CN102879470B - 钨坩埚内部缺陷检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及超声波探伤技术领域，具体涉及一种钨坩埚内部缺陷检测方法。本发明提供的钨坩埚内部缺陷检测方法，利用相控阵超声检测设备，采用特制的具高灵敏度的灵敏度试块作为参考试块，根据钨坩埚产品的结构特点，把钨坩埚分成三个部分并选择最佳的相控阵配置进行超声检测，可用于直径、高度、厚度分别在600mm、700mm、30mm以内的钨坩埚内部缺陷的检测，能检测出最小0.2mm当量孔的钨坩埚内部缺陷<b>，</b>且不会漏检，检测一个钨坩埚大约需要10分钟，操作简单、高效、检测结果直观、成本低，能适应大规模生产需要。

Description

钨坩埚内部缺陷检测方法
技术领域
 本发明涉及超声波探伤技术领域，具体涉及一种钨坩埚内部缺陷检测方法。
背景技术
钨坩埚用于金属冶炼行业，作为一种加热件，钨坩埚内部质量对冶炼金属的质量及产量有很大的影响。
钨坩埚主要用钨粉直接模压成型，成型难度大，需很大的压力，因而在生产过程中，内部应力较大，产品易出现裂纹。钨坩埚底部与壁的连接处有一个弧形的变形部位，这个部位是应力集中的部位，在这个部位常常发现裂纹。钨坩埚一般用水提供等静压所需压力，模具质量不好时，水易进入钨坩埚毛坯内部，水浸过的钨坩埚毛坯经高温烧结，内部就会出现裂纹。在模压过程中，可能由于钨粉带来的杂质或其它原因引入的杂质导致钨坩埚内部最终出现孔洞。由于钨坩埚的生产工艺特殊性，决定了钨坩埚的质量难以稳定，内部易出现裂纹、孔洞等宏观缺陷。钨坩埚内部缺陷导致钨坩埚在使用过程中易发生裂纹扩展，一旦发现钨坩埚出现裂纹，必须马上停止冶炼，否则由于钨坩埚内部裂纹扩展，可能引起钨坩埚炸裂，造成事故。因此有必要对钨坩埚产品进行内部缺陷无损检测，确保产品质量。而迄今为止未见有钨坩埚内部缺陷检测方法或相关文献、报道。开发钨坩埚无损检测技术具有重大意义。
发明内容
本发明针对上述不足，提供一种钨坩埚内部缺陷检测方法。
本发明提供的钨坩埚内部缺陷检测方法，利用相控阵超声检测设备，把钨坩埚分成三个部分进行超声检测，所述三个部分为钨坩埚壁、钨坩埚底、钨坩埚壁与钨坩埚底的连接处，对钨坩埚壁采用双晶相控检测方法，采用灵敏度试块作为参考试块，用双晶探头对其进行相控阵超声检测；对钨坩埚底用相控超声检测纵波高频直探头，采用灵敏度试块作为参考试块，进行相控阵超声检测；对钨坩埚壁与钨坩埚底的连接处用相控超声检测，采用灵敏度试块作为参考试块，将探头依次置于钨坩埚壁与钨坩埚底连接处的钨坩埚壁、钨坩埚底位置，对钨坩埚连接处内部进行相控阵横波检测。
作为本发明的进一步改进，用于钨坩埚壁与钨坩埚底检测的灵敏度试块为：长、宽、高分别为60～100mm、30～50mm、30～50mm的钨板材，内部采用电火花打孔的方式打三个孔径不同、深度相同的平底孔，孔间间隔大于5mm，孔径分别为0.2～0.45 mm、0.5～0.7 mm、0.8～1.0mm，不同灵敏度试块孔深度分别为2～6、7～10、13～16、18～21 mm；用于钨坩埚壁与钨坩埚底连接处检测的灵敏度试块形状与钨坩埚壁与钨坩埚底连接处相同，灵敏度试块的内半径为20～30mm、外半径为30～40mm，以对称轴为孔轴线采用电火花打一个深度为8～20mm、孔径为0.2～0.25mm的平底孔，距对称轴距离10～20mm的两侧分别用电火花打一个深度10～20mm、孔径0.2～0.25mm的平底孔。
作为本发明的更进一步改进，检测时用所述灵敏度试块，根据对称轴两侧的孔的检测数据确定起始灵敏度，对称轴上的孔用于验证检测时有无漏检。
作为本发明的再进一步改进，所述相控阵超声检测设备为GE公司生产的相控阵超声检测仪，所述高频直探头为115序列的高频直探头，所述双晶探头为115序列的双晶探头。
由于相比其他部位，钨坩埚壁较薄且面积较大，因此对钨坩埚壁的检测采用双晶探头对其进行相控阵超声检测，其检测速度快，效率高，检测灵敏度高，能检测最小0.2mm当量孔。钨坩埚底由于结构较简单，表面较平整，因此对钨坩埚底的检测采用相控阵超声检测纵波高频直探头进行相控阵超声检测。钨坩埚壁与钨坩埚底的连接处由于结构复杂、变形面较大，易出现内部裂纹，超声检测难度较大，为避免漏检，本发明采用高灵敏度的灵敏度试块，对钨坩埚壁与钨坩埚壁底连接处内部进行相控阵横波检测，其检测灵敏度高，能检测最小0.2mm当量孔。本发明提供的钨坩埚内部缺陷检测方法，根据钨坩埚产品的结构特点，选择最佳的相控阵配置，可用于直径、高度、厚度分别在600mm、700mm、30mm以内的钨坩埚、尤其是直径210～600mm，高度200～700mm，厚度6～30mm的钨坩埚内部缺陷的检测，能检测出最小0.2mm当量孔的钨坩埚内部缺陷，且不会漏检，检测一个钨坩埚大约需要10分钟，操作简单、高效、检测结果直观、成本低，能适应大规模生产需要。
附图说明
图1为钨坩埚内部缺陷检测分块示意图。三个A、B、C分别代表钨坩埚壁部分、钨坩埚底部分、钨坩埚壁与钨坩埚底的连接处部分，对钨坩埚壁与钨坩埚底的连接处的检测以钨坩埚壁与钨坩埚底的连接处对称轴o-o为对称轴进行检测。
图2为可用于钨坩埚壁与钨坩埚底的连接处的检测的灵敏度试块示意图，以对称轴o-o为孔轴线打一个平底孔，对称轴的两侧c-c，d-d处分别打一个平底孔。
图3为可用于钨坩埚壁与钨坩埚底检测的灵敏度试块，内部打三个孔径不同、深度相同的平底孔。
图4为第一组中实施例中实施例1的钨坩埚的底部缺陷图形。
图5为第一组实施例中实施例1的钨坩埚破坏后的底部缺陷图。
图6为第一组实施例中实施例2的钨坩埚壁部缺陷波形图。
图7为第一组实施例中实施例2的钨坩埚壁部缺陷对应的金相图。
图8为第一组实施例中实施例1的钨坩埚壁与钨坩埚底连接处缺陷的波形图。
图9为第一组实施例中实施例1的钨坩埚破坏后的钨坩埚壁与钨坩埚底连接处内部缺陷经磨加工的实物图。
具体实施方式
以下用实施例结合附图对本发明作进一步说明。
第一组实施例  利用相控阵超声检测设备，把钨坩埚分成三个部分进行超声检测，所述三个部分为钨坩埚壁、钨坩埚底、钨坩埚壁与钨坩埚底的连接处（见图1），对钨坩埚壁采用双晶相控检测方法，用双晶探头对其进行相控阵超声检测；对钨坩埚底用相控超声检测纵波高频直探头进行相控阵超声检测，对钨坩埚壁和钨坩埚底检测采用的灵敏度试块（见图3）均为长、宽、高分别为60～100mm、30～50mm、30～50mm的钨板材，内部采用电火花打孔的方式打三个孔径不同、深度相同的平底孔，孔间间隔大于5mm，孔径分别为0.2～0.45 mm、0.5～0.7 mm、0.8～1.0mm，不同灵敏度试块的孔深分别为2～6、7～10、13～16、18～21 mm，在各实施例中，用灵敏度试块中孔径0.2mm、深度20mm的孔的反射波幅的80%作为检测起始灵敏度，用其余孔验证检测结果，进行相控阵超声检测；对钨坩埚壁与钨坩埚底的连接处用相控阵超声检测，采用的灵敏度试块形状与钨坩埚壁与钨坩埚底连接处相同（见图2），灵敏度试块的内半径为20～30mm、外半径为30～40mm，以对称轴为孔轴线采用电火花打一个深度为8～20mm、孔径为0.2～0.25mm的平底孔，距对称轴距离10～20mm的两侧分别用电火花打一个深度10～20mm、孔径0.2～0.25mm的平底孔，分别利用此灵敏度试块中对称线两侧孔的发射波幅的80%作为检测起始灵敏度，将探头依次置于钨坩埚壁与钨坩埚底连接处的钨坩埚壁、钨坩埚底位置，对钨坩埚连接处两侧分别进行相控阵横波检测，各实施例检测结果见表1（表1中Ⅰ、Ⅱ区域见图1，以下同）。实施例1的钨坩埚的底部缺陷图形见图4。实施例2的钨坩埚壁部缺陷波形图见图6。实施例2的钨坩埚壁部缺陷对应的金相图见图7。实施例1的钨坩埚壁与钨坩埚底连接处缺陷的波形图见图8。
表1第一组实施例的钨坩埚尺寸及检测结果
第二组实施例 将第一组实施例检测用的钨坩埚用于本组检测，本组实施例中各实施例与第一组实施例按顺序一一对应相比，不同的是，在对应的各实施例中，所述相控阵超声检测设备为GE公司生产的相控阵超声检测仪，所述高频直探头为115序列的高频直探头，所述双晶探头为115序列的双晶探头，对钨缸埚壁的检测根据钨缸埚内、外直径相应加上1～4dB作为曲面耦合补偿，检测结果如表2。
表2 第二组实施例的检测结果
第三组实施例  将第一组实施例检测用的钨坩埚用于本组检测，本组实施例中各实施例与第一组实施例按顺序一一对应相比，不同的是，在对应的各实施例中，使用的灵敏度试块为GB/T11259-2008钢材试块，采用的检测设备、相控阵配置及检测结果如下表3。
 另对检测用的钨坩埚进行破坏后，证实缺陷如表4，各组实施例中实施例1使用的钨坩埚破坏后的钨坩埚壁与钨坩埚底连接处内部缺陷经磨加工的实物图见图9；各组实施例中实施例1使用的钨坩埚破坏后的底部缺陷图见图5。

Claims (3)

1.一种钨坩埚内部缺陷检测方法，利用相控阵超声检测设备，把钨坩埚分成三个部分进行超声检测，所述三个部分为钨坩埚壁、钨坩埚底、钨坩埚壁与钨坩埚底的连接处，对钨坩埚壁采用双晶相控检测方法，采用灵敏度试块作为参考试块，用双晶探头对其进行相控阵超声检测；对钨坩埚底用相控超声检测纵波高频直探头，采用灵敏度试块作为参考试块，进行相控阵超声检测；对钨坩埚壁与钨坩埚底的连接处用相控超声检测，采用灵敏度试块作为参考试块，将探头依次置于钨坩埚壁与钨坩埚底连接处的钨坩埚壁、钨坩埚底位置，对钨坩埚连接处内部进行相控阵横波检测；
用于钨坩埚壁与钨坩埚底检测的灵敏度试块为：长、宽、高分别为60～100mm、30～50mm、30～50mm的钨板材，内部采用电火花打孔的方式打三个孔径不同、深度相同的平底孔，孔间间隔大于5mm，孔径分别为0.2～0.45 mm、0.5～0.7 mm、0.8～1.0mm；
用于钨坩埚壁与钨坩埚底连接处检测的灵敏度试块,其形状与钨坩埚壁与钨坩埚底连接处相同，灵敏度试块的内半径为20～30mm、外半径为30～40mm，以对称轴为孔轴线采用电火花打一个深度为8～20mm、孔径为0.2～0.25mm的平底孔，距对称轴距离10～20mm的两侧分别用电火花打一个深度10～20mm、孔径0.2～0.25mm的平底孔。
2.如权利要求1所述的钨坩埚内部缺陷检测方法，其特征在于：灵敏度试块对称轴两侧的孔用于根据其检测数据确定起始灵敏度，对称轴上的孔用于验证有无漏检。
3.如权利要求2所述的钨坩埚内部缺陷检测方法，其特征在于所述相控阵超声检测设备为GE公司生产的相控阵超声检测仪，所述高频直探头为115序列的高频直探头，所述双晶探头为115序列的双晶探头。
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