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超声缺陷探测辅导

7.2 轴、锻件及螺栓

轴和螺栓都具有一种通常适用于超声检测的长圆柱几何形状。由于裂纹常出现在垂直于这些部件端部的位置,因此一般要使用垂直声束探头,从两端对这些部件进行检测,如:对长轴的检测。对轴和螺栓进行的典型操作程序都是辨别来自远端的回波,并随着探头围绕工件表面的移动,寻找出现在远端波峰前面的回波。

在检测螺栓时,操作人员必须记下由工件的螺纹生成的任何回波,并在这个背景中寻找所出现的裂缝缺陷指示。要注意螺栓端部的表面必须足够平滑,才可以保证正常的声耦合效果,因此使用这种方法,可能无法检测圆头或六角型头的螺栓。对桥梁吊钩销钉的检测是一种相关的应用,使用相似的垂直声束检测方法通常可以检测出由于剪切作用而对销钉造成的损伤。下面的示例显示使用一个10 MHz的接触式探头,探测到一个212毫米长的螺栓上代表螺纹裂缝的小凹槽。左图中的波形显示来自无缺陷螺栓的底面回波,右图中的波形显示来自“带裂缝”样件的参考凹槽的指示信号。

带裂缝的样件
合格螺栓,底面回波上的闸门来自参考凹槽的指示信号
合格螺栓,底面回波上的闸门 来自参考凹槽的指示信号

对平滑轴的检测,即使非常长的轴,通常也很简单,如果轴的直径在不同的节段上发生了变化,则需要考虑一些特殊的因素。插入轴中的部件以及直径从大到小的变化会在屏幕上相应的位置生成可预测的回波,有时候,也会出现由声束扩散和侧壁反弹而造成的模式转换的其它回波。检测人员必须记下所有这些固定指示信号的位置,然后寻找在那个背景下出现的定位回波。操作人员还必须了解由于直径变化的“阴影”而使声波无法达到的盲区,虽然从两端频繁检测可以解决这个问题。在检测某些涉及直径分段变化的轴时,可以使用低角度纵波楔块,使声束瞄准通常会含有缺陷的特定区域,如:可能会出现裂纹的圆角处。

可以对各种尺寸的锻件进行检测,探测出其内部缺陷,如:缩孔、层状裂纹和断裂等缺陷。检测通常使用垂直声束探头,在两个方向上进行,这样可以探测到平行于和垂直于工件表面的两个方向上的不连续性缺陷。表面上的裂缝可以最容易通过作为超声检测补充方式的涡流检测方法探测到。

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