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      超聲檢測技術對缺陷定性評定的主要方法

      目前應用廣泛的是A掃描顯示型超聲脈沖反射式檢測儀。經過長期的超聲檢測實踐,許多超聲檢測人員對其大量接觸的材料、産品及制造工藝有充分的了解,并通過大量的解剖分析驗證,積累了豐富的經驗,在檢測時能通過A掃描顯示型超聲脈沖反射式探傷儀,根據示波屏上出現缺陷回波時的波形形狀,例如視頻顯示或射頻顯示,起波速度,回波前沿的陡峭程度及回波後沿下降的速度(下降斜率),波尖形狀,回波占寬以及移動探頭時缺陷回波的變化情況(波幅、位置、數量、形狀、動态包絡等),還可以根據觀察多次底波的次數,底波高度損失情況,再根據缺陷在被檢件中的位置,分布情況,缺陷的當量大小(與反射率有關),延伸情況,結合具體産品、材料的特點和制造工藝作出綜合判斷,評估出缺陷的種類和性質。有時還可以通過改變發射超聲波脈沖的頻率、改變聲束直徑大小(采取聚焦或采用不同直徑的探頭等)來觀察缺陷的回波變化特征,從而識别是材料中的冶金缺陷還是組織反射。

      在這方面已經有不少經驗總結和資料報道,例如判斷鋼鍛件中的白點、夾雜物、殘餘縮孔、粗晶、中心疏松、方框形偏析,以及焊縫中的氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋等等。

      這種判斷方法在很大程度上依賴超聲檢測人員的經驗、技術水平和對特定産品、材料及制造工藝的充分了解,其局限性是很大的,難以推廣成為通用的評定方法。此外,作為A掃描顯示的缺陷回波所顯示的缺陷信息也有限,主要顯示的是波幅大小、位置和回波包絡形狀,而缺陷對超聲響應的相位、頻譜等重要信息則無法顯示出來,但是後兩者與缺陷性質和種類有着密切關系,這也正是目前廣大超聲檢測人員緻力研究探索的問題。


      下面舉出一部分常見缺陷的回波特征:

      (1)鋼鍛件中的粗晶與疏松--多以雜波、叢狀波形式或底波高度損失增大、底波反射次數減少等形式出現。

      (2)棒材的中心裂紋--在沿圓周面作360°徑向縱波掃查時,由于裂紋的輻射方向性,其反射波幅有高低變化并有不同程度的遊動,在沿軸向掃查時,反射波幅度和位置變化不大并顯示有一定的延伸長度。

      (3)鍛件中的裂紋--由于裂紋型缺陷内含物多有氣體存在,與基體材料聲阻抗差異較大,超聲反射率高,缺陷有一定延伸長度,起波速度快,回波前沿陡峭,波峰尖銳,回波後沿斜率很大,當探頭越過裂紋延伸方向移動時,起波迅速,消失也迅速。

      (4)鋼鍛件中的白點--波峰尖銳清晰,常為多頭狀,反射強烈,起波速度快,回波前沿陡峭,回波後沿斜率很大,在移動探頭時回波位置變化迅速,此起彼伏,多處于被檢件例如鋼棒材的中心到1/2半徑範圍内,或者鋼鍛件厚度的截面的1/4~3/4中層位置,有成批出現的特點(與爐批号和熱加工批有關)。當白點數量多、面積大或密集分布時,還會導緻底波高度顯著降低甚至消失。

      (5)鍛件中的非金屬夾雜物--多為單個反射信号,起波較慢,回波前沿不太陡峭,波峰較圓鈍,回波後沿斜率不太大并且回波占寬較大。

      (6)钛合金鍛件中的高密度夾雜物(例如鎢、钼)--多為單個反射信号,回波占寬不太大,但較裂紋類要大些,回波前沿較陡峭,後沿斜率較大,當改變探測頻率和聲束直徑時,其反射當量大小變化不大(如為大晶粒或其他組織反射在這種情況下回波高度将有顯著變化)。

      (7)鑄件或焊縫中的氣孔--起波快但波幅較低,有點狀缺陷的特征。

      (8)焊縫中的未焊透--多為根部未焊透(如V型坡口單面焊時鈍邊未熔合)或中間未焊透(如X型坡口雙面焊時鈍邊未熔合),一般延伸狀況較直,回波規則單一,反射強,從焊縫兩側探傷都容易發現。

      (9)鑄件或焊縫中的夾渣--反射波較紊亂,位置無規律,移動探頭時回波有變化,但波形變化相對較遲緩,反射率較低,起波速度較慢且後沿斜率不太大,回波占寬較大。

      一般在可能的情況下,為了進一步确認缺陷性質,還應采用其他無損檢測手段,例如X射線照相(檢查内部缺陷)、磁粉和滲透檢驗(檢查表面缺陷)來輔助判斷。

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