浅谈小角度纵波直探头在轴类锻件探伤中的应用.pdf

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1、应用技术l瑟浅谈小角度纵波直探头在轴类锻件探伤中的应用苗垒(山西省安全生产科学研究院030006)[摘要]明确在役主轴产生疲劳裂纹的位置，具体介绍了小角度纵波直探头的应用，及其对主轴进行超声波探伤的的检测方法。[关键词]主轴小角度纵波直探头超声波探伤中图分类号：TG115．285文献标识码：A文章编号：10099l4X(2015)18-0380—02为了保障矿【_IJ企业安全生产，大型设备轴类无损检测已经成为必不可少的声速尽可能和裂纹垂直，以获得最大的裂纹反射量，形成较高的探伤灵敏度。由一项重要内容，比如：提升机主轴、通风机主轴、皮带运输机主轴等。随着设备主于在役

2、检测，限制了探伤条件，探头只能放置在主轴端面进行检测。通过实际情轴运行时间的增加．主轴材质最终dj于疲劳原因而产生疲劳裂纹，超声波探伤况与理论计算，选取小角度纵波直探头的探测部位。检测可以发现主轴是否产生疲劳裂纹以及监视疲劳裂纹的发展情况，及时掌握14小角度纵波直探头试块制作主轴状态并采取措施，确保安全生产。本文对设备轴类锻件的超声波探伤方法选取锻件轴一截，在距离端轴面450mm处加工宽度为0．5mm，长度为进行了阐述，以及小角度纵波直探头的应用。20ram，深度为3mm的人工锯口，如图3所示。一、探伤条件的确定二．探伤灵敏度的校准在设备检测检验行业，由于在用设备

3、的特点所致，轴与滚筒不可能拆装，必21直探头灵敏度校准须在有限的条件下，对主轴进行超声波探伤。从以往设备主轴断裂的原因分析，调节锻件探伤起始灵敏度的方法有两种，一种是利用锻件底波来调节，另多数断裂是在其应力集中的地方发生，主轴与滚筒连接压痕线附近。需要根据一种是利用试块来调节。主轴结构、几何尺寸、疲劳裂纹的特点确定探伤条件。2．1．1．底波调节法11探头的选择当锻件被探部位厚度x≥3N，常用底波来调节探伤灵敏度。轴类锻件的探伤大部分选用纵波直探头但当轴的长度太长或轴的多个直①计算：对于平底面同距离处底波与平底孔回波的分贝差为：径不等的轴段时，会有声束扫奁不到的死区

4、，应辅以小角度纵波直探头进行轴p，j△=20log二旦=20log向探测。如图1所示。、Pf’在实际工作当中，应力集中点是扫查的重点区域，采用小角度纵波直探头来完成对应力集中点的检测式中一波长；X一被探部位的厚度；依据斯奈尔定律：D一平底孔直径。Sinas3—⑦凋节：探头对准完好区的底面，衰减(△+5～10)dB，调“增益”使底波BClCzl达基准高，然后用“衰减器”增益AdB，这时灵敏度就调好了。为了方便于发式中：Ct-有机玻璃中纵波的声速；现缺陷可再增益5～1OdB作为搜索灵敏度，即扫查灵敏度。C一钢中纵波的声速。2．1．2．试块调节法想在工件中产生8～16。

5、的折射纵波，那么入射角d选择5～7。，折射角p=单直探头探伤：当锻件的厚度X<3N，或由于几何形状所限或底面粗糙10．9。(a=5。)，D=15．3(c【=7。)时，应利用具有人工缺陷的试块来调节探伤灵敏度，~ncs-i和cs一2试块。调节12耦合的选择时将探头对准所需试块的平底孔，调“增益”使平底孔回波达基准高即可。在锻件探伤时，为了实现较好的声耦合，一般要求探测面的表面粗糙度R2．2．小角度纵波直探头灵敏度校准aTf<高于6．3m，表面平整均匀，无划伤、油垢、污物、氧化皮、油漆等将小角度探头置于试块端面上，探测试块内侧(距端面450mm)3mm深人一锻件探伤时

6、，常用机油、浆糊、甘油等作耦合剂。当锻件表面较粗糙时也可工锯口．移动探头，使人工锯口反射波达到最高，并将波高凋节到仪器荧光屏满选用水玻璃作耦合剂。幅度80％，作为小角度探头探伤灵敏度。小角度纵波直探头的制作：三探伤操作①．定制探头31主轴压装部位探伤②．自制探头。利用环氧树脂将直探头粘在有机玻璃楔块上。如图2所示主轴压装部位为应力集中点，知道主轴端面到压装部位(或钢包耳轴的根部)的距离和角度p，根据三角函数，能求出探头到端面边缘的距离，即探头移动的范围。将小角度纵波直探头放置在范围内主轴端面上(如图4所示)，在探伤灵敏度基础上再增益6dB，对主轴压装部位进行扫查。

7、探头作周向运动，探头晶片互相覆盖10％，探头移动轨迹为锯齿形，当发现疲劳裂纹后，恢复灵敏度进行定攮。图1图213扫查面的选择根据超声波探伤基本原则：超声波声速尽可能覆盖疲劳裂纹发生区域，且＼浮32主轴内部缺陷和大裂纹查找将纵波直探头放置在主轴端面上，在探伤灵敏度基础上再增益6dB，对主轴内部进行扫查。探头作周向运动，探头晶片互相覆盖10％，探头移动轨迹为锯齿形，当发现疲劳裂纹后，恢复灵敏度进行定量。四．缺陷判定41缺陷大小的测定在锻件探伤中，对于尺寸小于声柬截面的缺陷一般用当量法定量。若缺陷位于X≥3N区域内时常用当量计算法和当量AVG曲线法定量。图3380科技博

8、览应用技术