CN104777226A - 一种锻件内部缺陷的超声波a扫描识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锻件内部缺陷的超声波A扫描识别方法，利用超声波A扫描检测仪对所述锻件进行检测，得到超声波A扫描波形。可操作性强，描述方法采用静态和动态移动探头，以观察波和峰的形态特征。波形特征描述更为准确，检测结果直观可靠，缺陷类型特征分类清晰，这都为缺陷的定量、定性、定位的最终判定提供了有利的判定依据。利用超声波A扫描功能可获得锻件的超声缺陷特征波形，进而获得缺陷的具***置和形状特征，这为锻件的安全评定，寿命评估和FFT频谱计算等提供了准确的预测依据。

Description

一种锻件内部缺陷的超声波A扫描识别方法

技术领域

    本发明超声波A扫描领域，具体涉及一种锻件内部缺陷的超声波A扫描识别方法。

背景技术

锻件是由热态钢锭经锻压变形而成。锻压过程包括加热、变形和冷却。锻压的方式大致分为镦粗、拔长和滚压。镦粗是锻造时压力施加于坯料的两端，形变发生在横截面上。拔长是锻造时压力施加于坯料的外圆，形变发生在长度方向。滚压是先镦粗坯料，然后冲孔再***芯棒并在外圆施加压力。滚压既有纵向形变，又有横向形变。其中镦粗主要用于饼类锻件，拔长主要用于轴类锻件，而筒类锻件一般先镦粗，后冲孔，再镦压。

超声波无损检测技术始于20世纪30年代。早在1929年苏联萨哈诺夫提出利用穿透法检查固体内部结构，以后利用连续超声波在实验室研究成功。第二次世界大战期间，以声脉冲反射为基础的声纳设备在法国问世，并成功地用于水下潜艇检测。在声纳技术的基础上，美、英两国分别于1944年和1964年研制成功脉冲反射式超声波探伤仪，并逐步用于锻钢和厚钢板的探伤。发展到60年代，超声检测技术已经成为有效可靠的无损检测手段，并在工业探伤领域得到了广泛应用。70年代计算机技术的发展及介入，不仅提高了设备的抗干扰能力，而且利用计算机的运算功能，实现了对缺陷信号的自动读数、自动识别、自动补偿、定量和报警。例如：锻件缺陷的位置、特征波形和当量大小等。但是现有技术中还没有针对锻件特定缺陷的识别方法。

因此，需要一种锻件内部缺陷的超声波A扫描识别方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中超声波A扫描对于锻件缺陷类型的判断不够精确的缺陷，提供一种简单方便的锻件内部缺陷的超声波A扫描识别方法。

为实现上述发明目的，本发明锻件内部缺陷的超声波A扫描识别方法可采用如下技术方案：

一种锻件内部缺陷的超声波A扫描识别方法，利用超声波A扫描检测仪对所述锻件进行检测，得到超声波A扫描波形，其中，超声波A扫描检测缺陷最大波形高度设置在示波器的80%±10%范围内：

当所述超声波A扫描波形仅有单个尖脉冲且探头稍一动尖脉冲就消失，缺陷为单峰缺陷，所述单峰缺陷为点状缺陷；

当所述超声波A扫描波形包括多个尖脉冲且探头稍一动尖脉冲就消失，缺陷为多峰缺陷，所述多峰缺陷包括多个点状缺陷；

当所述超声波A扫描波形包括多个尖脉冲且探头稍一动尖脉冲位置切换，波谷高度大于0，缺陷为连峰缺陷，所述连峰缺陷为多点密集缺陷；

当所述超声波A扫描波形包括一个最高峰，最高峰两侧的波形逐渐降低，缺陷为宝塔缺陷，所述宝塔缺陷为疏松缺陷；

当所述超声波A扫描波形仅有单个尖脉冲，尖脉冲位于始波与底波的中心位置两侧且探头沿环形移动尖脉冲一直存在，缺陷为偏析缺陷，所述偏析缺陷为环状缺陷；

当所述超声波A扫描波形仅有单个尖脉冲，尖脉冲位于始波与底波的中心位置，缺陷为缩孔缺陷；

当所述超声波A扫描波形仅有单个尖脉冲且移动探头尖脉冲位置渐变范围为[0，5mm]，缺陷为层状缺陷；

当所述超声波A扫描波形为草状波，缺陷为草状缺陷，草状缺陷为局部晶粒粗大或局部疏松缺陷；

当所述超声波A扫描波形为草状波且草状波的波高逐渐减低，缺陷为降低草状缺陷，所述降低草状缺陷为整体晶粒粗大。

其中，

点状缺陷的长度与宽度的比小于3；

多点密集缺陷包括多个缺陷且缺陷的最大长度大于等于缺陷之间的最大间距；

缩孔缺陷为单个不规则形状的缺陷且缺陷位于锻件中心位置附近；

疏松缺陷为多个不规则形状的缺陷且缺陷位于锻件中心位置附近；

环状缺陷为条状缺陷且缺陷各部分距离所述超声波截面图像边缘的最小距离不变或者变化范围为[0，5mm]。

有益效果：本发明的锻件内部缺陷的超声波A扫描识别方法可操作性强，描述方法采用静态和动态移动探头，以观察波和峰的形态特征。波形特征描述更为准确，检测结果直观可靠，缺陷类型特征分类清晰，这都为缺陷的定量、定性、定位的最终判定提供了有利的判定依据。利用超声波A扫描功能可获得锻件的超声缺陷特征波形，进而获得缺陷的具***置和形状特征，这为锻件的安全评定，寿命评估和FFT频谱计算等提供了准确的预测依据。

附图说明

图1为超声波A扫描的检测图；

图2为实施例1的A扫描的单峰缺陷；

图3为实施例2的A扫描的多峰缺陷；

图4为实施例3的A扫描的连峰缺陷；

图5为实施例4的A扫描的宝塔缺陷；

图6为实施例5的A扫描的偏析缺陷；

图7为实施例6的A扫描的缩孔缺陷；

图8为实施例7的A扫描的层状缺陷；

图9为实施例8的A扫描的降低草状缺陷；

图10为实施例9的A扫描的草状缺陷；

图11为实施例10的A扫描的单峰缺陷与降低草状缺陷组合；

图12为实施例11的A扫描的多峰缺陷与降低草状缺陷组合；

图13为实施例12的A扫描的连峰缺陷与降低草状缺陷组合；

图14为实施例13的A扫描的宝塔缺陷与降低草状缺陷组合。

图15为实施例14的A扫描的偏析缺陷与降低草状缺陷组合。

图16为实施例15的A扫描的缩孔缺陷与降低草状缺陷组合。

图17为实施例16的A扫描的层状缺陷与降低草状缺陷组合。

图18为实施例17的A扫描的单峰缺陷与草状缺陷组合；

图19为实施例18的A扫描的多峰缺陷与草状缺陷组合；

图20为实施例19的A扫描的连峰缺陷与草状缺陷组合；

图21为实施例20的A扫描的宝塔缺陷与草状缺陷组合；

图22为实施例21的A扫描的偏析缺陷与草状缺陷组合；

图23为实施例22的A扫描的缩孔缺陷与草状缺陷组合；

图24为实施例23的A扫描的层状缺陷与草状缺陷组合。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

请参阅图1所示，本发明的锻件内部缺陷的超声波A扫描识别方法，利用超声波A扫描检测仪对锻件进行无损检测，得到超声波A扫描特征波形；其中，超声波A扫描检测仪可以采用各种分析法对锻件进行检测，如单峰缺陷、多峰缺陷、连峰缺陷、宝塔缺陷、偏析缺陷、缩孔缺陷、层状缺陷与降低草状缺陷或草状缺陷类型等进行组合。建立不同缺陷波形的图谱，对分析原材料、锻造及热处理各过程缺陷的主要来源，起着重要的促进作用。

实施例1

超声波A扫描波形中包括单个尖脉冲，树杆状特征，反射波波峰清晰，尖锐有力，但稍一动探头就消失，缺陷为单峰缺陷，单峰缺陷即为点状缺陷，请参阅图2所示。

实施例2

超声波A扫描波形中包括多个尖脉冲，树林状特征，反射波波峰清晰，尖锐有力，但稍一动探头就消失，缺陷为多峰缺陷，多峰缺陷包括多个点状缺陷，请参阅图3所示。

实施例3

超声波A扫描波形中包括多个尖脉冲且探头稍一动尖脉冲位置切换，波谷高度大于0，缺陷为连峰缺陷，连峰缺陷为多点密集缺陷，请参阅图4所示。

实施例4

超声波A扫描波形中包括一个最高峰，最高峰两侧的波形逐渐降低，宝塔状特征，宝塔两边波峰近似对称，缺陷为宝塔缺陷，宝塔缺陷为疏松缺陷，请参阅图5所示。

实施例5

超声波A扫描波形中包括单个尖脉冲，尖脉冲位于始波与底波的中心位置两侧且探头沿环形移动尖脉冲一直存在，环状分布的特定尖峰或尖峰后随渐减波形出现，缺陷为偏析缺陷，偏析缺陷为环状缺陷，请参阅图6所示。

实施例6

超声波A扫描波形中包括单个尖脉冲，尖脉冲位于始波与底波的中心位置，对底波影响严重，常使底波消失，缩孔常出现在冒口端或热节处，缺陷为缩孔缺陷，请参阅图7所示。

实施例7

超声波A扫描波形中包括单个尖脉冲且移动探头尖脉冲位置渐变范围为[0，5mm]，缺陷为层状缺陷，请参阅图8所示。

实施例8

超声波A扫描波形中包括草状波且草状波的波高逐渐减低，伤波模糊不清晰，波与波之间难于分辨，移动探头时伤波跳动迅速，缺陷为降低草状缺陷，降低草状缺陷即整体晶粒粗大。请参阅图9所示。

实施例9

超声波A扫描波形中包括草状波，伤波模糊不清晰，波与波之间难于分辨，移动探头时伤波跳动迅速，缺陷为草状缺陷，草状缺陷即为局部晶粒粗大或局部疏松缺陷；请参阅图10所示。

实施例10

超声波A扫描波形中包括单个尖脉冲和草状波，其中，单个尖脉冲，树杆状特征，反射波波峰清晰，尖锐有力，但稍一动探头就消失，缺陷为单峰缺陷；草状波的波高逐渐减低，伤波模糊不清晰，波与波之间难于分辨，移动探头时伤波跳动迅速，缺陷为降低草状缺陷；则缺陷为单峰缺陷与降低草状缺陷组合，请参阅图11所示。

实施例11

超声波A扫描波形中包括多个缺陷和降低草状缺陷，树林状特征，反射波波峰清晰，尖锐有力，但稍一动探头就消失，缺陷为多峰缺陷与降低草状缺陷组合，请参阅图12所示。

实施例12

超声波A扫描波形中包括多个成串缺陷和降低草状缺陷，山峰状特征，反射波波峰、波谷清晰，波峰尖锐有力，但稍一动探头伤波切换，变化不快，缺陷为连峰缺陷与降低草状缺陷组合，请参阅图13所示。

实施例13

超声波A扫描波形中包括多个成串缺陷和降低草状缺陷，宝塔状特征，反射波波峰不断地上升，至塔顶又不断地下降，宝塔两边波峰近似对称，缺陷为宝塔缺陷与降低草状缺陷组合，请参阅图14所示。

实施例14

超声波A扫描波形中缺陷，从检测面方向探测，非中心位置，环状分布的特定尖峰（或尖峰后随渐减波形）和降低草状缺陷出现，它对底波反射次数无明显影响，随着探伤灵敏度提高，底波次数明显增加，缺陷为偏析缺陷与降低草状缺陷组合，请参阅图15所示。

实施例15

超声波A扫描波形中缺陷，从检测面方向探测，伤波反射强烈，波底宽大，成束状，在主伤波附近常伴有小伤波，对底波影响严重，常使底波消失，环状各处伤波基本类似，伴随降低草状缺陷，缩孔常出现在冒口端或热节处，缺陷为缩孔缺陷与降低草状缺陷组合，请参阅图16所示。

实施例16

超声波A扫描波形中包括单个缺陷和降低草状缺陷，树杆状特征，反射波波峰清晰，尖锐有力，但移动探头，波形位置渐变或不变，缺陷为层状缺陷与降低草状缺陷组合，请参阅图17所示。

实施例17

超声波A扫描波形中包括单个缺陷和草状缺陷，树杆状特征，反射波波峰清晰，尖锐有力，但稍一动探头就消失，缺陷为单峰缺陷与草状缺陷组合，请参阅图18所示。

实施例18

超声波A扫描波形中包括多个缺陷和草状缺陷，树林状特征，反射波波峰清晰，尖锐有力，但稍一动探头就消失，缺陷为多峰缺陷与草状缺陷组合，请参阅图19所示。

实施例19

超声波A扫描波形中包括多个成串缺陷和草状缺陷，山峰状特征，反射波波峰、波谷清晰，波峰尖锐有力，但稍一动探头伤波切换，变化不快，缺陷为连峰缺陷与草状缺陷组合，请参阅图20所示。

实施例20

超声波A扫描波形中包括多个成串缺陷和草状缺陷，宝塔状特征，反射波波峰不断地上升，至塔顶又不断地下降，宝塔两边波峰近似对称，缺陷为宝塔缺陷与草状缺陷组合，请参阅图21所示。

实施例21

超声波A扫描波形中缺陷，从检测面方向探测，非中心位置，环状分布的特定尖峰（或尖峰后随渐减波形）和草状缺陷出现，它对底波反射次数无明显影响，随着探伤灵敏度提高，底波次数明显增加，缺陷为偏析缺陷与草状缺陷组合，请参阅图22所示。

实施例22

 超声波A扫描波形中缺陷，从检测面方向探测，伤波反射强烈，波底宽大，成束状，在主伤波附近常伴有小伤波，对底波影响严重，常使底波消失，环状各处伤波基本类似，伴随草状缺陷，缩孔常出现在冒口端或热节处，缺陷为缩孔缺陷与草状缺陷组合，请参阅图23所示。

实施例23

超声波A扫描波形中包括单个缺陷和草状缺陷，树杆状特征，反射波波峰清晰，尖锐有力，但移动探头，波形位置渐变或不变，缺陷为层状缺陷与草状缺陷组合，请参阅图24所示。

本发明的锻件内部缺陷的超声波A扫描识别方法可操作性强，波形特征描述更为准确，检测结果直观可靠，缺陷类型特征分类清晰，这都为缺陷的定量、定性、定位的最终判定提供了有利的判定依据。利用超声波A扫描功能可获得锻件的超声缺陷特征波形，进而获得缺陷的具***置和形状特征，这为锻件的安全评定，寿命评估和FFT频谱计算等提供了准确的预测依据。

Claims (1)

1.一种锻件内部缺陷的超声波A扫描识别方法，其特征在于：利用超声波A扫描检测仪对所述锻件进行检测，得到超声波A扫描波形，其中，超声波A扫描检测缺陷最大波形高度设置在示波器的80%±10%范围内：

当所述超声波A扫描波形仅有单个尖脉冲且探头稍一动尖脉冲就消失，缺陷为单峰缺陷，所述单峰缺陷为点状缺陷；

当所述超声波A扫描波形包括多个尖脉冲且探头稍一动尖脉冲就消失，缺陷为多峰缺陷，所述多峰缺陷包括多个点状缺陷；

当所述超声波A扫描波形包括多个尖脉冲且探头稍一动尖脉冲位置切换，波谷高度大于0，缺陷为连峰缺陷，所述连峰缺陷为多点密集缺陷；

当所述超声波A扫描波形包括一个最高峰，最高峰两侧的波形逐渐降低，缺陷为宝塔缺陷，所述宝塔缺陷为疏松缺陷；

当所述超声波A扫描波形仅有单个尖脉冲，尖脉冲位于始波与底波的中心位置两侧且探头沿环形移动尖脉冲一直存在，缺陷为偏析缺陷，所述偏析缺陷为环状缺陷；

当所述超声波A扫描波形仅有单个尖脉冲，尖脉冲位于始波与底波的中心位置，缺陷为缩孔缺陷；

当所述超声波A扫描波形仅有单个尖脉冲且移动探头尖脉冲位置渐变范围为[0，5mm]，缺陷为层状缺陷；

当所述超声波A扫描波形为草状波，缺陷为草状缺陷，草状缺陷为局部晶粒粗大或局部疏松缺陷；

当所述超声波A扫描波形为草状波且草状波的波高逐渐减低，缺陷为降低草状缺陷，所述降低草状缺陷为整体晶粒粗大。