连铸圆坯超声波检验方法及评级

1、 连铸圆坯超声波检验方法及评级 【摘要】由于连铸坯的冶金特性, 其超声探伤不能像成品锻轧材那样, 一发现缩孔裂纹就判超标, 而是应该根据缺陷位置和大小及其危害性进行分析, 然后对连铸坯的质量进行分级。所以根据超声波声压反射原理，制定20钢连铸圆坯的超声超声检测方法，用当量计算法计算出不同厚度工件4起始灵敏度分贝值表和当量表，并根据实际情况制定连铸圆坯评级表，实现20钢连铸圆坯的快速检测评级。【关键词】超声波、检测、评级由于连铸坯试样机械加工量繁重，周期长且材耗大,难于做到逐炉取样检验, 而抽样检验又不能进行全过程的质量控制 ,所以超声波预检成为现实可行的方法。但目前尚无连铸坯超声检验的相关标准

2、 ,研究连铸坯超声检验是生产的需要。由于连铸坯的冶金特性, 其超声探伤不能像成品锻轧材那样, 一发现缩孔裂纹就判超标, 而是应该根据缺陷位置和大小及其危害性进行分析, 然后对连铸坯的质量进行分级。所以根据超声波声压反射原理，制定连铸圆坯超声检验方法，采用低频纵波直探头接触法探伤，用当量计算法制定不同工件厚度4起始灵敏度的分贝表，缺陷当量表及连铸圆坯质量等级划分表，从而快速准确判定圆坯存在缺陷的大小，数量及分布；从而实现连铸圆坯内部缺陷的超声检测和质量评级；不仅给前道炼钢工序以质量信息反馈, 作为调整改进工艺的依据, 也为后道轧钢工序 ,合理安排生产计划作准备。1. 连铸圆坯超声波检验方法确定1

3、.1探头的选择因被检测工件为大规格连铸圆坯，材质表面粗糙且内部透声性不好，故超声波探伤采用软保护膜的纵波直探头，探头频率选用低频带0.51.25mhz，探头直径1045mm。1.2耦合剂选择1.2.1耦合剂选用cg-98型干粉超声波耦合剂（成分主要是羧甲基纤维素），俗称“工业浆糊”。1.2.2耦合剂特点耦合剂性能好，无毒，无味，无腐蚀，在垂直壁体上不易流失，ph呈中性。1.2.3耦合剂配比为提高粘稠度，采用温水，干粉与水配比：1：12，搅拌使其溶解均匀，浓度可根据需要再适当增、减水量进行调节。1.2.4检验方法采用纵波直探头接触法探伤，对连铸圆坯内部缺陷进行全面检测；根据超声波在钢中的反射声压

4、,用当量计算法，计算出不同工件厚度以4定起始灵敏度的分贝值，从而准确判定圆坯存在缺陷的大小，数量及分布。2. 连铸坯超声波探伤方法实施2.1检验前准备：打母线连铸圆坯650mm探伤面必须进行打磨处理，应打两条互成90度母线，母线宽度100mm，不得有毛刺。2.1准备检验材料设备：mut800c；探头：1mhz纵波软膜直探头；探头线：q9q9探头线两条；耦合剂：温水1：12配比的cg-98型干粉超声波耦合剂若干桶；2.2制定检验参数2.2.1根据附表1选择探伤起始灵敏度，基准波高定在40%波高，并以不大于150mm/s的速度进行扫查。具体计算过程如下：2.2.2当发现大于40%波高缺陷时，将缺陷

5、波衰减到基准波高，记录所衰减的db值，查表2确定缺陷当量。具体计算过程如下：根据超声波在钢中的反射声压,用当量计算法，计算出不同工件厚度以 4定起始灵敏度的分贝值:定起始灵敏度探伤公式如果发现工件底面最远处的伤则xfxb则公式改写成根据探伤标准要求可以改变df的大小如4mm，则以4mm为平底孔标准则 (1)将不同规格的尺寸带入可以定出标准要求中任一深度的4mm灵敏度，可做出如下表：表1：低频直探头4起始灵敏度分贝表如果发现缺陷,需要定缺陷大小时,则用所求缺陷大小与最大声程处标准孔db差值来计算缺陷大小,公式如下:kdb=40lg xs1/4 s2,根据缺陷出现的位置,工件厚度,及db差值可计算

6、缺陷当量大小，可做出如下表：大平底与4平底孔灵敏度公式kdb/4=20lgs/8缺陷当量公式kdb=40lg4s1/xs2厚度(mm)5005506006507007508009001mz41.442.243.043.744.344.945.546.5表2： 低频直探头缺陷当量表缺陷当量mm 屏显距离1234567891054432252016131086464735282319161311977503831262219161412108524033282421181614122.2.3如能确定缺陷为白点、缩孔、裂纹等可不受当量限制。3. 缺陷评定根据连铸圆坯制造、使用对连铸圆坯各部位质量要求

7、，将圆坯划分为i、ii两个区域，见下图1，i区域为圆坯表层区，探测范围0.2d，ii区域为除表层区的中间区域。图1 连铸坯区域图表3 连铸坯的质量等级划分（大小）连铸坯区域缺陷类别等 级123i单个点状不连续当量平底孔直径/mm44df66dfii单个点状不连续当量平底孔直径/mm44df88df长条或密集形点状的当量平底孔直径/mm44df66df备注(1) i区皮下裂纹、角端裂纹df4 mm返回低倍复验；皮下气泡、皮下夹渣对表面影响较大，属于严控缺陷，当df4mm时返回低倍复验；(2) ii区主要为中心裂纹、中间裂纹、缩孔类缺陷，df4mm , 缺陷轻微或无缺陷,评为一级坯。4df8, 且同类缺陷不多于5处, 评为二级坯。凡有下列情况之一者 , 须返回酸浸复验；df8mm, 4mmdf8mm, 且同类缺陷发现5处以上。 - 6db 指示长度在50mm 以上的单条裂纹一次底波 b1 比正常值下降 12db 以上。(3) ii区中心疏松、中心偏析属条状不连续，回波较低,其波形特