NDT專欄 | 超聲波在鑄件中的應(yīng)用特點(diǎn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)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(xué)成分或金相組織進(jìn)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(xù)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(yīng)用最多，約占全部鑄件產(chǎn)量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件，多是壓鑄件。

二、鑄件特點(diǎn)

1. 組織不均勻，晶粒較粗大；
2. 組織不致密，容易產(chǎn)生疏松；
3. 表面粗糙，形狀復(fù)雜；
4. 缺陷方向性不強(qiáng)。

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(cè)特點(diǎn)

1. 衰減嚴(yán)重，穿透性較差
2. 雜波較多，干擾缺陷波判斷
3. 對(duì)形狀復(fù)雜的工件，可能會(huì)存在檢測(cè)盲區(qū)
4. 質(zhì)量要求較低

五、超聲檢測(cè)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(shí)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(shù)
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(jié)構(gòu)復(fù)雜工件，需增加斜探頭對(duì)直探頭檢測(cè)盲區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充檢測(cè)

六、鑄件超聲波檢測(cè)常用標(biāo)準(zhǔn)

美標(biāo)體系：
ASTM A609《碳鋼、低合金鋼和馬氏體不銹鋼鑄件超聲波檢驗(yàn)操作規(guī)程》

歐標(biāo)體系：
EN 12680-1《普通鋼鑄件超聲波檢測(cè)》
EN 12680-2《高應(yīng)力鋼鑄件超聲波檢測(cè)》
EN 12680-3《球墨鑄鐵件超聲波檢測(cè)》

澳標(biāo)體系：
AS 2574《鋼鑄件超聲波檢測(cè)》

國(guó)標(biāo)體系：
GB/T7233.1《一般用途鑄鋼件超聲波檢測(cè)》
GB/T7233.2《高承壓鑄鋼件超聲波檢測(cè)》

ASTM A609《碳鋼、低合金鋼和馬氏體不銹鋼鑄件超聲波檢驗(yàn)操作規(guī)程》

檢測(cè)對(duì)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(cè)方法
人員要求：SNT-TC-1A認(rèn)證人員或其他合同雙方認(rèn)可的認(rèn)證體系
設(shè)備要求：直探頭0.5-5MHz，有效直徑13mm-25mm，噪聲信號(hào)不超過25%DAC，對(duì)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(gòu)買方合同特別提出時(shí)使用，按照標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充規(guī)定執(zhí)行。
參考試塊：材質(zhì)聲學(xué)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(shè)置：直探頭Φ6.4平底孔DAC，雙晶直探頭Φ2.4平底孔DAC
驗(yàn)收評(píng)定：超過100%DAC的缺陷信號(hào)，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(cè)》

檢測(cè)對(duì)象：厚度不大于600mm的鐵素體鋼鑄件，當(dāng)厚度大于600mm時(shí)，需制定特殊檢測(cè)程序和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，不能用于奧氏體不銹鋼。
人員要求：EN ISO 9712認(rèn)證人員
設(shè)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(duì)的兩側(cè)進(jìn)行掃查，結(jié)構(gòu)原因只能從一側(cè)掃查時(shí)，需要增加近表面掃查。對(duì)厚度≤50mm工件，只用一個(gè)雙晶直探頭就可以。
對(duì)以下區(qū)域增加斜探頭掃查：
重要區(qū)域，如內(nèi)圓角，變截面，冷鐵區(qū)域
焊補(bǔ)區(qū)域
準(zhǔn)備焊接區(qū)
涉及鑄鋼件重要性能的特殊外層區(qū)域

靈敏度設(shè)置：
平底孔DAC，橫孔DAC，工件本體DGS
平底孔徑按照下表進(jìn)行設(shè)置

橫孔DAC使用有嚴(yán)格限制，需滿足3個(gè)條件：1. 單晶直探頭；2. 五倍近場(chǎng)區(qū)之外；3. 孔徑大于2倍波長(zhǎng)。

驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：共有5個(gè)級(jí)別，級(jí)別1-5要求依次降低。

當(dāng)確定了以上信息，再根據(jù)缺陷當(dāng)量大小，壁厚方向的尺寸，缺陷長(zhǎng)度，缺陷單個(gè)面積，缺陷總面積，評(píng)定區(qū)域大小等對(duì)缺陷進(jìn)行綜合評(píng)定。

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