超声检测实际操作基础知识

1第一部分锻件超声检测一、锻件的加工工艺和缺陷1、锻件加工工艺⑴、锻件分类饼形锻件（碗形锻件）轴形锻件（条形锻件）环形锻件（筒形锻件）⑵、锻件加工工艺2、锻件中的主要缺陷及其特点：⑴、缩孔：钢锭凝固收缩时在头部形成的孔洞，锻造时锭头切割量不足而残留在锻件中。多发生在轴形锻件头部中心。⑵、疏松钢锭凝固收缩时因钢液补充不足在钢锭中形成的细小孔穴，锻压时未焊合残留在锻件中。⑶、夹杂钢锭中带来的非金属或金属夹杂物。▪非金属夹杂物—冶炼时化学反应产生的氧化物夹杂和浇注时混入的耐火材料及杂质。2▪金属夹杂物—冶炼时加入的合金未完全溶化或浇注时混入异种金属。⑷、折叠钢坯表面的突起锻压时压扁折合到锻件表面。⑸、裂纹▪铸锭中的缩孔、夹杂锻压时开裂;▪锻造工艺不当引起的开裂;▪热处理工艺不当引起的开裂。⑹、白点锻件加热冷却过程中，氢原子扩散和积聚产生的氢裂纹。缺陷特点：沿金属流线方向延伸，与锻压方向垂直。二、锻件检测方法概述：1、軕类锻件的检测方法：▪锻造工艺及缺陷特点：拔长工艺为主，主要缺陷取向与轴线平行；沿轴线延伸。▪检测方法：直探头径向探测为主，直探头轴向检测和斜探头周向及轴向检测为辅。⑴、直探头径向和轴向检测▪直探头径向探测（检测纵向缺陷）；▪直探头轴向探测（检测径向缺陷）。3⑵、斜探头周向和轴向检测（检测倾斜缺陷）2、饼类（碗类）锻件的检测▪锻造工艺及缺陷特点：镦粗工艺为主，主要缺陷取向与端面平行，沿径向延伸。▪检测方法：直探头轴向探测为主，直探头径向探测为辅。3、筒形（环形）锻件的检测▪锻造工艺及缺陷特点：镦粗—冲孔—滚压，缺陷取向较复杂，但主要缺陷取向与筒4体外表面平行且沿轴线方向延伸。▪检测方法：▪筒形—直探头径向探测为主，直探头轴向探测和斜探头周向及轴向探测为辅。▪环形—直探头轴向探测为主，直探头径向探测和斜探头周向探测为辅。⑴、直探头径向和轴向检测▪直探头径向探测（检测纵向缺陷）；▪直探头轴向探测（检测径向缺陷）。⑵、双晶直探头检测：（检测近表面缺陷或薄件T＜45mm)⑶、斜探头周向和轴向检测:（检测倾斜缺陷）三、锻件超声检测条件的选择1、探头的选择5▪纵波检测：单晶直探头和双晶直探头（T＜45mm）▪单晶直探头碳钢和低合金钢：2.5MHz，φ14－25mm奥氏体不锈钢：0.5-2.0MHz，φ14－30mm▪双晶直探头:5.0MHz晶片面积不小于150mm2.（薄件或近表面缺陷检测）。▪横波检测：K1斜探头2、耦合选择：▪表面状态：▪平整均匀，无划伤、油垢、污物、氧化皮、油漆等，▪表面粗糙度Ra≦6.3μm▪耦合剂▪直接接触法－机油、浆糊、甘油、水玻璃（粗糙表面）▪液浸法－水3、试块的选择⑴、当T≥45mm时，单直探头，CS-2对比试块6⑵、当T45mm时，双晶直探头，CS－3对比试块7⑶、检测面为曲面时，用CS－4对比试块或作曲率耦合补偿测定。4、直探头检测面（检测方向）的选择NB/T47013.3-2015规定：原则上从两个相互垂直的方向检测；T400mm，应从相对两端面检测。85.扫描速度和灵敏度的调节（1）、扫描速度的调节▪内容：包括探测范围调整和扫描比例调整。▪探测范围调整—使工件中待检测区域能显示在示波屏上。▪扫描比例调整—使示波屏时基扫描线水平刻度值与工件中的实际声程成一定的比例关系。▪目的：在规定的探测范围内发现缺陷并对缺陷定位。▪方法：用具有平行面的试块（材质与工件相同或相近）或工件的多次底波调整。（2）、检测灵敏度的调节▪底波调节法和试块法①、底波调节法▪适用条件：工件有平行底面或圆柱曲底面，厚度T≥3N，底面光洁,无吸声性物质接触。▪计算公式：▪平面工件和实心圆柱体：▪空心圆柱体：“+”—外壁探测9“－”—内壁探测▪调节方法：将工件一次底波调至示波屏基准高度（80%），用衰减器（或增益）将仪器灵敏度提高ΔdB。▪也可根据已知条件用通用AVG曲线查出Δ。⑵、试块调节法①、单直探头检测▪应用场合：T3N，工件为非平行底面或圆柱曲面，底面粗糙。▪试块：CS-2标准试块。▪方法：按标准规定选取相应的试块。在试块上移动探头找到平底孔最大回波，调节衰减器，将平底孔回波调节到示波屏基准高度（80%）▪注意：当平底孔径或距离与标准不一致，且X≧3N时，可用计算法确定Δ：当工件材质、表面粗糙度、表面形状与试块不同时，应进行以下补偿：材料衰减补偿；表面耦合补偿和曲率补偿。材料衰减和表面耦合补偿可按如图测定。曲率补偿用CS10－4对比试块测定。NB/T47013.3-2015规定，用CS-2或CS-3Φ2平底孔作距波曲线，以此作为基准灵敏度。提高6dB作为扫查灵敏度。②、双晶直探头检测▪使用场合：T45mm或检测近表面缺陷。▪方法：试块法▪试块：CS－31#（Φ2）对比试块。▪方法：▪测试该组平底孔回波，将其中最大回波调至示波屏高度80%。▪在此灵敏度条件下作出该组平底孔的距离—波幅曲线，，并以此作为基准灵敏度。提高6dB作为扫查灵敏度。四、缺陷位置和大小的测定1、缺陷位置的测定设缺陷波前沿对应的水平刻度值为τx，缺陷至探头距离（深度）为Xf，则：11扫描比例为1:n时：Xf＝n·τx扫描比例为n:1时：Xf＝τx/n2、缺陷大小的测定（当量法、测长法、底波高度法）⑴、小于声束截面尺寸的缺陷▪当量法▪试块比较法（T3N的缺陷)▪当量计算法（AVG法）（T≥3N的缺陷)▪平行底面工件和实心圆柱体▪空心圆柱体⑵、大于声束截面尺寸的缺陷▪6dB测长法（端点6dB法）五、锻件质量级别评定NB/T47013.3-2015规定标准将锻件中的缺陷分为四种，分别进行质量分级。四种缺陷的等级应作为独立的等级分别使用。1、单个缺陷的质量分级（Φ4±XXdB）122、由缺陷引起底波降低量的质量分级（BG/BF）只适用于距离大于N的缺陷。3、密集区缺陷当量平底孔（Φ）4、密集区缺陷面积点检测总面积的百分比（%）。当缺陷被检测人员判定为危害性缺陷时，锻件的质量等级为Ⅴ级。13第二部分钢板超声检测一、钢板加工及常见缺陷1、钢板的加工工艺过程：2、、钢板中的缺陷1）常见缺陷：▪分层（夹层）：钢坯中的残余缩孔或夹渣轧制过程中被压扁而未焊合生成。▪折叠：钢坯表面突出部分被压扁而成。▪白点：钢板冷却过程中氢原子来不及扩散而形成的氢裂纹。存在于厚板中。2）缺陷特点：延轧制方向延伸，与轧制面平行，（故探伤采用直探头）。二、钢板分类和检测方法1）钢板的分类▪薄板T＜6mm▪中板T=6～40mm14▪厚板T＞40mm2）检测方法▪薄板（T＜6mm）—板波法（兰姆波法）三、中厚板检测方法▪检测面：钢板任一轧制面；▪方法：纵波垂直探伤法；▪探头：单晶直探头或双晶直探头▪耦合方式：直接接触法或液浸法。7.1.3探头与扫查方式的选择1、探头的选择▪型式：单晶直探头—厚板（T20）；双晶直探头—薄板。（6≦T≦60）▪频率—2.5—5.0MHz▪晶片直径—φ10—φ30▪NB/T47013-2015规定：2、钢板扫查方式15NB/T47013-2015规定的扫查方式16钢板边缘（50、75、100）100%扫查；中心部分间距不大于50mm平行线或间距不大于100mm的格子线扫查。4、扫描速度和灵敏度的调整（1）、扫描速度的调节▪内容：包括探测范围调整和扫描比例调整。▪探测范围调整—使工件中待检测区域能显示在示波屏上。▪扫描比例调整—使示波屏时基扫描线水平刻度值与工件中的实际声程成一定的比例关系。▪目的：在规定的探测范围内发现缺陷并对缺陷定位。▪方法：用具有平行面的试块（材质与工件相同或相近）或工件的多次底波调整。（2）灵敏度的调整NB/T47013-2015规定：①、板厚小于等于20mm时，用平底试块调节，也可用被检板材无缺陷完好部位调节，此时用与工件等厚部位试块或被检板材的第一次底波调整到满刻度的50%，再提高10dB作为基准灵敏度。17②、板厚大于20mm时，按所用探头和仪器在φ5mm平底孔试块上绘制距离波幅曲线，并以此曲线作为基准灵敏度。.⑶、底波计算法（T≥3N）.用钢板完好部位底波计算，结果应与试块法一致。公式：▪多次底波法：如示波屏上出现5次底波，将B5调至屏高50%。3、缺陷的判别与测定1）、缺陷的判别NB/T47013-2015规定：22220lgfBxx18在检测过程中，发现下列二种情况之一即作为缺陷：a）缺陷第一次反射波（F1）波幅高于距离波幅曲线，或用双晶探头检测板厚小于20mm板材时，缺陷第一次反射波（F1）波幅大于或等于显示屏满刻度的50%；b）底面第一次反射波（B1）波幅低于显示屏满刻度的50%，即B1＜50%。4、缺陷的测定⑴、缺陷位置的测定▪深度—从扫描线刻度读出；▪平面位置—根据探头位置在工件和记录上标示其座标位置。⑵、缺陷大小测定195、板材质量分级5.3.9.1板材质量分级见表6和表7。在具体质量分级要求时，表6和表7应独立使用。5.3.9.2在检测过程中，检测人员如确认板材中有白点、裂纹等危害性（怀疑）缺陷存在时，应评为V级。5.3.9.3在板材中部检测区域，按最大允许单个缺陷指示面积和任一1m×1m检测面积内缺陷最大允许个数确定质量等级。如整张板材中部检测面积小于1m×1m，缺陷最大允许个数可按比例折算。5.3.9.4在板材边缘检测区域，按最大允许单个缺陷指示长度、最大允许单个缺陷指示面积和任一1m检测长度内最大允许缺陷个数确定质量等级。如整张板材边缘检测长度小于1m，缺陷最大允许个数可按比例折算。205.3.8.1缺陷指示长度的评定规则用平行于板材压延方向矩形框包围缺陷，其长边作为该缺陷的指示长度。5.3.8.2单个缺陷指示面积的评定规则a）一个缺陷按其指示的面积作为该缺陷的单个指示面积。b）多个缺陷其相邻间距小于相邻较小缺陷的指示长度时，按单个缺陷处理，缺陷指示面积为各缺陷面积之和。▪在检测过程中，检测人员如确认钢板中有白点、裂纹等危害性缺陷存在时，应评为Ⅴ级。21第三部分对接焊接接头超声检测一、熔化焊焊接接头中的常见缺陷⑴、气孔：气孔是焊接过程中熔池高温时吸收的气体或冶金反应产生的气体在冷却过程中来不及逸出而残留在焊缝金属内形成的空穴。呈球形或椭圆形。有单个气孔、链状气孔和密集气孔。⑵、夹渣：焊后残留在焊缝金属中的熔渣或非金属夹杂物，分为点状和条状夹渣。⑶、未焊透：未焊透是焊接接头中母材与母材之间未完全熔化结合的缺陷，分为根部未焊透和中间未焊透。⑷、未熔合：焊接接头中母材与焊材之间未完全熔化结合的缺陷，分根部未熔合、坡口未熔合和层间未熔合⑸、裂纹：裂纹是焊接过程中或焊后在焊接接头中产生的局部的裂缝。分热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。二、钢制承压设备对接焊接接头的超声检测方法（NB/T47013-2015)1、焊接接头超声检测技术级别的选择NB/T47013-2015根据检测面数量、探头数量、横向缺陷检22测要求和焊缝余高的磨平要求将检测技术分为A、B、C三级，A级要求最低，C级要求最高。▪检测技术级别应根据有关规范、标准和设计图样的规定选用。承压设备对接焊接接头超声检测一般选用B级。6.3.2.3.2A级检测A级适用于工件厚度为6mm~40mm焊接接头的检测。可用一种K值斜探头采用直射波法和一次反射波法在焊接接头的单面双侧进行检测。如受条件限制，也可选择双面单侧或单面单侧进行检测。一般不要求进行横向缺陷的检测。6.3.2.3.3B级检测a）B级适用于工件厚度为6mm~200mm焊接接头的检测；b）焊接接头一般应进行横向缺陷的检测；c)对于按附录N要求进行双面双侧检测的焊接接头，如受几何条件限制或由于堆焊层（或复层）的存在而选择单面双侧检测时，还6.3.2.3.4C级检测a）C级适用于工件厚度大于等于6mm-500mm焊接接头的检测；b）采用C级检测时应将焊接接头的余高磨平。对焊接接头两侧斜探头扫查经过的母材区域要用直探头进行检测，检测方法按3.7的规定进行；c）工件厚度大于15mm对接焊接接头一般应在双面双侧进行检23测，如受几何条件限制在双面单侧检测时，还应补充探头作近表面缺陷检测；d）工件厚度