)生或發(fā)展的缺陷，主要是疲勞裂紋。經(jīng)過(guò)鍛造的工件中的缺陷具有一定的方向性。通常缺陷的分布和方向與鍛造流線方向有關(guān)，為了得到最好的檢測(cè)效果，應(yīng)盡可能使超聲波聲束與鍛造流線方向垂直。探傷方法概述按探傷時(shí)間分類:探傷方法概述39探傷方法概述

例如：軸類鍛件的鍛造工藝主要以拔長(zhǎng)為主，因而大部分缺陷的取向與軸線平行。此類工件的探傷以縱波直探頭從徑向探測(cè)效果最佳。考慮到缺陷會(huì)有其它的分布及取向。因此軸類鍛件探傷，還應(yīng)輔以直探頭軸向探測(cè)和斜探頭周向探測(cè)及軸向探測(cè)。

摸鍛件的變形流線是與外表平行的，檢測(cè)時(shí)要盡量使聲束與外表面垂直，采用水浸法比較容易實(shí)現(xiàn)。鍛件的探傷需對(duì)表面和外形加工具有光滑的表面，滿足入射面的要求，以提高靈敏度。水浸法對(duì)工件表面的要求低與接觸法。探傷方法概述例如：軸類鍛件的鍛造工藝主要以拔長(zhǎng)40

探傷方法概述1.軸類鍛件的探傷直探頭徑向和軸向探測(cè)：如圖8.1所示，直探頭作徑向探測(cè)時(shí)將探頭置于軸的外緣，沿外緣作全面掃查。以發(fā)現(xiàn)軸類鍛件中常見的縱向缺陷。直探頭作軸向探測(cè)時(shí)，探頭置于軸的端頭，并在軸端作全面掃查，以檢出與軸線相垂直的橫向缺陷。但當(dāng)軸的長(zhǎng)度太長(zhǎng)或軸的多個(gè)直徑不等的軸段時(shí)，會(huì)有聲束掃查不到的死區(qū)，因而此方法有一定的局限性。斜探頭周向及軸向探測(cè)：鍛件中若在軸向及徑向缺陷或軸上有幾個(gè)不同的直徑，用直探頭探測(cè)徑向或軸向缺陷都難以檢出，此時(shí)則必須使用斜探頭在軸外圓作周向及軸向探測(cè)?？紤]到缺陷的取向，探測(cè)時(shí)探頭應(yīng)作正反兩個(gè)方向的全面掃查，如右圖所示。探傷方法概述1.軸類鍛件的探傷41

探傷方法概述

2.餅類、碗類鍛件的探傷餅類和碗類鍛件的鍛造工藝主要以鐓粗為主，缺陷的分布主要平行于端面，所以用直探頭在端面探測(cè)是檢測(cè)出缺陷的最佳檢測(cè)面。對(duì)于上述重要的餅類、碗類鍛件，要從兩端面進(jìn)行探傷，此外有時(shí)還要從側(cè)面進(jìn)行徑向探傷，如右圖所示。從兩端面探測(cè)時(shí)，探頭置于鍛件端面進(jìn)行全面探測(cè)，以探出與端面平行的缺陷。從鍛件側(cè)面進(jìn)行徑向探測(cè)時(shí)，探頭在鍛件側(cè)面掃查，以發(fā)現(xiàn)某些軸向缺陷。探傷方法概述2.餅類、碗類鍛件的探傷42

探傷方法概述

3.筒類或環(huán)形鍛件的探傷茼類鍛件的鍛造工藝是先鐓粗，后沖孔，再滾壓。因此缺陷的取向比軸類鍛件和餅類鍛件中的缺陷的取向復(fù)雜。但由于鑄錠中質(zhì)量最差的中心部分已被沖孔時(shí)去除，因而簡(jiǎn)類鍛件的質(zhì)量一般較好。其缺陷的主要取向仍與簡(jiǎn)體的外圓表面平行，所以簡(jiǎn)類鍛件的探傷仍以直探頭外圓探側(cè)為主，但對(duì)于壁較厚的簡(jiǎn)類鍛件，須加用斜探頭探測(cè)。（1）直探頭探測(cè)：如圖8.４所示，用直探頭從簡(jiǎn)體外圓面面探測(cè)。外圓探測(cè)的目的是發(fā)現(xiàn)與軸線平等的周向缺陷。端面探測(cè)的目的是發(fā)現(xiàn)與軸線垂直的橫向缺陷。（2）雙晶探頭探測(cè)：如圖8.4所示，為了探測(cè)簡(jiǎn)體近表面缺陷，而要采用雙晶探頭從外圓面或端面探測(cè)。探傷方法概述3.筒類或環(huán)形鍛件的探傷（43

探測(cè)條件的選擇

探測(cè)條件的選擇1.探頭的選擇鍛件超聲波探傷時(shí)，主要使用縱波直探頭，晶片尺寸直徑為14～28mm，常用20mm。對(duì)于較小的鍛件，考慮近場(chǎng)區(qū)和耦合損耗原因，一般采用小晶片探頭。有時(shí)為了探測(cè)與探測(cè)面成一定傾角的缺陷，也可采用一定Ｋ值的探頭進(jìn)行探測(cè)。對(duì)于近距離缺陷，由于直探頭的盲區(qū)和近場(chǎng)區(qū)的影響，常采用雙晶直探頭探測(cè)。鍛件的晶粒一般細(xì)小，因此可選用較高的探傷頻率，常用2.5～5.0MZHｚ。對(duì)于少數(shù)材質(zhì)晶粒粗大衰減嚴(yán)重的鍛件，為了避免出現(xiàn)“林狀回波”，提高信噪比，應(yīng)選用較低的頻率，一般為1.0～2.5MHｚ。JB/T4730-2005.34.2.2對(duì)于探頭晶片直徑的要求：雙晶探頭的公稱頻率應(yīng)選用5MHz,晶片面積≮150mm2;單晶直探頭的公稱頻率應(yīng)選用2～5MHz，晶片面積φ14mm～φ25mm。探測(cè)條件的選擇探測(cè)條件的選擇JB/T4730-244

2.耦合的選擇在鍛件探傷時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)較好的聲耦合，一般要求探測(cè)面的表面粗糙度Ｒa不高于6.3μm，表面平整均勻，無(wú)劃傷、油垢、污物、氧化皮、油漆等。當(dāng)在試塊上調(diào)節(jié)探傷靈敏度時(shí)，要注意補(bǔ)償塊與工件之間因曲率和表面粗糙度不同引起的耦合損失。鍛件探傷時(shí)，常用機(jī)油、漿糊、甘油等作耦合劑。當(dāng)鍛件表面較粗糙時(shí)也可選用水玻璃作耦合劑。

3.掃查面的選擇鍛件探傷時(shí)，原則上應(yīng)在探測(cè)面上從兩個(gè)相互垂直的方向進(jìn)行全面掃查，掃查面積盡可能100%覆蓋工件的表面。在掃查時(shí)每條掃查軌跡的寬度應(yīng)互相有重疊覆蓋，大致應(yīng)為探頭直徑的15%，探頭掃查的移動(dòng)速度不大于150mm/S。掃查過(guò)程中要注意觀察缺陷波的情況和底波的變化情況。探測(cè)厚度大于400mm時(shí)應(yīng)從相對(duì)的表面進(jìn)行100%的掃查。探測(cè)條件的選擇2.耦合的選擇探測(cè)條件的選擇45

4.試塊選擇鍛件探傷中，要根據(jù)探頭和探測(cè)面的情況選擇試塊。探測(cè)厚度＞3N底面與探測(cè)面平行時(shí)可采用計(jì)算法確定基準(zhǔn)靈敏度。探測(cè)厚度＜3N需采用標(biāo)準(zhǔn)試塊確定基準(zhǔn)靈敏度。采用單晶直探頭探測(cè)時(shí)調(diào)節(jié)探傷靈敏度和對(duì)缺陷定量時(shí)用CS-Ⅰ試塊；工件小于45mm采用雙晶直探頭時(shí)調(diào)節(jié)探傷靈敏度和對(duì)缺陷定量時(shí)用CS－Ⅱ

試塊。4730-2005.34.2.3對(duì)試塊CS-Ⅰ和CS－Ⅱ的要求：CS-Ⅰ單晶直探頭標(biāo)準(zhǔn)試塊CSⅠ標(biāo)準(zhǔn)試塊尺寸探測(cè)條件的選擇4.試塊選擇4730-2005.34.2.3對(duì)試塊46

CS-Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)試塊

采用縱波雙晶直探頭探傷時(shí)常選用圖6.6所示CSⅡ的試塊來(lái)調(diào)節(jié)探傷靈敏度和對(duì)缺陷定量。該試塊的人工缺陷為平底孔?；鶞?zhǔn)靈敏度：測(cè)試一組不同距離的φ3mm平底孔（至少3個(gè)）。調(diào)節(jié)衰減器，作出雙晶直探頭的距離——波幅曲線，此即為基準(zhǔn)靈敏度。掃查靈敏度一般不得低于最大檢測(cè)距離處φ2mm平底孔當(dāng)量直徑。探測(cè)條件的選擇CS-Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)試塊探測(cè)條件的選擇47

5.探傷時(shí)機(jī)鍛件超聲波探傷應(yīng)在熱處理后進(jìn)行，因?yàn)闊崽幚砜梢约?xì)化晶粒，減少衰減。此外，還可以發(fā)現(xiàn)熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷。對(duì)于帶孔、槽和臺(tái)階的鍛件，超聲波應(yīng)在孔、槽和臺(tái)階加工前進(jìn)行。因?yàn)榭?、槽、臺(tái)階對(duì)探傷不利，容易產(chǎn)生各種非缺陷回波。表面粗糙度Ｒa不高于6.3μm。當(dāng)熱處理后材質(zhì)衰減仍較大且對(duì)于探測(cè)結(jié)果有較大影響時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行熱處理。探測(cè)條件的選擇5.探傷時(shí)機(jī)探測(cè)條件的選擇48掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)1.掃描速度的調(diào)節(jié)鍛件探傷前，一般根據(jù)鍛件要求的探測(cè)范圍來(lái)調(diào)節(jié)掃描速度，以便發(fā)現(xiàn)缺陷后對(duì)缺陷定位。掃描速度的調(diào)節(jié)可在試塊上進(jìn)行，也可在鍛件上尺寸已知的部位上進(jìn)行。在試塊上調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)，試塊的聲速應(yīng)盡可能與工件相同或相近。調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)，一般要求第一次底波前沿位置不超過(guò)水平刻度極限的80%，以利觀察一次底波之后的某些信號(hào)情況。

2.檢測(cè)靈敏度的調(diào)節(jié)鍛件探傷起始靈敏度是由鍛件技術(shù)要求或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定的。一般不低于Φ2平底孔當(dāng)量直徑。調(diào)節(jié)鍛件探傷起始靈敏度的方法有兩種，一種是利用鍛件底波來(lái)調(diào)節(jié)，另一種是利用試塊來(lái)調(diào)節(jié)。

⑴底波調(diào)節(jié)法當(dāng)鍛件被探部位厚度X≥３N，且鍛件具有平行底面或圓柱曲底面時(shí)，常用底波來(lái)調(diào)節(jié)探傷靈敏度。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)1.掃描速度的調(diào)節(jié)49掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

①計(jì)算：對(duì)于平底面同距離處底波與平底孔回波的分貝差為：

PB2λX

ΔdB=20㏒——=20㏒———

Pf

πDf2

式中λ―波長(zhǎng)；Ｘ―被探部位的厚度；Ｄf――平底孔直徑。

對(duì)于同距離處圓柱曲底面與平底孔回波分貝差為：

PB2λXd

ΔdB=20㏒——=20㏒———±10㏒——

Pf

πDf2D

式中d――曲面的直徑；Ｄ――探測(cè)厚度；

“＋”外圓徑向探測(cè)，內(nèi)孔凸柱面反射；

“－”內(nèi)孔徑向探測(cè)，外圓凹柱面反射；掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)①計(jì)算：對(duì)于平底面同距離處底波與50掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

對(duì)于一個(gè)有固定系列產(chǎn)品的制造廠來(lái)說(shuō),要求探傷的零部件相對(duì)固定,標(biāo)準(zhǔn)要求的參數(shù)也相對(duì)固定,在公式中就是波長(zhǎng)λ固定，要求發(fā)現(xiàn)的最小缺陷固定，只有探測(cè)厚度是變化的。如此靈敏度的計(jì)算就可以簡(jiǎn)化。公式表示為：ΔdB=20㏒PB/Pf=20㏒2λX/πDf2

若λ=2.36Df=2時(shí)則ΔdB=20㏒X-8.5

如探測(cè)中心有孔的軸類工件,在上面的基礎(chǔ)上減去中心孔的差即可:

ΔdB=20㏒PB/Pf=20㏒2λX/πDf2=20㏒X-8.5±10㏒d/D

②調(diào)節(jié)：探頭對(duì)準(zhǔn)完好區(qū)的底面，衰減(Δ＋5～10)dB，調(diào)“增益”使底波Ｂ１達(dá)基準(zhǔn)高，然后用“衰減器”增益ΔdB，這時(shí)靈敏度就調(diào)好了。為了方便于發(fā)現(xiàn)缺陷可再增益5～10dB作為搜索靈敏度，即掃查靈敏度。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)對(duì)于一個(gè)有固定系列產(chǎn)品的制51掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

例1.用2.5P20Z探頭徑向探傷D500mm的實(shí)心圓柱體鍛件，ＣＬ=5900m/S,問(wèn)如何利用底波調(diào)節(jié)500／Φ2靈敏度？解：由題意得：

C5.9

λ=——=——=2.36(mm)f2.5①計(jì)算：500mm處底波與Φ２平底孔回波分貝差為：

PB2λX

ΔdB=20㏒——=20㏒———=45.5(dB)Pf

ΠDf2②調(diào)節(jié)：探頭對(duì)準(zhǔn)完好區(qū)圓柱體底面，衰減55dB，調(diào)“增益”使底波Ｂ１最高達(dá)基準(zhǔn)80%高，然后用“衰減器”增益46dB，即去掉46dB，保留９dB，這時(shí)Φ２靈敏度就調(diào)好了。必要時(shí)再增益6dB作為掃查靈敏度。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)②調(diào)節(jié)：探頭對(duì)準(zhǔn)完好區(qū)圓柱體底面，衰減52掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

例2，用2.5Ｐ20Ｚ探頭徑向探傷外徑為Φ1000mm?,內(nèi)徑為Φ100mm的空心圓柱體鍛件，ＣＬ=5900m/S,問(wèn)如何利用內(nèi)孔徑回波調(diào)節(jié)

450／Φ2靈敏度？解：由題意得：

C5.9

λ=——=——=2.36(mm)f2.5PB2λXd

ΔdB=20㏒——=20㏒———－10㏒——=35(dB)Pf

ΠDf2D①計(jì)算：450mm處內(nèi)孔回波與Φ2回波的分貝差為②調(diào)節(jié)：探頭對(duì)準(zhǔn)完好探頭對(duì)準(zhǔn)完好區(qū)的內(nèi)孔，衰減45Db，調(diào)“增益”使底波Ｂ１最高達(dá)基準(zhǔn)60%高，然后用“衰減器”增益35dB作為探傷靈敏度，再增益6dB作為掃查靈敏度。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)例2，用2.5Ｐ20Ｚ探頭徑向探傷53掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

⑵試塊調(diào)節(jié)法①單直探頭探傷：當(dāng)鍛件的厚度X＜３N，或由于幾何形狀所限或底面粗糙時(shí)，應(yīng)利用具有人工缺陷的試塊來(lái)調(diào)節(jié)探傷靈敏度，如CS-1和CS-2試塊。調(diào)節(jié)時(shí)將探頭對(duì)準(zhǔn)所需試塊的平底孔，調(diào)“增益”使平底孔回波達(dá)基準(zhǔn)高即可。需注意的是：當(dāng)試塊表面形狀、粗糙度與鍛件不同時(shí)，要進(jìn)行耦合補(bǔ)償。當(dāng)試塊與工件的材質(zhì)衰減相差較大時(shí)，還要考慮介質(zhì)衰減補(bǔ)償。例1.用2.5Ｐ20Ｚ探頭探傷厚度為50mm的小鍛件，采用CS-1試塊調(diào)節(jié)50／Φ2靈敏度，試塊與鍛件表面耦合差3dB，問(wèn)如何調(diào)節(jié)靈敏度？解：利用CS-1試塊調(diào)節(jié)靈敏度的方法如下：將探頭對(duì)準(zhǔn)CS-1試塊中１號(hào)試塊的Φ2平底孔距離為50mm，衰減10dB，調(diào)“增益”使Φ2回波達(dá)60%高，然后再用“衰減器”增益3dB，這時(shí)50／Φ2靈敏度就調(diào)好了。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)⑵試塊調(diào)節(jié)法54掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

例2.用2.5Ｐ14Ｚ探頭探測(cè)底面粗糙厚為400mm的鍛件，問(wèn)如何利用100／Φ4平底孔試塊調(diào)節(jié)400mm／Φ2靈敏度？試塊與工件表面耦合差6dB。解：①計(jì)算：100／Φ4與400／Φ2回波分貝差：

Pf1

Φ1X24×400

ΔdB=20㏒——=40㏒———=40㏒———=36(dB)Pf2

Φ2X12×100

②調(diào)節(jié)：探頭對(duì)準(zhǔn)100／Φ4平底孔試塊的平底孔，衰減50dB，調(diào)“增益”使Φ4平底孔回波達(dá)基準(zhǔn)高，然后用“衰減器”增益42dB，這時(shí)400／Φ2靈敏度就調(diào)好了。這時(shí)工件上400／Φ2平底孔缺陷回波正好達(dá)基準(zhǔn)高。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)例2.用2.5Ｐ14Ｚ探頭探測(cè)底55掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)

②雙晶直探頭探傷：采用雙晶直探頭探傷時(shí)，要利用圖6.6所示的雙晶探頭平底孔試塊來(lái)調(diào)節(jié)探傷靈敏度。先根據(jù)需要選擇相應(yīng)的平底孔試塊，并測(cè)試一組距離不同直徑相同的平底孔的回波，使其中最高回波達(dá)滿刻度的80%，在此靈敏度條件下測(cè)出其它平底孔的回波最高點(diǎn)，并標(biāo)記在顯示屏上，然后連接這些回波最高點(diǎn)，從而得到一條平底孔距離——波幅曲線（DAC），并以此作為探傷靈敏度。實(shí)際探測(cè)時(shí)還要考慮試塊和工件之間的表面粗糙度帶來(lái)的dB差。掃描速度和靈敏度的調(diào)節(jié)②雙晶直探頭探傷：采用雙晶直探頭探傷56缺陷大小的測(cè)定2.缺陷大小的測(cè)定在鍛件探傷中，對(duì)于尺寸小于聲束截面的缺陷一般用當(dāng)量法定量。若缺陷位于X≥３N區(qū)域內(nèi)時(shí)常用當(dāng)量計(jì)算法和當(dāng)量ＡＶＧ曲線法定量，若缺陷位于X＜3N區(qū)域內(nèi)時(shí)常用試塊比較法定量。對(duì)于尺寸大于聲束截面的缺陷一般采用測(cè)長(zhǎng)法，常用的測(cè)長(zhǎng)法有6dB法和端點(diǎn)6dB法。必要時(shí)還可以采用底波高度法來(lái)確定缺陷的相對(duì)大小。缺陷大小的測(cè)定2.缺陷大小的測(cè)定57缺陷大小的測(cè)定⑴當(dāng)量計(jì)算法當(dāng)量計(jì)算法是利用各種規(guī)則反射體的回波聲壓公式和實(shí)際探傷中測(cè)得的結(jié)果（缺陷的位置和波高）來(lái)計(jì)算缺陷的當(dāng)量大小。當(dāng)量計(jì)算法是目前鍛件探傷中應(yīng)用最廣泛的一種定量方法。用當(dāng)量計(jì)算法定量時(shí)，要考慮探傷靈敏度的基準(zhǔn)。當(dāng)用平底面和實(shí)心圓柱體曲底面調(diào)節(jié)靈敏度時(shí)，當(dāng)量計(jì)算公式為：

PB2λXf2

ΔBf=20㏒——=20㏒————+2α(Xf－

XB)公式（6.5）

Pf

πDf2XB

式中Xf――平底孔缺陷到探測(cè)面的距離；

XB――鍛件底面到探測(cè)面的距離。

α――材質(zhì)衰減系數(shù)；

λ――波長(zhǎng)；

Df――平面孔缺陷的當(dāng)量直徑；

ΔBf――底波與平底孔缺陷的回波分貝差缺陷大小的測(cè)定⑴當(dāng)量計(jì)算法58缺陷大小的測(cè)定示例：

有一厚度為400mm的餅形鍛件，要求探傷靈敏度為Φ2mm平底孔，當(dāng)用底波調(diào)節(jié)靈敏度時(shí)，①如何調(diào)節(jié)檢測(cè)靈敏度？②若在200mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷波比基準(zhǔn)波高24dB，該缺陷的當(dāng)量直徑為多大？（使用2.5MHz、Φ20mm的直探頭）（①底波應(yīng)調(diào)至31.4dB。②該缺陷的當(dāng)量直徑為Φ4mm）

解、由題已知：λ=C/f=5.9×106/2.5×106=2.36mm，N=D2/4λ=202/4×2.36=42.4mmX1=400mm，X2=200mm，Φ1=2mm因X1和X2均大于3N=127mm所以可以采用計(jì)算法：用底波調(diào)節(jié)靈敏度應(yīng)增益：△=20lg(2λ·X1/πΦ12=43.5dB②已知△21=24dB

△2