钢板超声波探伤及其缺陷判别

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20 0 8年第 2期

柳

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技

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钢板超声波探伤及其缺陷判别崔红

(术中心 )技

摘

要

对超声波探伤钢板的方法和耦合剂的选择、常见缺陷及特征、缺陷测定方法的设计以

及缺陷定量、定性的判别方法等问题进行分析和探讨。关键词理化检验超声波探伤钢板缺陷判别

Ulr s n c ns e to f r St e Pl t a he t a o i I p c i n o e l a e nd t De e t fc sll 1、 Crl l aU r● JS● 0 』 0n m n●

CUI Ho g n

( e h iu e tr T c nq e C ne )Ab t a t The sr c ulr s ni i s e t n ta o c n p c i meto fr t e p a e t c up a s lc in, t e o o h d o se l l t, he o lnt e e to h c mmo n dee t, t e e in f h r c e si s nd f cs h d sg o c a a tr tc a dee t d tr nai n i f c s e e mi t me h d a wel s h d s rmi ai n o to s s l a t e ic i nt o o t q a i ai n n ca sf ai f d f c s f r he u tfc to a d l s i c t n o e e t we e nay e a dic s d. n i i o r a l z d nd s use Ke W o d Ph sc l n Ch mia Ex mi a in Ulr s n c n pe to S e l l t Dee t s y rs y ia a d e cl a n to ta o i I s c in te P a e f c Di—c i i ai n rm n t o

1前

言

波进入钢板内部，如果遇到缺陷其声阻抗发生变化，进而透射率、反射率也产生变化，反映在探伤仪的波形也就不相同，可以通过反射波的多少、强弱、形状、分布范围、底波状况以及冶炼轧制工艺等因素分析判断钢板缺陷的位

国家标准规定锅炉板、压力容器板、船板、建筑结构等特殊用途的钢板需要进行超声波探伤。

通过探头 (、声能量转换器 )发射超声电

5结

语

制样速度。

( )钢中钙

含量很低，对制样的要求很高。 1 由于人工磨样无法控制打磨力度，比较难以获得较好的分析面；同时，由于研磨材料本身含有微量钙，会沾污样品表面。如能采用铣样机处理分析面，可以消除这些因素的影响，提高

( )每次分析前必须用电极刷清理对电极， 3对分析 1含量的钙时尤为重要。 0

参考文献1于凤莲 .GB 1 2 .7 9,火焰原子吸收/ 37— 4

光谱法测定钙量 .北京复兴门外三里河北毛街

分析精度。但我室无铣样机，无法进行试验并得出干扰数据。( )分析面的纹路要细致、均匀。对球拍 2样，先用新砂布磨去表层 l m左右的深度，然 m后用打磨常规样品时换下的旧砂布再打磨一次， 这样可以获得比较细密的纹路，同时可以加快

1 6号：中国标准出版社出版， 1 9 9 5年 4月2李安，刘小平.I P A S法测定钢中微 C— E栋 .G/ 4 3— 0 2碳 B T 3 6 20,

量钙 .金分析，2 0,2 ( ) 9 4 冶 0 3 3 1:3~ 03陈吉文，杨素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方

法 (规法 ) .北京复兴门外三里河北毛街 1 常 6号：中国标准出版社出版，2 0 0 3年 1 月

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柳置、大小和性质。

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常见的缺陷形状及特征而决定的。纵波法适合

在柳钢，超声波探伤应用涉及的种类有： 钢板质量检测，新建项目金属构架焊缝或材质探伤，大型设备辊、轴、管道安检，机加工半成品和专用板质量及特种材料生产厂认证等。 中板厂、热轧厂、冷轧厂、修建公司、质量部、 技术中心等单位设置有专业人员和仪器。中板厂钢板在线自动化探伤多年来在国内一直处于领先水平。柳钢无损检测学组组建 1 3年来主要开展承压设备原材料、零部件及辊、轴、管道安全性探伤以及产品质量和改进工艺技术的攻关活动，深受生产厂欢迎。

发现折叠、裂纹、分层、点、片状夹杂等平行于钢板表面的缺陷。横波法可作为缺陷判别辅助手段，易发现钢板近表面和垂直表面

的缺陷。

探伤时要清除钢板表面锈蚀和氧化皮，避

开强光、辐射、腐蚀和强震动等场所。探头扫查时保持均衡的压力。在探头和钢板之间抹上耦合剂，有利于声波进入钢板也可减少摩擦。 选择适合的耦合剂，应根据钢板表面粗糙度和钢板用途。温度高的钢板用水耦合能降温，干燥快，钢板不易生锈，不会像抹机油作耦合剂的钢板在吊装时容易脱钩，用户下料画线时易

2钢板常见缺陷及产生的部位钢板常见的内部缺陷有折叠、分层、夹杂、裂纹等。 折叠 (皮 )是轧制中在钢板表面或近表重

打滑、不易上漆等；探伤竖立的钢板 (或筒体、辊、轴、管道 ),选择粘度稠附着性好的浆糊或

机油。总之，从经济方便、附着性好、适用无污染等多方面考虑，一般选用水、机油、浆糊、 水玻璃等。

面的局部形成折合金属层。 分层是板坯缩孔残余或非金属夹杂物或金属氧化物、硫化物等缺陷在轧制中轧扁未能焊

4钢板纵波探伤的基本波形钢板纵波探伤有 6种基本波形 (图 1。见 )

合形成，缺陷大多出现在钢板中部或偏中部与板面基本平行。 夹杂是轧制时因压缩比小未能焊合造成， 缺陷的部位无序分布。内在夹杂是钢水产生的

图 1 ( )为无缺陷图，只有钢板底波 B多次反 1射波，波高随往返次数的衰减逐渐降低；图 1( )为小缺陷图，缺陷波 F和底波 B同时存在； 2 图 1 ( )为大面积连续缺陷图，只有缺陷 F多 3次反射，无底波；图 1 ( )为多个小缺陷图， 4

低熔点夹杂物较多的中心碳锰偏析；外来非金属夹杂，如炉壁耐火材料脱落混入形成。 裂纹主要是白点或热处理裂纹。白点是轧制冷却中氢气来不及扩散形成的小裂纹，危害大 (钢采用精练炉以来尚未发现此类缺陷 )柳。板坯热处理裂纹是热处理不规范或者切割时热影响区的热应力形成垂直钢板轧制面的裂纹，一

有底波在底波 B 1前有 2个缺陷波 F、F,严 1 2重时无底波；图 1( )为近表面盲区内连续性 5

质缺陷图形，无缺陷波和底波，始脉冲

加宽变

形；图 1( )为靠近底部大面积连续缺陷图， 6只有缺陷多次反射波，无底波，此时易把缺陷

般在钢板表面，内部偶尔产生。 缺陷性质不同，其危害程度不同，所以，

波误认为底波。 当钢板厚度< 0 m时，探伤小缺陷如图 1 2r a ( )缺陷波 F和底波 B同时存在，但缺陷多次 2

探伤前必须了解钢板生产的整个过程，对于正

确判别缺陷位置、大小、性质十分有益。

反射波 F、F、F 1 2 3却异常出现逐渐升高后逐渐

3探伤方法和耦合剂的选择钢板超声波探伤一般采用纵波法，是根据

下降，这是声波叠加效应，要以缺陷第 2次 (2 F )波高判定缺陷。

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崔

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( )无缺陷波形 1

( )单个小缺陷波形 2

( )大缺陷波形 3

( )多个缺陷波形 4

( )近表面缺陷波形 5

( )底部缺陷波形 6

图 1钢板纵波探伤 6种基本波形图

5钢板缺陷测定方法的设计超声波测定缺陷采用的是与设计标准对比

5钢板底波法 . 2直接在钢板上进行，具有不携带试块、不需进行表面声能损失补偿和材质、厚度衰减补偿，

的当量法，应根据 G/ 2 7~ 0 4《钢板超 B r9 O 20厚声波检验方法》 B T 7 03 2 0《压设备原、J/ 4 3 . 0 5承—材料、零部件的超声检测》标准及用户对产品的要求来确定，大体有两种。

方法简单易行，有一定探伤经验者经常采用此方法，调节方法有三：

( )将第一次底波波高调到满刻度的 8%; 1 0 ( )采用底波多次反射将第 5次底波波高 2调到 5%; 0

51试块法 .采用备用的与被探钢板板厚相同的试块进行对比的方法，大生产情况下应用较为普遍，但要注意以下问题：

( )将第一次底波波高调到一定高度后再 3增加若干分贝值，如 B l为 5%+ 0 b 0 1d。总之，选择哪种方法，要根据标准的规定

以及钢种、板厚和使用的探头形式来决定。

( )调节时不要使用仪器“制”旋纽， 1抑 防止垂直线性变坏影

响缺陷定量判定的准确性。 ( )调节试块人工缺陷 5 m平底孔波高 2 m为满刻度的 5%~ O (段性好 )之间，即可 O 8%线探伤。 ( )要求试块的材质和厚度要与被探钢板 3的材质和厚度相同或接近。 ( )探伤时要考虑试块与钢板表面状况的 4

6钢板缺陷的判别与测定钢板的整个探伤过程只是从反射图形的变

化获得缺陷信息，即从底波变化、缺陷波有无、强弱、形状及反射波的位置来判定缺陷的有无、 位置、大小。况且，影响探伤结果的因素有许多，如钢板表面粗糙度、钢板温度、材质衰减、 探伤仪水平和垂直线性、探头质量、探头指向

差别进行灵敏度值补偿。该方法直观，但往往需要加工或携带大量厚度不同的对比试块，如果试块与探伤钢板的材质、表面光洁程度不同时，必须进行材质衰减

性、耦合好坏、缺陷形状及取向、缺陷性质、探伤用力的均衡，再加上探伤者的经验水平差异等等因素都与缺陷判别密切相关，笔者是在诸类因素都正常的前提下谈谈钢板缺陷判别与测定。

系数和表面声能损失的测定后并进行声能补偿。