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钢板超声波探伤及其缺陷判别

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

前 言

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 ( 电、声能量转换器) 发射超声 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置、大小和性质。 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 13 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。

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 ( 重皮) 是轧制中在钢板表面或近表 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 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 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 ( 柳钢采用精练炉以来尚未发现此类缺陷) 。 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, 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。

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 常见的缺陷形状及特征而决定的。纵波法适合 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 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。

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