铸锻件水浸超声波探伤实例分析

胡博雷

在日常的检测工作中，有一些工件由于表面粗糙、形状特殊等原因，不能用常见的直接接触法来进行超声波检测。对于这类的工件，不妨尝试使用液浸法超声波探伤。液浸探伤相对于直接接触法而言，有如下优势：
1. 当改变被检工件的尺寸或者形状时，不需要特殊的探头或楔块来匹配工件；
2. 可以较简单地连续调整声束入射角，这对形状复杂的结构件的异形表面或新的检测工艺的研究而言都是必须的；
3. 耦合液体可以连续使用；
4. 由于不需要紧密的接触，因此检测速度能够非常快；

5. 直接接触法探伤会因工件的表面形状、表面状况或尺寸的变化而产生比较大的耦合损失，液浸法则不会；
6. 水槽中整个浸没有助于排除表面波，因表面波不规则地增加来自外表面的较小不连续性信号；
7. 水槽提供延迟块以允许非常强的界面信号在弱信号返回到仪器之前就通过放大器。这一点当检测小尺寸管子和薄板时特别能显示出优越性。
在液浸探伤法中，水作为一种易获取的耦合剂得到了很好的应用。因此，水浸探伤法是液浸探伤中最常用的一种检测方法。
下面通过一个铝压缩机旋转轮水浸探伤实例说明不同缺陷的水浸探伤波形显示：
水浸探伤中，始脉冲（由换能器激发）显示在最左边，接着是工件前表面的反射显示，当换能器沿轴方向移动时，折射声速恰好穿过U形槽的角并且产生伪缺陷波显示。
将换能器沿轴向方向向右移动，在遇到裂纹时产生反射，此时屏幕显示波形如下图；
A、伪缺陷显示
水浸探伤中，始脉冲（由换能器激发）显示在最左边，接着是工件前表面的反射显示，当换能器沿轴方向移动时，折射声速恰好穿过U形槽的角并且产生伪缺陷波显示。


B、裂纹显示
将换能器沿轴向方向向右移动，在遇到裂纹时产生反射，此时屏幕显示波形如下图；


C、焊缝裂纹显示<br />
下图是焊缝透平旋转轮的截图。在这个转轮中，锻造不锈钢周边焊接到锻造铁素轮毂上，即使采用先进的焊接技术，也有可能会在周边的热影响区中产生裂纹。因此这些裂纹出现常常足以要求100%的检测；


D、金属查渣和偏析的显示
在热影响区中象裂纹这样的平坦金属夹渣也给出像上图类似的显示。它们最常发现在边缘和远离焊缝的区域；
E、锻造迸裂的显示
锻造时存在由材料的破裂引起的不规则形状空洞、锻造迸裂是不合格的，它可能是以群体聚集且产生许多不同程序幅度显示。夹渣的反射也可能是不同幅度但更可能是广泛的散射。下图的显示来自外径表面和内径表面的反射以及常见的群集锻造迸裂反射；


F、表面倒外圆的伪缺陷显示<br />
水浸探伤时，表面状况可能引起伪缺陷显示。避免伪缺陷显示的最好的方法是对表面进行处理以完全避免超声波反射。但事实上，探伤表面的这些凹陷肉眼难以分辨。在这种情况下，这些凹陷会产生如下图所示的伪缺陷波；


G、热处理氧化皮的显示
热处理能产生薄的细微氧化皮或转轮表布的薄皮。这在接触法超声波探伤中就能产生混淆的超声波形显示。如果将探头直接放在转轮的表面氧化皮区域上，扩大的氧化皮尺寸能更清楚地说明这一情况。下图则是在表面有氧化皮的情况下的水浸探伤波形显示。