钢包耳轴的超声波探伤技术研究.pdf

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1、莱钢科技第2期(总第170期)钢包耳轴的超声波探伤技术研究陈超，郭燕，白冰，王子颖，孙光泽(设备检修中心)摘要：阐述了无损检测技术中的超声波探伤方法和特点。根据钢包耳轴的生产要求，制定了对其进行超声检测的探伤工艺，并使用汉威HS610e型数字式超声探伤仪对其进行了检测。结合耳轴的制造工艺和结构特点，对检测回波进行分析研究，确定了其内部缺陷的位置和类型。关键词：超声波；无损检测；钢包；耳轴表1超声波探伤仪主要技术参数0前言设备检修中心机械制造部加工了一批65t钢包用耳轴，按照工艺要求，需要在调质处理前对其进行超声波无损检测。根据耳轴的

2、加工工艺和结构特点，制定了超声检测方案，并进行了探伤。通过分析研究反射波波形，最终确定一只耳轴中心存在加工缺陷，不符合质量要求，给予判废。1超声波检测技术超声波是在弹性介质中传播的频率介于20～20000Hz之间的机械波，因其传播方向性好，能量高，穿透力强，能够在界面上产生反射、折射、衍射和波形转换，所以被广泛地应用于无损检测。根据探伤原理的不同，可以将超声检测技术分3耳轴的超声波探伤为脉冲反射法、衍射时差法、穿透法和共振法。目3．1耳轴的探伤工艺前使用最多的是脉冲反射法，其原理是：超声声源耳轴的零件图如图1所示。根据耳轴的加上工产

3、：生的脉冲波进入到工件中，超声波在工件中以一艺流程、结构特点和JB／T5000．15—2007的规定要定的方向和速度向前传播，当遇到两侧声阻抗有求，制定耳轴的超声检测工艺卡见表2。差异的界面时，部分声波会被反射，检测设备接收反射波并将其显示在荧光屏上，通过分析反射波的幅度和位置评估是否存在缺陷或缺陷的大小和位置。2汉威HS一610e型数字式超声波探伤仪其主要技术参数见表1。作者简介：陈超(1987一)，男，2012年7月毕业于内蒙古科技大学机械【：程专、。技术员，主要从事特种设备尤损检测作。图1耳轴零件42莱钢科技2014年4月表2

4、耳轴的超声检测工艺卡PoFFsPr-．~Jf：．【1HH名称产品编号检测项}j—ff1：材质表面状态榆测时机A卅3013-98／135crM。a<6．3tm嘶06K1202一．3仪器探仪器I'}试块种类探头型}=}fI厅式检测灵敏度耦合剂△_20头参数ttS～610eCSK—IA2．5P14个扣查02平底孔机油公式(3)、(4)、(5)巾P，是波源的声压，F足检测标准合格级别验收标准检测比例技术要求波源的面积，Ff是平底孔的面积，是检测厚度，入Jl~／?5000．15—2007Ⅱ级JB／?5000．15—2007100％足超声波在介

5、质巾的波长。3．2检测灵敏度的调节当以02mm平底孑L为检测灵敏度时，由公式所用探头是型号为2．5P14l，I勺纵波直探头，其綮(5)可计算出赢径为400mm的实心圆柱体与平底本频率f：2．5MHz，根据公式(1)可计‘算探头所发孔的M波声差△．=一44dB，因此需要将检测灵射的超声波在钢巾的波长=2．36mm敏度从53．8dB增加到97．8dB。对直径=300A：film、=200mm的圆柱段进行径向检测和轴向检{测时，需重新调整检测灵敏度，仍然遵循以上的计算(1)式中：原则。V——纵波存钢中的传播速度(V=5900m／s)3．3

6、检测反射波分析所川探头的品片直径：14mm，根据公式(2)根据标准JB／T．5000．15—2007，需要对耳轴进可计算探头的近场长度N=20．76mm。行除倒角部位外的100％检{=914。首先按照图3所示Ⅳ=4A⋯⋯⋯⋯(2)的A向对直径=400mm的圆柱段进行径向检测。山1知，耳牟}¨由3段实心圆柱体组成，最小径=200mnl，远大于探头的3倍近场Ⅸ长度(3N=62．28mm)，此可以使用底而波法调●●r●●●仪器的检测灵●敏度。●■●●●●●r●●●●●●首先用C●SK—I●A试块●校准探头的入射零点，然●●●●●●●●●后

7、将探头置于●耳轴直●径●=400mm的实心圆柱体●●●●●●●●●●●●表面，调整仪●器的测●量范阿r和灵敏度，使一次底面回●●●波和二次底／面L回波／都L显示／在屏幕上，且一次底面回345波的波高达、到满屏、的40％、，，见2。图3耳轴超声检测示意经检测，在A向深度为298．1mm处和2lI．7mm处发现异常反射波，如图4所示。经过分析，径向298．1mm处的出现的异常反射波是I【_I=【_干轴轮廓DE的反射造成的，如图3所示，不属于缺陷波。211．7mm处的反射波可能是缺陷波，再从B向进行检测，回波波形如图5(a)所示。测得缺陷

8、B向深度为192．1mm。在直径=300mm的圆柱端面图2一次底面回波与二次底面回波对耳轴进行如图3所示c向的轴向检测，得到的反不考虑材质衰减的条件下，由实心圆柱体回波射波形如图5(b)所示。声压公式(3)和平底孔回波声压公式(4)，