[发明专利]筒形锻件斜入射超声波探伤方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种筒形锻件斜入射超声波探伤方法，应用于外径与内径之比大于等于2且小于等于4的筒形锻件内部径向缺陷的超声波探伤，所述筒形锻件的轴向长度大于50mm。

背景技术

外内径之比小于2比1的空心(或筒形)锻件，国际上采用的探伤方法主要是纯横波斜入射检测手段，但对于外内径之比大于等于2比1的锻件，便没有斜入射的检测方法，致使大量的径向缺陷漏检。众所周知，对筒形、环形及管材纯横波探伤的限制条件是必须保证折射横波的声轴线能够达到内壁面，故有壁厚t与外径D之比为：t/D≤0.5[1-(CS/CL)]，式中CS和CL分别为被检工件中的横波速度与纵波速度，对于钢质工件近似有：t/D≤0.3，也可以换成内径d与外径D之比的形式为：d/D≥0.6。按该规范的要求，显然大大限制了在环形和筒形锻件上应用超声波探伤的范围，没有充分发挥探伤检测的潜力与优势，我们采用小角度纵波探头周向检测探测曲面锻件，能更有效地发现径向方向的危害性缺陷。

关于外内径之比的限制，在许多标准中也都是从保证折射纯横波声轴线到达内壁面的角度来考虑的，例如日本的JIS G0582《钢管的超声波检测方法》、JIS G0584《钢管电弧焊缝的超声波探伤检验方法》、JIS Z3081《铝管焊缝超声波斜角探伤方法及检验结果的等级分类方法》，美国的ASTM E164-81《焊缝超声接触法检测标准实施方法》、ASTM E213《金属管超声检测的标准实施方法》，我国的JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测超声检测》、GB/T 5777《无缝钢管超声波探伤检验方法》以及GB 4163《不锈钢管超声波探伤方法》等等，都有此要求，尽管它们都是管材类工件，但就周面弦向纯横波检测而言与筒形件都是属于同一类型的情况。

常规超声波检测无法探测出外径与内径之比大于等于2∶1的空心锻件内孔近表面缺陷，是因为A超技术的声场波无法达到内孔表面，也是全世界为何执行外径与内径之比小于2的空心锻件才可进行超声检测的理由。理论依据：常规A超斜探头有机玻璃楔块的声速为2720m/s，第一临界角α＝arcsin(2720/5900)＝27.5度，对应的横波最小折射角β＝arcsin(3230/5900)＝33.2度；特殊A超斜探头有机玻璃楔块的声速可以为2350m/s，第一临界角α＝sin(2350/5900)＝23.5度，但对应的横波最小折射角还是β＝arcsin(3230/5900)＝33.2度。即横波最小折射角β＝arcsin(钢横波声速/钢纵波声速)，因此有机玻璃楔块的声速改变无法减小横波最小折射角，也就是说接触法横波斜探头无法检测外径与内径之比大于等于2的空心锻件。同时现有的超声波探伤方法都会有一定程度的漏检存在。

因此，需要一种新的超声波探测方法以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的针对现有技术无法探测出外径与内径之比大于等于2的筒形锻件内孔近表面缺陷的不足，提供一种超声波探测方法以探测出外径与内径之比大于等于2小于等于4的筒形锻件的内部缺陷，同时能更好的降低超声波探伤的漏检率。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明可采用如下技术方案：

一种筒形锻件斜入射超声波探伤方法，使用超声波探伤装置对筒形锻件进行探测，采用以下装置：入射角6度小角度纵波斜探头、入射角6度纵波对比试块、入射角10度纵波对比试块、折射角34度横波对比试块和折射角45度横波对比试块，所述入射角6度纵波对比试块、入射角10度纵波对比试块、折射角34度横波对比试块和折射角45度横波对比试块均为圆筒形，所述入射角6度纵波对比试块的内径与外径之比为0.23±0.01，所述入射角10度纵波对比试块的内径与外径之比为0.38±0.01，所述折射角34度横波对比试块的内径与外径之比为0.56±0.01，所述折射角45度横波对比试块的内径与外径之比为0.71±0.01，所述入射角6度纵波对比试块、入射角10度纵波对比试块、折射角34度横波对比试块和折射角45度横波对比试块的内壁表面上均具有至少一个人工伤，所述人工伤为矩形槽或V形槽，所述矩形槽或V形槽沿对比试块的周向设置并平行于对比试块的轴线，

包括以下步骤：

a、从所述入射角6度纵波对比试块中选择探伤灵敏度最高的对比试块，将所述入射角6度小角度纵波斜探头放置在选出的对比试块上制作DAC振幅参考线的第一点，并进行探伤灵敏度标定；