[發(fā)明專利]一種大規(guī)格連鑄圓坯的超聲波檢測低倍評估方法

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• 申請日: 2022-03-07
• 公開（公告）號: CN114674922A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹劍山;單文瑞;俞杰;錢國慶;陳凱
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇聯(lián)峰能源裝備有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/265;G01N29/28;G01N29/30;G01N29/44
• 代理公司: 南京智造力知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32382
• 代理人: 陳佳佳

本發(fā)明公開了一種大規(guī)格連鑄圓坯超聲波檢測低倍評估方法，具體采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀，根據(jù)檢測位置和對象不同，設(shè)定發(fā)射電壓、選用不同類型的探頭；然后進(jìn)行探傷前準(zhǔn)備、靈敏度調(diào)整及掃查，并選擇和制作對比試塊進(jìn)行探傷靈敏度驗證；最后進(jìn)行缺陷定量和評判。對大連鑄圓坯超聲波探傷，引用超聲波探傷評判法則，當(dāng)量法、底波高度法、反射特征法與酸洗低倍檢驗結(jié)果進(jìn)行對比，得出超聲波評判與低倍缺陷的對應(yīng)關(guān)系，總結(jié)出大連鑄圓坯超聲波探傷檢驗規(guī)則，建立超聲波探傷等級評判與低倍判定等級的聯(lián)系，從而對連鑄圓坯內(nèi)部質(zhì)量及時作出評估、同時可作為低倍檢驗輔助評判，并為連鑄圓坯后續(xù)的加工使用提供指導(dǎo)，保證連鑄圓坯再加工后質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于連鑄圓坯檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大規(guī)格連鑄圓坯的超聲波檢測進(jìn)行低倍評估方法。

背景技術(shù)

目前連鑄坯內(nèi)部宏觀質(zhì)量檢驗手段通常采用破壞性低倍檢測，而低倍抽樣檢驗只能檢查一個截面，由于鑄坯中心區(qū)域宏觀缺陷成斷續(xù)分布，因此低倍抽樣檢驗結(jié)果檢測比例低、結(jié)果偏差大、取樣檢驗周期長，與實物質(zhì)量往往存在偏差，且有質(zhì)量損失，經(jīng)濟(jì)性差。

超聲波無損檢測方法可對鋼材內(nèi)部百分百檢驗，并且檢驗結(jié)果可以量化評估。但大規(guī)格連鑄圓坯由于尺寸大、鑄態(tài)組織不致密、不均勻、晶粒粗大，且連鑄圓表面振痕深、氧化層厚，導(dǎo)致耦合性差、超聲波能量穿透性低，粗大鑄態(tài)組織使超聲波的散射與吸收衰減嚴(yán)重，超聲波探傷的信噪比差，超聲波穿透能量低、缺陷評判困難。故目前，暫無對大鋼錠、大連鑄圓實現(xiàn)超聲波探傷檢驗，同時缺少對應(yīng)的檢驗規(guī)范與評判準(zhǔn)則。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是對大連鑄圓坯實現(xiàn)超聲波檢測，得出不同鋼種、規(guī)格的超聲波探傷反射特征與低倍組織、缺陷的對應(yīng)關(guān)系，制定連鑄坯超聲波探傷的檢驗規(guī)范。

對連鑄坯表面進(jìn)行處理去除氧化層，利用大功率探傷設(shè)備和低頻探頭解決了大規(guī)格連鑄圓坯粗晶、中心疏松導(dǎo)致超聲波衰減大、雜波多的問題。探傷時周向掃查面大于等于180°，粗糙表面采用噴丸、合適耦合劑、探頭移動可采用觸點法，沿連鑄圓縱向成“W”型掃查，保證聲束的有效覆蓋，使用DGS底波法來調(diào)節(jié)靈敏度、平底孔試塊驗證探傷結(jié)果可靠性，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在超記錄當(dāng)量反射時，前后移動探頭采用6db法測出缺陷長度尺寸。

通過缺陷波與低倍組織結(jié)合研究，探索出不同鋼種、規(guī)格的超聲波探傷起始當(dāng)量、基準(zhǔn)當(dāng)量、缺陷反射當(dāng)量、底波降低量及反射波型特征與低倍組織、缺陷的對應(yīng)關(guān)系。連鑄圓探傷按鑄坯規(guī)格的不同分為不同的判定等級。按超聲波反射特征值分中心疏松、縮孔、中心裂紋三種低倍缺陷，實現(xiàn)對大規(guī)格連鑄圓坯超聲波無損檢測。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的具體步驟如下：

(1)儀器與探頭選擇：

為保證超聲波能量穿透性，采用方波功能A型脈沖反射式超聲波探傷儀，發(fā)射電壓最大調(diào)制范圍400～500V；探頭選用帶軟保護(hù)膜探頭，晶片直徑為Ф20～Ф34，探頭工作頻率為0.5MHz～2MHz；

(2)探傷前準(zhǔn)備：

S1.對連鑄圓坯表面進(jìn)行處理，去除連鑄圓坯表面的氧化層，連鑄圓坯表面氧化層處理后，在其表面涂覆耦合劑；因振痕引起表面粗糙，耦合劑選用融水性化學(xué)漿糊與水混合均勻得到的粘稠狀混合物，將耦合劑均勻涂在連鑄圓坯表面；探頭帶軟保護(hù)膜，保證探頭激發(fā)超聲波能量有效透過耦合層穿透鑄態(tài)組織。

S2.可探性測試：驗證所選儀器與探頭發(fā)射聲波頻率對連鑄圓坯具備穿透性好，噪聲信號低的要求；第一，選擇儀器與探頭后，將被探連鑄圓坯一次底波調(diào)至80％、靈敏度余量不小于10db、噪聲信號不超20％；第二，第一次底波與第二次底波靈敏度db差不大于8db；

經(jīng)過可探性測試檢測后，滿足上述二個條件，說明連鑄圓坯可進(jìn)行超聲波探傷；

(3)探傷過程；

(a)探傷信噪比：探頭頻率選用以儀器屏幕顯示信噪比大于等于6db為原則；