鍛件超聲波探傷中缺陷波和偽缺陷波的識別

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1、第24卷第4期(總第109期)機械管理開發(fā)2009年8月Vol.24No．4(SUMNo．109)MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTAug．2009鍛件超聲波探傷中缺陷波和偽缺陷波的識別王科學1，趙敏2（1.山西百一機械設(shè)備制造有限公司；2.山西太鋼不銹鋼股份有限公司第二煉鋼廠，山西太原030003）【摘要】在超聲波檢測中根據(jù)鍛件反射底波與缺陷波的靜態(tài)與動態(tài)波形特點，可以識別鍛件內(nèi)部缺陷（氣孔、夾渣、夾層、裂紋、白點）與偽缺陷（遲到波、三角反射波、61°反射波及其它雜波），對指導鍛件生產(chǎn)具有重要意義

2、?！娟P(guān)鍵詞】超生波探傷；缺陷波；非缺陷波【中圖分類號】TE316.1+93【文獻標識碼】A【文章編號】1003-773X（2009）04-0073-030引言雜波、工件輪廓回波、幻像回波、草狀回波及其他原因[1]鍛件廣泛用于重型機械、能源、冶金、礦山、兵器、引起的偽缺陷波。航空、航天、石油、化工等行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。它常用于偽缺陷波并非工件中缺陷所造成的反射信號，但承受復雜應力、沖擊振動和重負載荷的零部件，這些零這類波的存在影響了對缺陷波的正確判別，下面我們部件如果失效或損壞將會產(chǎn)生嚴重后果，輕則導致系主要闡述偽缺陷波特點及識別方法。統(tǒng)

3、功能失效、重則會危及人身安全、造成重大經(jīng)濟損失。如何正確識別鍛件的缺陷和偽缺陷回波，對指導鍛件生產(chǎn)具有重要意義。1常見鍛件缺陷回波識別1.1根據(jù)缺陷特征分析缺陷性質(zhì)對于平面狀缺陷，從不同方向探測，缺陷回波高度顯著不同。在垂直于缺陷方向探測，缺陷回波高，在平行于缺陷方向探測，缺陷回波低，甚至無缺陷回波。一般來說裂紋、夾層、折疊等屬于這種缺陷。對于點狀缺陷從不同方向探測，缺陷回波無明顯變化。一般包括氣孔(單個氣孔和密集氣孔)和點狀夾渣。氣孔和點狀夾渣的缺陷回波高度低，波形較穩(wěn)定，從各方向探測，反射(注：圖2中橫坐標表示探頭移動的距離，縱

4、坐標表示波高)波高大致相同，但稍一移動探頭就消失。但兩者也有所圖2不同缺陷動態(tài)波形區(qū)別圖不同，其原因主要是其內(nèi)含物聲阻抗的不同。白點、氣2.1遲到波孔等內(nèi)含氣體，聲阻抗小，反射率更高，波形陡直尖銳，當縱波直探頭置于細長工件或試塊上時，擴散縱而金屬夾渣或非金屬夾渣聲阻抗較大，反射回波低。另波波束在側(cè)壁產(chǎn)生波形轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為橫波，此橫波在另外不同類型的缺陷反射波形狀也有差別，氣孔表面平一側(cè)面又轉(zhuǎn)換為縱波，最后經(jīng)過底面反射回到探頭，被滑，界面反射率高，波形陡直尖銳，而夾渣表面粗糙，界探頭接收從而在示波屏上出現(xiàn)一個回波。由于轉(zhuǎn)換的面反射率低，

5、波形寬大并帶有鋸齒如圖1所示。橫波聲程長，波速小，傳播時間較直接從底面反射的縱波長，因此轉(zhuǎn)換后的波總是出現(xiàn)在第一次底波B1之后，故稱未遲到波。又由于變形橫波可能在兩側(cè)壁產(chǎn)圖1氣孔、夾渣反射波形區(qū)別圖生多次反射，每反射一次就會出現(xiàn)一個遲到波，因此遲1.2動態(tài)波形法分析法到波往往有多個，如圖3中的H1，H2……動態(tài)波形指探頭在探測面上移動時缺陷波的變化情況。常見缺陷的動態(tài)波形如圖2所示。2常見偽缺陷波的識別在鍛件超聲波探傷檢測中，示波屏上除了始波、底波和缺陷波外，還會出現(xiàn)其他的信號的偽缺陷波，主要有遲到波、三角反射波、61°反射波，儀器

6、及探頭引起的圖3遲到波形示意圖收稿日期：2009-01-20；修回日期：2009-04-01作者簡介：王科學(1980-)，男，陜西咸陽人，助理工程師，本科，主要從事無損檢測工作。·73·第24卷第4期(總第109期)機械管理開發(fā)2009年8月遲到波之間的縱波聲程差（單程）是特定的，由圖由發(fā)射定律可得：可知L斜入射鋼/空氣界面，當αL=70°左右，αs=33°sinαsinβCL==tgα=.左右時，變形橫波很強，由此可以算出Δx為：sinassinasCSΔωdCLdCL5900Δx==(·－d·tgαs)÷2=(×對于鋼：tgα

7、===1.82.2cosαsCScos33°CS32305900可得α=61°。所以這種反射稱為61°反射。－d·tg33°)÷2=0.76d.323061°反射聲程為：式中：Δω為遲到波H1與底波B1的波程差（雙程）;D為CLX=a+b=a+b×tgα=BE+EC=BC.61試件的直徑或厚度。CS遲到波總是位于底波之后并且位置固定，而缺陷當探頭在AB邊上移動時，波一般位于之前，因此，一般情況下遲到波不會干擾缺反射波的位置不變，其聲陷波的判別。程恒等于直角三角形61°2.2三角反射波所對直角BC。縱波直探頭徑向探測實心圓柱體時，由于

8、探頭平2.4其它雜波面與柱面接觸面積小，使波束擴散角增加，這樣擴散波1)探頭雜波。當探頭圖561°反射波示意圖束就會在圓柱面上形成三角反射路徑，從而在示波屏吸收塊吸收不良時，會在[2]上出現(xiàn)三角反射波，人們把反射稱為三角反射。縱波始波