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NDT專欄 | 超聲波在鑄件中的應用特點及相關標準解析
鑄件是將金屬或合金熔化后注入鑄模中冷卻凝固而成的。
一、鑄件類別
按材質的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。每類鑄件又可按其化學成分或金相組織進一步分成不同的種類。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等。
按鑄型成型方法的不同，可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應用最多，約占全部鑄件產量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件，多是壓鑄件。
二、鑄件特點
1. 組織不均勻，晶粒較粗大；
2. 組織不致密，容易產生疏松；
3. 表面粗糙，形狀復雜；
4. 缺陷方向性不強。
三、鑄件常見缺陷
縮孔、疏松、氣孔、冷隔、裂紋、浮渣、夾雜物
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裂紋 |
氣孔 |
冷隔 |
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縮孔 |
疏松 |
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四、超聲檢測特點
1. 衰減嚴重，穿透性較差
2. 雜波較多，干擾缺陷波判斷
3. 對形狀復雜的工件，可能會存在檢測盲區
4. 質量要求較低
五、超聲檢測工藝
1. 選擇合適的探頭，大晶片，低頻率，增加穿透力和信噪比，以直探頭為主，必要時輔以斜探頭和雙晶直探頭
2. 采用平底孔試塊做DAC曲線，或者使用DGS技術
3. 鑄件表面較粗糙，選用粘度較大的耦合劑，耦合效果更好
4. 形狀結構復雜工件，需增加斜探頭對直探頭檢測盲區進行補充檢測
六、鑄件超聲波檢測常用標準
美標體系：
ASTM A609《碳鋼、低合金鋼和馬氏體不銹鋼鑄件超聲波檢驗操作規程》
歐標體系：
EN 12680-1《普通鋼鑄件超聲波檢測》
EN 12680-2《高應力鋼鑄件超聲波檢測》
EN 12680-3《球墨鑄鐵件超聲波檢測》
澳標體系：
AS 2574《鋼鑄件超聲波檢測》
國標體系：
GB/T7233.1《一般用途鑄鋼件超聲波檢測》
GB/T7233.2《高承壓鑄鋼件超聲波檢測》
ASTM A609《碳鋼、低合金鋼和馬氏體不銹鋼鑄件超聲波檢驗操作規程》
檢測對象：碳鋼、低合金鋼和馬氏體不銹鋼鑄件，分程序 A和程序 B兩種檢測方法
人員要求：SNT-TC-1A認證人員或其他合同雙方認可的認證體系
設備要求：直探頭0.5-5MHz，有效直徑13mm-25mm，噪聲信號不超過25%DAC，對于≤25mm厚度的工件，雙晶直探頭5MHz，13x25mm，晶片角度12°。斜探頭只有在購買方合同特別提出時使用，按照標準補充規定執行。
參考試塊：材質聲學特性相似，單晶直探頭6.4mm平底孔試塊，雙晶直探頭2.4mm平底孔試塊。
靈敏度設置：直探頭Φ6.4平底孔DAC，雙晶直探頭Φ2.4平底孔DAC
驗收評定：超過100%DAC的缺陷信號，或由缺陷引起的底波降低75%以上
EN 12680-1《普通鋼鑄件超聲波檢測》
檢測對象：厚度不大于600mm的鐵素體鋼鑄件，當厚度大于600mm時，需制定特殊檢測程序和驗收標準，不能用于奧氏體不銹鋼。
人員要求：EN ISO 9712認證人員
設備要求：探頭頻率1-5MHz，斜探頭角度35°-70°，無晶片尺寸要求。
參考試塊：平底孔或橫孔試塊，工件本體
掃查要求：使用單晶直探頭從工件相對的兩側進行掃查，結構原因只能從一側掃查時，需要增加近表面掃查。對厚度≤50mm工件，只用一個雙晶直探頭就可以。
對以下區域增加斜探頭掃查：
重要區域，如內圓角，變截面，冷鐵區域
焊補區域
準備焊接區
涉及鑄鋼件重要性能的特殊外層區域
靈敏度設置：
平底孔DAC，橫孔DAC，工件本體DGS
平底孔徑按照下表進行設置
橫孔DAC使用有嚴格限制，需滿足3個條件：1. 單晶直探頭；2. 五倍近場區之外；3. 孔徑大于2倍波長。
驗收標準：共有5個級別，級別1-5要求依次降低。
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評估缺陷的三個維度 |
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缺陷種類 |
缺陷在工件中的區域 |
工件厚度 |
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點狀，延伸性 |
內層，外層 |
≤50mm,＞50~100mm,＞100~600mm |
當確定了以上信息，再根據缺陷當量大小，壁厚方向的尺寸，缺陷長度，缺陷單個面積，缺陷總面積，評定區域大小等對缺陷進行綜合評定。
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9.3您和通標公司均是獨立的主體，在任何情況下本協議不構成雙方之間的代理、合伙、合營或雇傭關系。
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9.5如雙方就本協議內容或其執行發生任何爭議，雙方應盡量友好協商解決。協商不成時，訴訟管轄權歸屬本合同簽訂地法院。
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9.6本協議簽訂地為中華人民共和國上海市徐匯區。
