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如何正确识别锻件探伤中的缺陷和伪缺陷回波?
来源: 锻件_不锈钢锻件_筒体锻件_缸体锻件 - 定襄县鑫生锻件厂   发布时间: 2020-10-30 17:13     次浏览   大小:  16px  14px  12px
  锻件广泛用于重型机械、能源、冶金、矿山、兵器、航空、航天、石油、化工等行业的关键设备。它常用于承受复杂应力、冲击振动和重负载荷的零部件,这些零部件如果失效或损坏将会产生严重后果, 轻则导致系统功能失效、 重则会危及人身安全、造成重大经济损失。 如何正确识别锻件的缺陷和伪缺陷回波,对指导锻件生产具有重要意义。

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  常见不锈钢锻件缺陷回波识别,可根据缺陷特征分析缺陷性质;动态波形法分析法,动态波形指探头在探测面上移动时缺陷波的变化情况。 对于平面状缺陷,从不同方向探测,缺陷回波高度显著不同。在垂直于缺陷方向探测,缺陷回波高,在平行于缺陷方向探测,缺陷回波低,甚至无缺陷回波。一般来说裂纹、夹层、折叠等属于这种缺陷。 对于点状缺陷从不同方向探测,缺陷回波无明显变化。 一般包括气孔(单个气孔和密集气孔)和点状夹渣。 气孔和点状夹渣的缺陷回波高度低,波形较稳定,从各方向探测,反射波高大致相同,但稍一移动探头就消失失。 但两者也有所不同,其原因主要是其内含物声阻抗的不同。 白点、气孔等内含气体,声阻抗小,反射率更高,波形陡直尖锐,而金属夹渣或非金属夹渣声阻抗较大,反射回波低。 另外不同类型的缺陷反射波形状也有差别, 气孔表面平滑,界面反射率高,波形陡直尖锐,而夹渣表面粗糙,界面反射率低,波形宽大并带有锯齿。

       常见伪缺陷波的识别, 在锻件超声波探伤检测中,示波屏上除了始波、底波和缺陷波外,还会出现其他的信号的伪缺陷波,主要有迟到波、三角反射波、61°反射波,仪器及探头引起的杂波、工件轮廓回波、幻像回波、草状回波及其他原因引起的伪缺陷波。伪缺陷波并非工件中缺陷所造成的反射信号,但这类波的存在影响了对缺陷波的正确判别,下面我们主要阐述伪缺陷波特点及识别方法。

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       当纵波直探头置于细长工件或试块上时, 扩散纵波波束在侧壁产生波形转换,转换为横波,此横波在另一侧面又转换为纵波,最后经过底面反射回到探头,被探头接收从而在示波屏上出现一个回波。 由于转换的横波声程长,波速小,传播时间较直接从底面反射的纵波长,因此转换后的波总是出现在第一次底波之后, 故称未迟到波。 又由于变形横波可能在两侧壁产生多次反射,每反射一次就会出现一个迟到波,因此往往有多个迟到波。
       迟到波之间的纵波声程差(单程)是特定的,迟到波总是位于底波之后并且位置固定, 而缺陷波一般位于之前,因此,一般情况下迟到波不会干扰缺陷波的判别。
  纵波直探头径向探测实心圆柱体时,由于探头平面与柱面接触面积小,使波束扩散角增加,这样扩散波束就会在圆柱面上形成三角反射路径, 从而在示波屏上出现三角反射波,人们把反射称为三角反射[2]。 纵波扩散波束在圆柱面上不发生波型转换, 形成等边三角形反射,波扩散波束在圆柱面上发生波型转换,两次三角反射波总是位于第一次底波和第二次底波之间,而且位置特定,因此三角波一般也不会干扰缺陷波的判别。
       探头杂波,当探头吸收块吸收不良时, 会在始波后出现一些杂波, 当斜探头有机玻璃斜楔设计不合理时,声波在有机玻璃内的反射回到晶片,也会引起一些杂波。 还有双晶直探头探测厚壁工件时, 由于入射角比较小, 声波在延迟块内的多次反射也可能产生一些非缺陷信号,干扰缺陷回波的判别。
 工件轮廓回波, 表面沟槽引起的反射波,当超声波扫查到表面形成的一道道沟槽时, 会引起沟槽反射。 这种波一般出现在一、二次波处或稍偏后位置,波形特点为不强烈迟钝。
       幻像回波,幻像回波的出现与脉冲重复频率有关。 对于锻件超声波检测,当重复频率过高时,第一个同步脉冲回波没来得及出现,第二个同步脉冲又重新扫描, 如果材料透声性较好, 就会在屏幕上出现幻像波, 影响对缺陷波的判别。 出现此幻像波现象可以通过脉冲重复频率、 声速和检测范围计算出它的位置和出现的个数,即幻像波的出现也是有规律可循的,实际检测时,对锻件只要将脉冲重复频率调低一些,一般不会出现幻像波。
 
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       草状回波,超声波在锻件中传播,遇到声阻抗不同的界面产生散乱反射引起衰减, 散射衰减与材质的晶粒密切相关,当材质晶粒粗大时,散射衰减严重,被散射的超声波沿着复杂的路径传播到探头, 在示波屏上引起草状回波,使信噪比下降,严重时会湮没缺陷波,给声波探伤带来许多困难,草状回波常出现在奥氏体不锈钢的粗晶钢中, 奥氏体不锈钢草状出现回波时,常在锻造、轧制或固溶后进行超声波探伤,此时锻件晶粒较细小,均匀,有利于超声波探伤。

 


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