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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

                          NDT專欄 | 超聲波在鑄件中的應用特點及相關標準解析

                          原創
                          2020-12-24
                          技術文章
                          訪問次數: 9186
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                          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

                          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。

                          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

                          裂紋

                          氣孔

                          冷隔

                          縮孔

                          疏松


                          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。

                          評估缺陷的三個維度

                          缺陷種類

                          缺陷在工件中的區域

                          工件厚度

                          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。

                          SGS定制化解決方案:超聲波檢測

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