CN111896623A - 铸锻件超声检测缺陷定位方法 - Google Patents
铸锻件超声检测缺陷定位方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111896623A CN111896623A CN202010795412.4A CN202010795412A CN111896623A CN 111896623 A CN111896623 A CN 111896623A CN 202010795412 A CN202010795412 A CN 202010795412A CN 111896623 A CN111896623 A CN 111896623A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- workpiece
- defect
- ultrasonic probe
- positioning
- defects
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/023—Solids
- G01N2291/0234—Metals, e.g. steel
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明涉及重型机械制造技术领域,提供了一种铸锻件超声检测缺陷定位方法,通过超声波探头在工件的表面对工件进行超声检测,并找到至少两个反射波,进而确定找到每个反射波时、超声波探头的位置以及超声波探头的位置到缺陷的距离;然后在绘图软件或绘图纸上作图,进而实现工件内缺陷位置的定位,克服了超声波探头的扩散角对缺陷位置的影响,提高了工件内缺陷定位的准确性。在超声可测量的情况下,甚至可得到缺陷在某一方向上的长度以及在某一反射面的基本轮廓。该方法主要用于检测大型铸、锻件产品内部的缺陷,为大型铸件内缺陷的修补以及大型锻件内缺陷的处置方案,提供更可靠更有力的依据。
Description
技术领域
本发明涉及铸锻件技术领域,特别涉及一种铸锻件超声检测缺陷定位方法。
背景技术
大型铸锻件具有较大的检测厚度,需要大检测声程,因此采用纵波直探头的超声检测,依然是大型铸锻件产品内部质量控制的最有效、最普遍的手段。TOFD检测需要一个发射和一个接收探头,主要应用在焊缝检测领域;针对铸锻件的检测,尤其是厚度大于或等于600mm的大型铸锻件的检测,由于TOFD检测在检测位置、检测声程和检测范围方面受限严重,因此其检测效果较差。
超声波探伤中检测缺陷在工件中的具***置,称为定位。通常采用垂直高度和水平距离的二轴坐标来确定缺陷的位置。采用纵波直探头对铸锻件内部的缺陷定位时,是在发现缺陷后,找到缺陷的最大反射波,然后以此来判定缺陷的位置。
如图1所示,超声波探头10在工件20表面的位置A周围移动,并在A处找到缺陷的最大反射波,其最大反射波的波形如图2所示,则根据图2中的最大反射波的波形计算缺陷至A处的距离为d,那么就认为工件20内的缺陷30位于位置A的正下方,且距离工件20表面为d的位置。
但是,由于超声波探头均有指向性问题,有一定的扩散角,超声波探头的频率越低,其扩散角越大,并且工件内缺陷的表面也并不是与超声声束垂直的规则表面。那么多数情况下,存在这样一种情况,当缺陷处于超声波探头主声束范围内时,由于缺陷本身的走向问题,缺陷的最大反射波的位置不一定处于超声波探头的正下方。
如图3所示,超声波探头10的扩散角为α,超声波探头10在工件20表面的位置A周围移动,并在A处找到缺陷30的最大反射波,并通过波形图计算缺陷至A处的距离为S,那么此时就会认为工件20内的缺陷30位于位置A的正下方、且距离工件20表面为S的位置。但是工件20内的缺陷30实际上是位于工件20表面位置B的正下方,且距工件20表面为D的位置。
因此,现有的以缺陷的最大反射波定位的缺陷位置与实际缺陷位置显然是有偏差的,如图3所示,实际缺陷位置在水平方向的偏差为L,在竖直方向的偏差为S-D。随着工件20的厚度越大,缺陷30在工件20内的位置越深,那么通过现有的超声检测方法定位的缺陷位置与实际缺陷位置的偏差就越大,缺陷定位的准确性就越差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铸锻件超声检测缺陷定位方法,以提高工件内缺陷定位的准确性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:铸锻件超声检测缺陷定位方法,包括以下步骤:
S1、通过超声波探头在工件的表面沿X方向对工件进行超声检测,并找到缺陷的至少两个反射波;
S2、在工件的表面标出找到每个反射波时、超声波探头的中心在工件表面的位置,并计算找到每个反射波时、超声波探头的中心在工件表面的位置到缺陷的距离;
S3、在绘图软件或绘图纸上绘制一条直线AB,并在直线AB上标出用于表示找到每个反射波时、超声波探头的中心在工件表面的位置的定位点,然后以每个定位点为圆心、以该定位点表示的超声波探头的中心在工件表面的位置到缺陷的距离为半径在直线AB的同侧绘制圆弧,则所有圆弧之间的交点围成一区域P;
S4、过区域P中的任意一点做直线AB的垂线,且该垂线与直线AB的交点为K,则交点K所处的位置表示工件的表面正对缺陷的位置;交点K到区域P的长度表示缺陷到工件表面的距离。
进一步的,所述工件的厚度为t;其中,t≥600mm。
进一步的,其中,2000mm≥t≥800mm。
进一步的,所述超声波探头的频率为f;其中,1MHz≤f≤5MHz。
本发明的有益效果是:
1、本发明实施例的铸锻件超声检测缺陷定位方法,通过超声波探头在工件的表面对工件进行超声检测,并找到至少两个反射波,进而确定找到每个反射波时、超声波探头的位置以及超声波探头的位置到缺陷的距离;然后在绘图软件或绘图纸上作图,进而实现工件内缺陷位置的精确定位;与现有技术相比,本发明的方法无需找到缺陷的最大反射波,克服了超声波探头的扩散角对缺陷检测的负面影响,提高了工件内缺陷定位的准确性。
2、在超声可测量的情况下,当找到缺陷的反射波的数量越多,就可越精确地得到缺陷在某一方向上的长度,甚至得到缺陷在某一反射面的基本轮廓,为大型铸件内缺陷的修补以及大型锻件内缺陷的处置提供更可靠更有力的依据。
3、本发明的方法适用于任何尺寸的铸锻件内部缺陷的定位,尤其适用于工件40内缺陷60的深度在800~2000mm、缺陷60的大小在20~40mm的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍;显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的超声检测定位的示意图;
图2是图1中位置A处的反射波在超声检测仪的屏幕中的最大波形图;
图3是采用现有的超声检测定位方法定位的缺陷位置与实际缺陷位置偏差的示意图;
图4是本发明实施例的超声检测定位的示意图;
图5至图7是本发明实施例的超声波探头在不同位置处找到的反射波在超声波检测仪的屏幕中的波形图;
图8是本发明实施例中在绘图软件或绘图纸中绘制的缺陷的位置图。
附图标记:10-超声波探头,20-工件,30-缺陷,40-工件,50-超声波探头,60-缺陷。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
本发明实施例的铸锻件超声检测缺陷定位方法,包括以下步骤:
S1、通过超声波探头50在工件40的表面沿X方向对工件40进行超声检测,并找到缺陷60的至少两个反射波;
S2、在工件40的表面标出找到每个反射波时、超声波探头50的中心在工件40表面的位置,并计算找到每个反射波时、超声波探头50的中心在工件40表面的位置到缺陷60的距离;
S3、在绘图软件或绘图纸上绘制一条直线AB,并在直线AB上标出用于表示找到每个反射波时、超声波探头50的中心在工件40表面的位置的定位点,然后以每个定位点为圆心、以该定位点表示的超声波探头50的中心在工件40表面的位置到缺陷60的距离为半径在直线AB的同侧绘制圆弧,则所有圆弧之间的交点围成一区域P;
S4、过区域P中的任意一点做直线AB的垂线,且该垂线与直线AB的交点为K,则交点K所处的位置表示工件40的表面正对缺陷60的位置;交点K到区域P的长度表示缺陷60到工件40表面的距离。
本发明实施例中的工件40指的是任意尺寸的铸件或锻件;作为优选的实施方式,所述工件40的厚度为t,其中t≥600mm。优选的,2000mm≥t≥800mm。X方向指的是平行于工件40的表面的任意方向,在此不做具体的限定。
本发明实施例中的超声波探头50为直探头,主要用于纵波探伤。所述超声波探头50的频率为f,其中,1MHz≤f≤5MHz。超声波探头50的频率越低,其扩散角越大。例如,当超声波探头50的频率为1MHz时,其扩散角为34.4°;当超声波探头50的频率为2MHz时,其扩散角为17.2°;当超声波探头50的频率为4MHz时,其扩散角为8.6°;当超声波探头50的频率为5MHz时,其扩散角为6.88°。
所述绘图软件可以是CAD、Solidworks、Proe等软件,在此不做具体的限定。步骤S3中,区域P可以是由两条圆弧之间的交点构成,也可以是两条以上圆弧之间围成的区域构成。
根据超声检测理论,以点状缺陷的动态回波为例,位于超声波探头50扩散角声场内的缺陷60,随着超声波探头50在工件40表面沿某一方向移动,缺陷反射波会从无到有,再升高达到最大,然后降低,直至消失。因此,根据超声探伤仪的工作原理,在水平线性校准后,仪器上所有的时间轴上的回波,均表示反射信号的传播时间,时间乘以声速就得到缺陷声程,也即缺陷到超声波探头中心点的距离。只要超声波探头50检测到缺陷60的反射波,即使该反射波不是超声波探头50的主声束获得的反射波,或者不是最大反射波,那么仪器读出来的声程反应的就是缺陷上的某一点至超声波探头50中心点的距离。
本发明实施例的铸锻件超声检测缺陷定位方法,通过超声波探头50在工件40的表面沿X方向对工件40进行超声检测,并找到至少两个反射波,进而确定找到每个反射波时、超声波探头50的中心在工件40表面的位置以及超声波探头50中心在工件40表面的位置到缺陷60的距离;然后在绘图软件或绘图纸上作图,进而实现工件40内缺陷位置的精确定位;与现有技术相比,本发明的方法无需找到缺陷60的最大反射波,克服了超声波探头50的扩散角在定位缺陷位置时的负面影响,大大提高了工件40内的缺陷60定位的准确性。
本发明实施例的铸锻件超声检测缺陷定位方法,在超声可测量的情况下,当找到缺陷60的反射波的数量越多,就可越精确地得到缺陷60在某一方向上的长度,甚至得到缺陷60在某一反射面的基本轮廓,为大型铸件内缺陷的修补以及大型锻件内缺陷的处置提供更可靠更有力的依据。
本发明实施例的铸锻件超声检测缺陷定位方法,适用于任何尺寸的铸锻件内部缺陷的定位,尤其适用于工件40内缺陷60的深度在800~2000mm、缺陷60的大小在20~40mm的情况。
为叙述方便,下文中所称的“上”、“下”、“左”、“右”与附图本身的上、下、左、右方向一致,但并不对本发明的结构起限定作用。
实施例:
步骤S1、如图4所示,通过超声波探头50在工件40的上表面沿从左向右的方向对工件40进行超声检测,并找到缺陷60的三个反射波;图5至图7所示为找到的反射波在超声波检测仪的屏幕中的波形图;
步骤S2、当找到图5中的反射波时,如图4所示,在工件40的上表面标出超声波探头50的中心在工件40的上表面的位置A1,并根据图5中的波形图计算位置A1到缺陷60的距离d1。
当找到图6中的反射波时,如图4所示,在工件40的上表面标出超声波探头50的中心在工件40的上表面的位置A2,并根据图6中的波形图计算位置A2到缺陷60的距离d2。
当找到图7中的反射波时,如图4所示,在工件40的上表面标出超声波探头50在工件40的上表面的位置A3,并根据图7中的波形图计算位置A3到缺陷60的距离d3。
步骤S3、如图8所示,在CAD软件中绘制一条直线AB,并在直线AB上标出定位点A1’、定位点A2’、定位点A3’。其中,定位点A1’用于表示找到图5中的反射波时、超声波探头50的中心在工件40上表面的位置A1;定位点A2’用于表示找到图6中的反射波时、超声波探头50的中心在工件40上表面的位置A2;定位点A3’用于表示找到图7中的反射波时、超声波探头50的中心在工件40上表面的位置A3。然后以定位点A1’为圆心、以d1为半径在直线AB的下方绘制圆弧Ⅰ;以定位点A2’为圆心、以d2为半径在直线AB的下方绘制圆弧Ⅱ;以定位点A3’为圆心、以d3为半径在直线AB的下方绘制圆弧Ⅲ;圆弧Ⅰ、圆弧Ⅱ和圆弧Ⅲ之间的交点围成一区域P。
步骤S4、如图8所示,过区域P中的任意一点做直线AB的垂线,该垂线与直线AB的交点为K,则交点K所述的位置表示工件40的表面正对缺陷60的位置;交点K到区域P的长度表示缺陷60到工件40表面的距离。例如,在CAD软件中可直接测量交点K到定位点A3’的长度L1,用以表示缺陷60在工件40中的水平距离;在CAD软件中可直接测量交点K到区域P的长度L2,用以表示缺陷60在工件40中的垂直高度,进而达到对工件40内的缺陷60准确定位的目的。
与现有技术相比,本发明实施例的铸锻件超声检测缺陷定位方法,无需找到缺陷60的最大反射波,克服了超声波探头50的扩散角在定位缺陷位置时的负面影响,针对大型铸锻件,大大提高了工件40内缺陷60定位的准确性。在超声可测量的情况下,当找到缺陷60的反射波的数量越多,就可越精确地得到缺陷60在某一方向上的长度,甚至得到缺陷60在某一反射面的基本轮廓,为大型铸件内缺陷的修补以及大型锻件内缺陷的处置提供更可靠更有力的依据。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.铸锻件超声检测缺陷定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、通过超声波探头(50)在工件(40)的表面沿X方向对工件(40)进行超声检测,并找到缺陷(60)的至少两个反射波;
S2、在工件(40)的表面标出找到每个反射波时、超声波探头(50)的中心在工件(40)表面的位置,并计算找到每个反射波时、超声波探头(50)的中心在工件(40)表面的位置到缺陷(60)的距离;
S3、在绘图软件或绘图纸上绘制一条直线AB,并在直线AB上标出用于表示找到每个反射波时、超声波探头(50)的中心在工件(40)表面的位置的定位点,然后以每个定位点为圆心、以该定位点表示的超声波探头(50)的中心在工件(40)表面的位置到缺陷(60)的距离为半径在直线AB的同侧绘制圆弧,则所有圆弧之间的交点围成一区域P;
S4、过区域P中的任意一点做直线AB的垂线,且该垂线与直线AB的交点为K,则交点K所处的位置表示工件(40)的表面正对缺陷(60)的位置;交点K到区域P的长度表示缺陷(60)到工件(40)表面的距离。
2.根据权利要求1所述的铸锻件超声检测缺陷定位方法,其特征在于,所述工件(40)的厚度为t;其中,t≥600mm。
3.根据权利要求2所述的铸锻件超声检测缺陷定位方法,其特征在于,其中,2000mm≥t≥800mm。
4.根据权利要求1、2或3所述的铸锻件超声检测缺陷定位方法,其特征在于,所述超声波探头(50)的频率为f;其中,1MHz≤f≤5MHz。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010795412.4A CN111896623A (zh) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | 铸锻件超声检测缺陷定位方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010795412.4A CN111896623A (zh) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | 铸锻件超声检测缺陷定位方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111896623A true CN111896623A (zh) | 2020-11-06 |
Family
ID=73247305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010795412.4A Pending CN111896623A (zh) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | 铸锻件超声检测缺陷定位方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111896623A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113138231A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-20 | 武汉理工大学 | 一种航空发动机机匣环锻件超声相控阵检测装置及方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102288681A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-12-21 | 南昌航空大学 | 一种tky管节点焊缝相控阵超声束覆盖方法 |
CN106546661A (zh) * | 2016-10-24 | 2017-03-29 | 河海大学常州校区 | 一种干涉超声合成孔径成对混凝土内部成像方法 |
CN108535357A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-09-14 | 汕头市超声检测科技有限公司 | 一种用于超声检测焊缝缺陷的缺陷位置计算方法 |
CN111272885A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-06-12 | 常州工学院 | 一种回转铸件超声检测装置及检测方法 |
-
2020
- 2020-08-10 CN CN202010795412.4A patent/CN111896623A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102288681A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-12-21 | 南昌航空大学 | 一种tky管节点焊缝相控阵超声束覆盖方法 |
CN106546661A (zh) * | 2016-10-24 | 2017-03-29 | 河海大学常州校区 | 一种干涉超声合成孔径成对混凝土内部成像方法 |
CN108535357A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-09-14 | 汕头市超声检测科技有限公司 | 一种用于超声检测焊缝缺陷的缺陷位置计算方法 |
CN111272885A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-06-12 | 常州工学院 | 一种回转铸件超声检测装置及检测方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
刘蔺慧 等: "圆柱体内缺陷重构的误差分析及校正方法", 《计算机***应用》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113138231A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-20 | 武汉理工大学 | 一种航空发动机机匣环锻件超声相控阵检测装置及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102251819B1 (ko) | 특히 현지에서 전기음향 위상망을 사용한 튜브형 제품들의 비파괴 제어를 위한 장치 및 방법 | |
CN102207488B (zh) | 横波tofd缺陷定位方法 | |
KR20150115725A (ko) | 센서 장치 및 상기 장치를 사용한 잔류 응력 검측 시스템 | |
JP2007163470A (ja) | 管体の超音波探傷装置および超音波探傷方法 | |
KR101921685B1 (ko) | 결함 검출 장치 및 이를 이용한 결함 검출 방법 | |
CN106198740A (zh) | 一种核电站主管道焊缝自动化相控阵超声检测方法 | |
KR20100045284A (ko) | 위상배열 초음파 탐상을 위한 보정(대비)시험편 및 보정절차 | |
JP2018059800A (ja) | フレキシブル探触子の感度校正方法及び超音波探傷用対比試験片並びに超音波探傷方法 | |
KR20100124242A (ko) | 위상배열 초음파 탐상을 위한 보정(대비)시험편 및 보정절차 | |
EP3985387A1 (en) | Ultrasound flaw detection method, ultrasound flaw detection device, manufacturing equipment line for steel material, manufacturing method for steel material, and quality assurance method for steel material | |
CN105044211A (zh) | 基于trl相控阵探头的缺陷3d可视化超声检测流程 | |
JP5846367B2 (ja) | Tofd法を用いた溶接部の探傷方法および探傷装置 | |
JP2014219390A (ja) | フェーズドアレイ溶接検査に関する自動ビーム最適化 | |
KR101698746B1 (ko) | 위상배열초음파탐사장치 및 이를 이용한 비파괴검사방법 | |
JP2010043989A (ja) | 超音波探傷による欠陥高さ推定方法 | |
CN111896623A (zh) | 铸锻件超声检测缺陷定位方法 | |
CN106706759A (zh) | 超超临界发电机组p92钢主蒸汽管道焊接接头缺陷评定方法 | |
JP6773878B1 (ja) | コンクリート構造物内部状況点検方法及びその方法に使用するシステム | |
KR20100124238A (ko) | 위상배열 초음파 탐상을 위한 보정(대비)시험편 및 보정절차 | |
RU2651431C1 (ru) | Способ промышленной ультразвуковой диагностики вертикально ориентированных дефектов призматической металлопродукции и устройство для его осуществления | |
JP2014106130A (ja) | 超音波検査方法及び超音波検査装置 | |
CN203148899U (zh) | 一种铸铁材料缺陷的声学检测*** | |
CN112326798B (zh) | 起重机t焊缝区域缺陷的超声波检测方法 | |
JP2019109107A (ja) | 超音波探傷方法、超音波探傷装置、鋼材の製造設備列、鋼材の製造方法、及び鋼材の品質保証方法 | |
CN103207240B (zh) | 一种斜探头超声场纵向声压分布的测量方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201106 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |