超聲探傷
關(guān)注創(chuàng)建者：iCAE工作室 創(chuàng)建時間：2018-10-23
超聲探傷的實例教程
2.3鑄鋼件無損檢測
超聲探傷是檢驗鋼材內(nèi)部質(zhì)量最方便、經(jīng)濟、有效的檢測手段。在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)， 超聲探傷是最常用的一種檢測方法。現(xiàn)行國標《鑄鋼件超聲探傷及質(zhì)量評級方法》 （GB7233-87）僅適用于厚度大于等于30mm 的鑄鋼件。事實上，大跨度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼 件厚度是變化的，在焊接接口處常常較薄， 厚度小于30mm也很常見,該部位是十分重要的，按國標則無法檢測。
2.4鑄鋼件焊接及焊縫無損檢測
現(xiàn)行的有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)焊接的國家及行業(yè)標準中，包括最新發(fā)布執(zhí)行的《建筑鋼結(jié)構(gòu) 焊接技術(shù)規(guī)程?（JGJ81-2002）,均沒有針對 鑄鋼件焊接的有關(guān)規(guī)定。在參照執(zhí)行標準 時有爭議。例如：現(xiàn)行的鋼材焊接工藝評定 標準均要求進行冷彎試驗，但所有鑄鋼標 準對鑄鋼件并無冷彎性能要求。那么，進行鑄鋼件焊接工藝評定時是否應(yīng)進行冷彎試驗?zāi)?另外，目前鑄鋼件焊接主要釆用手工電弧焊，其他焊接方法應(yīng)用于鑄鋼件還有 待于進一步實踐。由于鑄鋼件組織不均勻、晶粒粗大、透 聲性差、衰減嚴重，焊縫超聲探傷的評審困難，焊縫檢測現(xiàn)也無相應(yīng)標準可循。
3、鑄鋼節(jié)點質(zhì)量控制
雖然鑄鋼節(jié)點在國內(nèi)廣泛推廣還需解決許多問題，但設(shè)計師們正不斷采用該結(jié)構(gòu)形式。通過實踐，施工單位應(yīng)從設(shè)計、鑄 造、焊接、檢驗等幾個方面嚴格控制鑄鋼節(jié)點質(zhì)量。
3.1節(jié)點的細部設(shè)計
鑄鋼節(jié)點的細部設(shè)計在滿足承載能力的同時，應(yīng)考慮滿足鑄造、制作及焊接工藝 要求。
1）鑄鋼件細部設(shè)計應(yīng)避免尖角或直 角，且有利于氣體排出。
2）鑄鋼件焊接應(yīng)采用對接焊縫，盡量 避免T形接頭，以降低焊接應(yīng)力。
3）明確鑄鋼件的化學(xué)成分、機械性能、 熱處理制度、精度要求、檢驗方法和合格等 級等。
展開 0 背景介紹
超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發(fā)生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷與零件底面時就分別發(fā)生反射波，在熒光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。本模型是自己興趣所做，其中相關(guān)幾何結(jié)構(gòu)有所出入，模型參考文獻：Air-Coupled Nondestructive Evaluation Dissected。
1 模型介紹
本模型中固體結(jié)構(gòu)為鋁板（長200mm，厚2.28mm），鋁板上下各有1mm厚的空氣層，其中發(fā)射端的長度為25mm，法向方向與豎直方向呈14°角，同理接收端類似，由于參考文獻中看不出，二者之間的距離，所以模型建模的過程中有所出入，導(dǎo)致結(jié)果有點出入，但是不影響此類仿真方法實施。
2 邊界條件設(shè)置
聲固耦合邊界處法向位移和法向應(yīng)力保持連續(xù)，空氣域真空接觸區(qū)域為聲輻射邊界，以防止周圍邊界造成的聲波反射影響分析結(jié)果，固體鋁板的四個點為固定約束邊界。
3 網(wǎng)格繪制
矩形區(qū)域選擇mapped方式進行網(wǎng)格繪制，其余選擇三角形網(wǎng)格繪制，最大單元尺寸為h_max.
4 仿真結(jié)果
聲波震動以及固體結(jié)構(gòu)位移
發(fā)射端的波形
接收端的波形
由于計算時間稍短，接收端的波形的沒有完全顯示，后續(xù)計算的時候可以延長計算時間。
展開 本文中7B04 自由鍛件主要工藝流程為：下料→鍛造→酸洗→機加→探傷→粗加工→熱處理→精加工→探傷→理化→酸洗→終檢→入庫。該鍛件在超聲波探傷時發(fā)現(xiàn)有長條形缺陷，本文通過對探傷發(fā)現(xiàn)的長條形缺陷進行定位，解剖后對其進行低倍組織、高倍組織檢驗、斷口面分析，使用掃描電鏡對缺陷組織和正常組織進行了能譜分析，最后判定該長條形缺陷為氧化膜。
圖1 鍛件及缺陷部位
理化檢驗
超聲波無損探傷
對鍛件的上下端面進行超聲波無損探傷，在端頭部位發(fā)現(xiàn)有長條形缺陷，缺陷定位埋深90mm，長約30mm，缺陷為內(nèi)部缺陷如圖1 所示，需進一步解剖分析。
依據(jù)超聲探傷結(jié)果劃定缺陷部位，切取分析試塊，并對試塊各面進行加工。對分析試塊各面進行復(fù)探，進一步確認位置。由于長條形缺陷沿縱向分布，方向與主探傷面一致，因此在缺陷部位沿垂直于主探傷面切取低倍試塊進行加工。
低倍組織檢驗
將切取的橫向低倍試塊加工后腐蝕(腐蝕劑為15%的NaOH 水溶液)，并用光洗劑(20%的HNO3水溶液)洗滌腐蝕產(chǎn)物，觀察低倍組織如圖2 所示。
圖2 缺陷處橫向低倍組織(紅圈為缺陷位置)
橫向低倍組織均勻細小，晶粒度為GB/T 3246.2 -2012 的一級，在橫向低倍試塊中心處(探傷缺陷埋深位置)發(fā)現(xiàn)一長約3mm 的黑色短線狀缺陷。除此之外，無疏松、非金屬夾雜、異金屬夾雜、白斑、縮尾、氣孔等其他肉眼可見的冶金缺陷。
高倍組織檢驗
在低倍試塊上劃定高倍試塊取樣位置(紅圈為缺陷位置)，如圖3 所示。
圖3 高倍取樣位置
將橫向高倍試塊經(jīng)磨制拋光和腐蝕(腐蝕劑為HF:HCl:HNO3:H2O=2:3:5:190)后，觀察高倍組織如圖4 所示。
展開 (6)采用超聲波方法對支柱絕緣子進行超聲探傷(探傷部位在瓷件與法蘭結(jié)合部)。
隔離開關(guān)常見的故障及異常有哪些?
隔離開關(guān)由于結(jié)構(gòu)相對簡單、易于制造，制造廠一般作為與斷路器配套的一種附加產(chǎn)品生產(chǎn)。對產(chǎn)品的設(shè)計、選材、加工工藝、組裝調(diào)試和質(zhì)員控制等均置于次要地位，同樣，運行部門在高壓開關(guān)專業(yè)管理中也不重視對隔離開關(guān)的管理，缺乏統(tǒng)一和法定的檢修規(guī)程。一般在隔離開關(guān)的運行和操作中的常見故障及異常有:
(1)由于擰緊部件松動，刀口未合嚴，造成接觸部分(如接頭或觸頭)過熱或刀口熔焊。
(2)瓷絕緣子外傷、硬傷，支柱底座破裂，針式瓷絕緣子膠合部因質(zhì)量不良和自然老化而造成瓷絕緣子掉蓋。
(3)操作卡阻，拉合失靈，分合不到位，或操作過程中隔離開關(guān)停止在中間位置。
(4)傳動機構(gòu)或電動操作失靈，造成三相合閘不同期或隔離開關(guān)自分。
(5)電動機燒壞，接觸器燒壞，遠方不能操作。
(6) 輔助觸點轉(zhuǎn)換不到位。
(7)在污移嚴重時成過電壓情況下，產(chǎn)生閃絡(luò)、放電、擊穿接地而引起燒傷痕跡，嚴重時產(chǎn)生短路、瓷絕緣子爆炸、斷路器跳閘等。
展開 雖然客戶請專業(yè)人員對所試制鑄件做超聲探傷并未發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部缺陷，解剖結(jié)果也未發(fā)現(xiàn)縮孔缺陷。但對照其它相關(guān)資料及客戶提供的參考工藝，我們對這么重要的鑄件批量生產(chǎn)后一旦發(fā)生縮孔缺陷的后果甚為擔心，所以對圖1工藝進行了凝固模擬試驗，模擬結(jié)果如圖2。
圖1 推薦的冒口補縮工藝
圖2 根據(jù)圖1工藝的模擬結(jié)果
從模擬結(jié)果可見，液態(tài)收縮已經(jīng)將包括內(nèi)部的3個Φ140×170mm圓形發(fā)熱保溫冒口及外側(cè)的3個320×200×320mm腰圓形發(fā)熱保溫冒口內(nèi)的鐵液全部用盡；因而，我們在原有320×200×320mm發(fā)熱保溫冒口的上面再加上1個同等大小的冒口，即將冒口尺寸改為320×200×640mm。但是，澆鑄后的結(jié)果卻是所有冒口一點收縮的痕跡也沒有，從而證實了這個鑄件完全可以實現(xiàn)無冒口鑄造。
3.2
小模數(shù)鑄件有冒口鑄造實例
圖3所示的蜂窩板材料牌號為QT500-7，長×寬×高尺寸為1 230×860×32 mm，鑄件模數(shù)M=3.2/2=1.6 cm。
圖3 蜂窩板毛坯圖
此鑄件模數(shù)遠小于3.1cm，顯然不適用于無冒口鑄造工藝，但試制時為了提高工藝出品率，采用了立澆雨淋式澆口（圖4），原意是想使鑄件在凝固時產(chǎn)生自上而下的溫度梯度，以利用橫澆口補縮，但結(jié)果卻是在鑄件的中間部位加工后產(chǎn)生了大面積連通性縮孔（圖4中雙點劃線處）。試制4件無一件成品。
圖4 試制工藝方案示意圖
于是，我們改變思路，制定了如圖5所示的臥澆、冷鐵加冒口工藝。用冷鐵將鑄件分割成9部分，每部分的中央放置冒口。
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超聲探傷的相關(guān)專題、標簽、搜索
超聲探傷的最新內(nèi)容
2.3鑄鋼件無損檢測
超聲探傷是檢驗鋼材內(nèi)部質(zhì)量最方便、經(jīng)濟、有效的檢測手段。在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)， 超聲探傷是最常用的一種檢測方法。現(xiàn)行國標《鑄鋼件超聲探傷及質(zhì)量評級方法》 （GB7233-87）僅適用于厚度大于等于30mm 的鑄鋼件。事實上，大跨度焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼 件厚度是變化的，在焊接接口處常常較薄， 厚度小于30mm也很常見,該部位是十分重要的，按國標則無法檢測。
為了確保鍛件質(zhì)量，要求每個零件必須用相同的工藝，并通過高靈敏度的超聲檢測方法進行探傷。
人們想盡各種方法去提高盤件的性能，其中有一個非常有意思的問題：能不能在盤的不同區(qū)域按照需要鍛造出不同的結(jié)構(gòu)？（當然，回答這個問題之前，先要搞清楚，什么樣的結(jié)構(gòu)對應(yīng)于什么樣的性能。）一些先進的盤類鍛造技術(shù)被開發(fā)出來，可以按照合金成分、盤的幾何形狀進行局部鍛造工藝。
目前，利用各種超聲探傷儀可以對各種機械零部件，包括航空、航天飛機機殼及發(fā)動機零部件等進行無損檢測，也可用于對裝載核反應(yīng)物質(zhì)的容器、輸油和輸氣管道以及鍋爐等壓力容器進行無損檢測等。
另一方面，超聲顯微鏡可用于微米量級的微觀結(jié)構(gòu)或缺陷的研究和探查，可以研究材料和微型器件的介觀特性和結(jié)構(gòu)。
對于鑄件表面的砂眼，用肉眼外觀檢查即可識別；對于鑄件內(nèi)部的砂眼，要用超聲或者射線探傷進行檢驗。
通常，砂眼與夾渣的外觀有相似之處，有時候容易混淆。要區(qū)分兩者的區(qū)別，
圖1 圖2
就要對各個方面進行分析，綜合各因素來判斷，有時候要通過氣刨、加工或者剖分來確定。消除砂眼和夾渣缺陷，要綜合考慮、對策。
壓電陶瓷
壓電陶瓷作為敏感材料時，制作出來的壓電地震儀可以對人類不能感知的細微振動進行監(jiān)測，從而有效預(yù)測地震，減少損失；利用壓電效應(yīng)制作的壓電驅(qū)動器是微電子、精密機械和生物工程等領(lǐng)域的重要器件；壓電陶瓷用于超聲波發(fā)射器，可用于海洋探測、水中導(dǎo)航、超聲清洗、醫(yī)學(xué)成像以及固體探傷、超聲疾病治療等方面
對于鑄件表面的砂眼，用肉眼外觀檢查即可識別；對于鑄件內(nèi)部的砂眼，要用超聲或者射線探傷進行檢驗。
通常，砂眼與夾渣的外觀有相似之處，有時候容易混淆。要區(qū)分兩者的區(qū)別，
圖1 圖2
就要對各個方面進行分析，綜合各因素來判斷，有時候要通過氣刨、加工或者剖分來確定。
(6)采用超聲波方法對支柱絕緣子進行超聲探傷(探傷部位在瓷件與法蘭結(jié)合部)。
隔離開關(guān)常見的故障及異常有哪些?
隔離開關(guān)由于結(jié)構(gòu)相對簡單、易于制造，制造廠一般作為與斷路器配套的一種附加產(chǎn)品生產(chǎn)。
雖然客戶請專業(yè)人員對所試制鑄件做超聲探傷并未發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部缺陷，解剖結(jié)果也未發(fā)現(xiàn)縮孔缺陷。但對照其它相關(guān)資料及客戶提供的參考工藝，我們對這么重要的鑄件批量生產(chǎn)后一旦發(fā)生縮孔缺陷的后果甚為擔心，所以對圖1工藝進行了凝固模擬試驗，模擬結(jié)果如圖2。
雖然客戶請專業(yè)人員對所試制鑄件做超聲探傷并未發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部缺陷，解剖結(jié)果也未發(fā)現(xiàn)縮孔缺陷。但對照其它相關(guān)資料及客戶提供的參考工藝，我們對這么重要的鑄件批量生產(chǎn)后一旦發(fā)生縮孔缺陷的后果甚為擔心，所以對圖1工藝進行了凝固模擬試驗，模擬結(jié)果如圖2。
聲學(xué)計量常用的計量器具主要包括：傳聲器、聲級計、超聲探傷儀、超聲測厚儀、醫(yī)用超聲源、超聲功率源、聽力計、助聽器等。
10、化學(xué)計量
化學(xué)計量也稱物理化學(xué)計量，是指對各種物質(zhì)的成分和物理特性、基本物理常數(shù)的分析、測定。主要包括：酸堿度、氣體分析、燃燒熱、粘度、標準物質(zhì)等。由計量部門通過發(fā)放標準物質(zhì)進行量值傳遞是化學(xué)計量的顯著特點。
