苏钢的圆钢和方钢的超声探伤方法

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1、苏钢的圆钢和方钢的超声探伤方法一、原理和方法1．概述：本装置上所设超声探伤基本按照原设计（英国进口装置）来实现，局限于原来探头排列方式仅能作适度调整，使之更适应工件探伤的实际需要。本方法特征是声束垂直入射的纵波探伤，采用局部水浸法，探头安装于水箱下部，向上发射超声波；工件由水箱上部直线通过（不旋转），由呈圆弧形阵列的31个探头和互为垂直的二块探头排上阵列的32探头，分别对圆钢和方钢进行探伤，将钢中大于人工缺陷当量的金属不连续的自然缺陷检出。2．圆钢的超声探伤（1）探伤方法：图（1）采用焦距为300mm探头声束入射及在工件中传播在圆钢超声探伤中，采用了大焦距的

2、水浸探头（焦距为300mm），相对于原来平探头声束稍加收敛，这样得到波形单纯、缺陷波清晰度好，棒材中上下不同位置对缺陷测出灵敏度差也变得小，有利调试和探测。其声束入射至工件中传播如图（1）所示。考虑到探头按装后不可能再作精细的位置调整，则要求与声束发射方向相垂直的声场不同取向不能有明显的差异，所以采用了点聚焦的型式。圆钢探伤在CRT上探伤波形如图（2）所示T——发射波S——界面波B——底波F——缺陷（2）探头的排列图（2）圆棒探伤CRT上波形图按原设计探头排列如图（3）所示。三排探头横向间隔为45mm，探头排内面至中心距离为150mm，探头上下排列最小间隔为

3、15mm，31个探头产生超声波声束-6dB探测范围最大限度覆盖棒材圆截面。3．方钢的超声探伤（1）探伤方法：方钢的超声探伤亦是采用垂直水浸探伤，采用晶片尺寸为16×18mm长方晶片，是不加聚焦的平探头。探头性能兼顾分辨力（近表盲区小的需求）和灵敏度的需求，探头发射面至工件表面的距离按原设计为50mm。超声波束入射在工件中传播如图（4）所示。其CRT上波形如图（5）所示：T——发射波S——界面波B——底波F——缺陷（2）探头的排列按原设计探头排列如图（6）所示三列探头横向间隔为45mm，探头上下最小间隔为12mm。用如图（6）所示那样探头排，互呈90o二块，使

4、超声束互为90o入射到方钢的二面。图（3）圆棒探伤探头的排列二、调试和标定图（6）圆棒的对比试样15图（5）探方钢的探头的排列图（4）方钢的超声波入射及在工件中传播1．圆钢超声探伤的调试与标定（1）用平直的标本件及辅助调整机构进行调整，使圆弧形探头排中心与工件的中心前后偏差控制在（±0.5mm）之内。（2）接上仪器，将①位置探头调至界面波最大值位置，记下刻度（上下），再将位置探头调至界面波最大值位置，记下刻度值（上下）。二者可能稍有差异，取其平均值并将探头上下位置调整至该位置。（3）试块（对比试样）：如图（6）所示，在试样的一端中心钻有Φ1mm深为10mm横

5、端孔，另一端离开表面1.5mm处钻有Φ1mm，深为10mm横端孔。（4）探头安装和调试图（7）探头调试示意图⑴将探头插入探头排的位置孔，并压上弹簧片即可。⑵调试：将探头从“a”位置向右移动，首先出现的是在左接触面上的多次反射波[图（8）]，继续向右移动左接触面多次反射波逐渐消失，随即出现中心横端孔的圆柱面的反射波[图（9）]，微动探头左右位置使左接触面的多次反射波消失的前提下，F中心波为最大幅度，并调节衰减器，使F中心是满刻度50%高，然后先用跟踪闸门（一般是C门）取入界面波，再调报警闸门，其前后沿应避免S和B进入取域为S和B之间，报警闸门阈值至50%回波报

6、警。图（8）左接缸多次反射波图（9）圆棒试块中心孔反射波以同样办法调整离表面15mm横端孔反射波和离底面15mm横端孔反射波（将试样径向旋转180o）,并设好门位、门宽、报警阈值。通过以上调试也得到离表面15mm孔、中心孔、离底面15mm孔dB差，可作为DAC设置的依据。2．方钢超声探伤的调试与标定：（1）借助于机械机构的调整，使试样于二探头排中心位置及探头至试样面间隔（水声程）的要求。（2）由试块上表示15mm的Φ2平底孔，试件1/2高度处Φ2平底孔，离底面15mmΦ2平底孔，得到反射波，按前圆棒调试一样均使其至50%。配置好跟踪闸门及报警闸门，同时以上三

7、个位置孔的dB差可作为距离补偿的依据。