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NDT专栏 | 超声波在铸件中的应用特点及相关标准解析

NDT专栏 | 超声波在铸件中的应用特点及相关标准解析

原创
2020-12-24
技术文章
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铸件是将金属或合金熔化后注入铸模中冷却凝固而成的。

一、铸件类别

材质的不同,分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。
每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等。

铸型成型方法的不同,可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多,约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件,多是压铸件。

二、铸件特点

1. 组织不均匀,晶粒较粗大;
2. 组织不致密,容易产生疏松;
3. 表面粗糙,形状复杂;
4. 缺陷方向性不强。

三、铸件常见缺陷

缩孔、疏松、气孔、冷隔、裂纹、浮渣、夹杂物

裂纹

气孔

冷隔

缩孔

疏松


四、超声检测特点

1. 衰减严重,穿透性较差
2. 杂波较多,干扰缺陷波判断
3. 对形状复杂的工件,可能会存在检测盲区
4. 质量要求较低

五、超声检测工艺

1. 选择合适的探头,大晶片,低频率,增加穿透力和信噪比,以直探头为主,必要时辅以斜探头和双晶直探头
2. 采用平底孔试块做DAC曲线,或者使用DGS技术
3. 铸件表面较粗糙,选用粘度较大的耦合剂,耦合效果更好
4. 形状结构复杂工件,需增加斜探头对直探头检测盲区进行补充检测

六、铸件超声波检测常用标准

美标体系
ASTM A609《碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢铸件超声波检验操作规程》

欧标体系:
EN 12680-1《普通钢铸件超声波检测》
EN 12680-2《高应力钢铸件超声波检测》
EN 12680-3《球墨铸铁件超声波检测》

澳标体系:
AS 2574《钢铸件超声波检测》

国标体系:
GB/T7233.1《一般用途铸钢件超声波检测》
GB/T7233.2《高承压铸钢件超声波检测》

ASTM A609《碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢铸件超声波检验操作规程》

检测对象:碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢铸件,分程序 A和程序 B两种检测方法
人员要求:SNT-TC-1A认证人员或其他合同双方认可的认证体系
设备要求:直探头0.5-5MHz,有效直径13mm-25mm,噪声信号不超过25%DAC,对于≤25mm厚度的工件,双晶直探头5MHz,13x25mm,晶片角度12°。斜探头只有在购买方合同特别提出时使用,按照标准补充规定执行。
参考试块:材质声学特性相似,单晶直探头6.4mm平底孔试块,双晶直探头2.4mm平底孔试块。
灵敏度设置:直探头Φ6.4平底孔DAC,双晶直探头Φ2.4平底孔DAC
验收评定:超过100%DAC的缺陷信号,或由缺陷引起的底波降低75%以上

 

EN 12680-1《普通钢铸件超声波检测》

检测对象:厚度不大于600mm的铁素体钢铸件,当厚度大于600mm时,需制定特殊检测程序和验收标准,不能用于奥氏体不锈钢。
人员要求:EN ISO 9712认证人员
设备要求:探头频率1-5MHz,斜探头角度35°-70°,无晶片尺寸要求。
参考试块:平底孔或横孔试块,工件本体
扫查要求:使用单晶直探头从工件相对的两侧进行扫查,结构原因只能从一侧扫查时,需要增加近表面扫查。对厚度≤50mm工件,只用一个双晶直探头就可以。
对以下区域增加斜探头扫查:
重要区域,如内圆角,变截面,冷铁区域
焊补区域
准备焊接区
涉及铸钢件重要性能的特殊外层区域

灵敏度设置
平底孔DAC,横孔DAC,工件本体DGS
平底孔径按照下表进行设置

横孔DAC使用有严格限制,需满足3个条件:1. 单晶直探头;2. 五倍近场区之外;3. 孔径大于2倍波长。

验收标准:共有5个级别,级别1-5要求依次降低。

评估缺陷的三个维度

缺陷种类

缺陷在工件中的区域

工件厚度

点状,延伸性

内层,外层

≤50mm,>50~100mm,>100~600mm


当确定了以上信息,再根据缺陷当量大小,壁厚方向的尺寸,缺陷长度,缺陷单个面积,缺陷总面积,评定区域大小等对缺陷进行综合评定。

SGS定制化解决方案:超声波检测

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