鋼包耳軸探傷

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1、萊鋼科技第2期(總第170期)鋼包耳軸的超聲波探傷技術(shù)研究陳超，郭燕，白冰，王子穎，孫光澤(設(shè)備檢修中心)摘要:闡述了無損檢測技術(shù)中的超聲波探傷方法和特點。根據(jù)鋼包耳軸的生產(chǎn)要求，制定了對其進行超聲檢測的探傷工藝，并使用漢威HS610e型數(shù)字式超聲探傷儀對其進行了檢測。結(jié)合耳軸的制造工藝和結(jié)構(gòu)特點，對檢測回波進行分析研究，確定了其內(nèi)部缺陷的位置和類型。關(guān)鍵詞:超聲波;無損檢測;鋼包;耳軸表1超聲波探傷儀主要技術(shù)參數(shù)0前言項目參數(shù)項目參數(shù)設(shè)備檢修中心機械制造部加工了一批65t鋼包工作頻率(0.5～15)MHz數(shù)字抑制(0～80)%用耳軸，按照工藝要

2、求，需要在調(diào)質(zhì)處理前對其進行總增益量110dB(0.1dB/6dB連續(xù)調(diào)節(jié))顯示屏320×256像素的場至顯示器超聲波無損檢測。根據(jù)耳軸的加工工藝和結(jié)構(gòu)特可存儲500幅現(xiàn)場缺陷回波及檢測范圍(0～5500)鋼縱波數(shù)據(jù)存儲點，制定了超聲檢測方案，并進行了探傷。通過分析數(shù)據(jù)研究反射波波形，最終確定一只耳軸中心存在加工可用示波屏的百分比、增益量動態(tài)范圍≥30dB幅度評價顯示缺陷，不符合質(zhì)量要求，給予判廢?；夭@示方式全波、正/負半檢波及ＲF顯示電源直流供電，連續(xù)工作大于5h1超聲波檢測技術(shù)垂直線性誤差≤3%環(huán)境溫度(－10～40)℃水平線性誤差≤0.3

3、%相對濕度(45～75)%ＲH超聲波是在彈性介質(zhì)中傳播的頻率介于20～20000Hz之間的機械波，因其傳播方向性好，能量分辨力≥36dB(5P14－D)外型尺寸205mm×139mm×65mm高，穿透力強，能夠在界面上產(chǎn)生反射、折射、衍射和靈敏度余量≥60dB(深200mm2平底孔，重量1.5kg2.5P20－D)波形轉(zhuǎn)換，所以被廣泛地應(yīng)用于無損檢測。根據(jù)探傷原理的不同，可以將超聲檢測技術(shù)分3耳軸的超聲波探傷為脈沖反射法、衍射時差法、穿透法和共振法。目3.1耳軸的探傷工藝前使用最多的是脈沖反射法，其原理是:超聲聲源耳軸的零件圖如圖1所示。根據(jù)耳

4、軸的加工工產(chǎn)生的脈沖波進入到工件中，超聲波在工件中以一藝流程、結(jié)構(gòu)特點和JB/T5000.15－2007的規(guī)定要定的方向和速度向前傳播，當遇到兩側(cè)聲阻抗有求，制定耳軸的超聲檢測工藝卡見表2。差異的界面時，部分聲波會被反射，檢測設(shè)備接收反射波并將其顯示在熒光屏上，通過分析反射波的幅度和位置評估是否存在缺陷或缺陷的大小和位置。2漢威HS－610e型數(shù)字式超聲波探傷儀其主要技術(shù)參數(shù)見表1。作者簡介:陳超(1987－)，男，2012年7月畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學(xué)機械工程專業(yè)。技術(shù)員，主要從事特種設(shè)備無損檢測工作。圖1耳軸零件42萊鋼科技2014年4月表2耳軸

5、的超聲檢測工藝卡PFF0sfPf=22………………(3)產(chǎn)品名稱產(chǎn)品編號檢測項目工件材質(zhì)表面狀態(tài)檢測時機λx工件3013－98/機加工P=P0Fs………………(4)耳軸鍛件35CrMo機加工后B06K1202.3－1(Ｒa＜6.3μm)2λx儀器探儀器型號試塊種類探頭型號掃查方式檢測靈敏度耦合劑2Ff△=20log………………(5)頭參數(shù)HS－610eCSK－IA2.5P14全面掃查2平底孔機油λ公式(3)、(4)、(5)中P0是波源的聲壓，F(xiàn)s是檢測標準合格級別驗收標準檢測比例技術(shù)要求波源的面積，F(xiàn)f是平底孔的面積，x是檢測厚度，λJB/T5

6、000.15－2007Ⅱ級JB/T5000.15－2007100%是超聲波在介質(zhì)中的波長。3.2檢測靈敏度的調(diào)節(jié)當以2mm平底孔為檢測靈敏度時，由公式所用探頭是型號為2.5P14的縱波直探頭，其基(5)可計算出直徑為400mm的實心圓柱體與平底本頻率f=2.5MHz，根據(jù)公式(1)可計算探頭所發(fā)孔的回波聲壓差△1=－44dB，因此需要將檢測靈射的超聲波在鋼中的波長λ=2．36mm敏度從53.8dB增加到97.8dB。對直徑=300vλ=………………(1)mm、=200mm的圓柱段進行徑向檢測和軸向檢f測時，需重新調(diào)整檢測靈敏度，仍然遵循以上

7、的計算(1)式中:原則。V———縱波在鋼中的傳播速度(V=5900m/s)3.3檢測反射波分析所用探頭的晶片直徑=14mm，根據(jù)公式(2)根據(jù)標準JB/T.5000.15－2007，需要對耳軸進可計算探頭的近場區(qū)長度N=20.76mm。2行除倒角部位外的100%檢測。首先按照圖3所示N=………………(2)的A向?qū)χ睆舰h=400mm的圓柱段進行徑向檢測。4λ由圖1可知，耳軸由3段實心圓柱體組成，最小直徑min=200mm，遠大于探頭的3倍近場區(qū)長度(3N=62．28mm)，因此可以使用底面回波法調(diào)整儀器的檢測靈敏度。首先用CSK－IA試塊校準

8、探頭的入射零點，然后將探頭置于耳軸直徑=400mm的實心圓柱體表面，調(diào)整儀器的測量范圍和靈敏度，使一次底面回波和二次底面回波都顯示在屏