超声课设工艺卡编制及说明

1、 超声课程设计 题 目： 3CrMoVNb楔块锻件检测 学 院： 测试与光电工程学院 专业名称： 测控技术与仪器 班级学号： 11081316 学生姓名： 李中浩 指导教师： 李坚 测试与光电工程学院 前言超声检测(缩写符号为RT），属于无损检测五大常规方法之一。其原理是超声波在构件中传播的特性，如声波通过材料会有声波损失，在遇到声阻抗不同的声介质时在界面处会发生反射等。其具体原理是1声源产生超声波采用一定的方式使超声波进入工件。2超声波在构件中传播并与工件中的材料及其中的缺陷发生作用，使传播方向或特征被改变。3改变后的超声波被检测设备接收并对其进行处理分析。4根据接收的超声波的特征评估工件本

2、身及其内部是否存在缺陷。可以检测工件的内部叫深的缺陷，这是磁粉检测无法达到的，比射线更安全效率也更高，检测也比较方便。材料基本不受限制。应用广泛。超声检测在五大常规检测中具有极其重要的位置，通过本次实践与理论的结合让我提高了对超声检测理论的理解和实际的应运。提高了动手实践能力让我初步具备无损检测人员的资格。本课程设计通过给定的工件，要求根据特定无损检测行业标准制定无损检测工艺卡、无损检测工艺规程，对于锻炼学生的动手能力，理论联系实际的能力和熟悉超声检测的操作规程以及检测材料的撰写是非常必要的。通过本课程设计，可以培养独立思考、 综合运用所学知识的能力，能更好的巩固超声检测课程学习的内容，掌握超

3、声检测的基本方法，强化动手实践的能力，更加了解了磁粉检测的优势和可探索发现新问题和解决新问题。 锻件超声检测工艺卡 编号：11081316 产品名称 楔块锻件产品编号7工件部件名称厚度部件编号规格12831mm+ 7961mm材料牌号3CrMoVNb检测时机锻后检查项目锻件坡口形式表面状态毛面锻后退火焊接方法仪器探头参数仪器型号PXUT-27仪器编号YL0220探头型号2.5P20Z试块种类CSI-3检测面锻件圆周面及端面扫查方式锯齿螺旋扫查和水平扫查耦合剂30#机油表面补偿4db扫描线调节深程1：1检测灵敏度2150 技术要求检测标准JBT4730.42005检测比例100%验收标准JBT4

4、730.42005合格级别级检测部位示意图： 纵向缺陷检测：锯齿，前后，左右，转角，环绕。扫查灵敏度应比纵向检测灵敏度再高6db。扫查过程中探头边沿轴线方向移动，边绕圆周方向做曲线运动（即螺旋式的运动） 编制说明:1检测时用的是对比试块法，采用CS-3的平底孔来进行对比。 2检测时要区分底波和W反射波以及缺陷波。在一次底波之前出现的多半为缺陷波 3探头采用与工件曲面耦合较好的曲面探头，根据需要打磨探头上的楔块。 编制（资格）（级） （资格） （级） 日期2013年9月16日2013年9月20日2013年10月26日工艺卡编制说明1、 锻件分析锻件和铸件是各种机械设备及锅炉压力容器的重要毛坯件。

5、它们在生产加工过程中常会产生一些缺陷，影响设备的安全使用。一些标准规定对某些锻件和铸件必须进行超声波探伤。由于铸件晶粒粗大、透声性差，信噪比低，探伤困难大。锻件是由热态钢锭经锻压变形而成。锻压过程包括加热、形变和冷却。锻件的方式大致分为镦粗、拔长和滚压。镦粗是锻压力施加于坯料的两端，形变发生在横截面上。拔长是锻压力施加于坯料的外圆，形变发生在长度方向。滚压是先镦粗坯料，然后冲孔再插入芯棒并在外圆施加锻压力。滚压既有纵向形变，又有横向形变。其中镦粗主要用于饼类锻件。拔长主要用于轴类锻件，而简类锻件一般先镦粗，后冲孔，再镦压。为了改善锻件的绍织性能，锻后还要进行正火、退火或调质等热处理。锻件缺陷可

6、分为铸造缺陷、锻造缺陷和热处理缺陷。铸造缺陷主要有：缩孔残余、疏松、夹杂、裂纹等。锻造缺陷主要有：折叠、白点、裂纹等。热处理缺陷主要有：裂纹等。缩孔残余是铸锭中的缩孔在锻造时切头量不足残留下来的，多见于锻件的端部。疏松是钢锭在凝固收缩时形成的不致密和孔穴，锻造时因锻造比不足而末全焊合，主要存在于钢锭中心及头部。夹杂有内在夹杂、外来菲金属夹杂栩金属夹杂。内在夹杂主要集中于钢锭中心及头部。裂纹有铸造裂纹、锻造裂纹和热处理裂纹等。奥氏体钢轴心晶间裂纹就是铸造引起的裂纹。锻造和热处理不当，会在锻件表面或心部形成裂纹。白点是锻件含氢最较高，锻后冷却过快，钢中溶解的氢来不及逸出，造成应力过大引起的开裂，白

7、点主要集中于锻件大截面中心。合金总量超过3.54.0%和Cr、Ni、Mn的合金钢大型锻件容易产生白点。白点在钢中总是成群出现。2、 探伤方法的选择按探伤时间分类，锻件探伤可分为原材料探伤和制造过程中的探伤，产品检验及在役检验。原材料探伤和制造过程中探伤的目的是及早发现缺陷，以便及时采取措施避免缺陷发展扩大造成报废。产品检验的目的是保证产品质量。在役检验的目的是监督运行后可能产生或发展的缺陷，主要是疲劳裂纹。轴类锻件的锻造工艺主要以拨长为主，因而大部分缺陷的取向与轴线平行。此类缺陷的探测以纵波直探头从径向探测效果最佳。考虑到缺陪会有其它的分布及取向，因此辅类锻件探伤，还应辅以直探头轴向探测和斜探

8、头周向探测及袖向探测。直探头径向和轴向探测：如图6.1所示，直探作径向探测时将探头置于轴的外缘，沿外缘作全面扫查，以发现轴类锻件中常见的纵向缺陷。直探头作轴向探测时，探头置于轴的端头，并在轴端作全面扫查，以检出与轴线相垂直的横向缺陷。但当轴的长度太长或轴有多个直径不等的轴段时，会有声束扫查不到的死区，因而此方法有一定的局限性。斜探头周向及轴向探测：锻件中若在片状轴向及径同缺陷或轴上有几个不同直径的轴段，用直探头径向或轴向探测都难以检出的，则必须使用斜探头在轴的外圆作周向及轴向探测。考虑到缺陷的取向，探测时探头应作正、反两个方向的全面扫查，如图6.2所示。 三、探头的选择3.1探头的频率。选择较

9、高的频率有利于发现更小的缺陷；有利于区分相邻缺陷且缺陷定位精度高；声束指向性好。然而，频率越高，近场区长度越大；衰减也大。所以考虑到所检测工件在检测方向上厚度较大，应选择较低频率，常用0.52.5MHz。3.2 探头的晶片尺寸 我们知道，晶片尺寸越大，半扩散角越小，波束指向性越好，这对波束轴线附近的缺陷检出十分有利。实际检测中，检测面积范围大的工件时，为了检测效率常选用大晶片探头。检测厚度较大的工件时，为了有效地发现远距离的缺陷宜选用小晶片探头。检测时为了实现良好的耦合，常将探头耦合面加工成和管材外半径相同的曲面，这样检测方便耦合好，并且有利于减少磨损。由于实际条件的限制，所以应尽可能的选择小

10、探头。对于本构建选用直探头比较好，效率也较高。四、耦合剂的选择超声检测中使用的耦合剂，从声传递的角度来说要求具备以下性质：容易附着在试件表面上，有足够的浸润性，以排除探头与被检测面之间由试件表面粗糙度造成的空气薄层；声特性阻抗尽量与被检测材料的声特性阻抗相差小一些，以利于声能尽可能多地进入试件；对人体无害，对试件无腐蚀作用；容易清除；来源方便，价格低廉。综合上述考虑，同时为了保护被检测工件，选用30#机油。五、 扫查方式的确定探头沿轴向扫查时，声束在锻件内沿周向呈锯齿形传播，探头扫查螺旋线的螺距不宜太大，速度也不宜太快，要保证超声波束对工件进行100%扫查，并不小于15%的覆盖，如果速度过快，

11、容易漏检。锻件探伤时，原则上应在探测面上从两个相互垂直的方向进行全面扫查。扫查覆盖面应为探头直径的15%，探头移动速度不大于150mm/s。挡查过程中要注意观察缺陷波的情况和底波的变化情况。六、扫描速度和灵敏度的调节 (一)扫描速度的调节锻件探伤前，一般根据锻件要求的探测范围来调节扫描速度，以便发现缺陷，并对缺陷定位。扫描速度的调节可在试块上进行，也可在锻件上尺寸已知的部位上进行，在试块上调节扫描速度时，试块上的声速应尽可能与工件相同或相近。调节扫描速度时，一般要求第一次底波前沿位置不超过水平刻度极限的80%，以利观察一次底波之后的某些信号情况。(二)探伤灵敏度的调节锻件探伤灵敏度是由锻件技术

12、要求或有关标准确定的。一般不低于2平底孔当量直径。调节锻件探伤灵敏度的方法有两种，一种是利用锻件底波来调节，另一种是利用试块来调节。1. 底波调节法当锻件被探部位厚度3N，且锻件具有平行底面或圆柱曲底面时，常用底波来调节探伤灵敏度。底波调节法，首先要计算或查AVG曲线求得底面回波与某平底孔回波的分贝差，然后再调节。 (1)计算：对于平底面或实心圆柱体底面，同距离处平底波与平底孔回波的分贝差为：式中波长；X被探部泣的厚度；Df平底孔直径。(2)调节：探头对准完好区的底面。衰减(+510)dB，调“增益”使底波B1达基准高，然后用“衰减器”增益dB，这时灵敏度就调好了。为了便于发现缺陷可再增益510dB作为搜索灵