一種鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼錠是眾多鋼材中的一種，但由于現(xiàn)代使用的鋼材品種，都是由鋼錠軋制或鍛造 而成的，因此在鋼鐵產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，對(duì)鋼錠質(zhì)量的追求一直是大型鋼鐵企業(yè)追求的 目標(biāo)。在鋼錠的生產(chǎn)過(guò)程中，鋼錠質(zhì)量檢測(cè)是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。企業(yè)只有及時(shí)準(zhǔn)確對(duì)產(chǎn) 品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，才能夠根據(jù)具體生產(chǎn)情況正確的調(diào)整生產(chǎn)策略?？梢钥闯鲇行У匿撳V的 質(zhì)量檢測(cè)能保證其生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)也是企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)效益的有力保障。
[0003] 鋼錠是由精煉鋼水凝固而成的。鋼錠的成形一般分為連鑄、模鑄和電渣重熔三種 方式。連鑄法是通過(guò)結(jié)晶器使鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶，再由拉矯機(jī)與結(jié)晶振動(dòng)裝置共同 作用，將結(jié)晶器內(nèi)的鑄件拉出，經(jīng)冷卻、電磁攪拌后，切割成一定長(zhǎng)度的坯料。模鑄法就是把 在煉鋼爐中或爐外精煉得到的合格鋼水，經(jīng)過(guò)盛鋼桶等澆注設(shè)備，注入到一定形狀和尺寸 的鋼錠模中，再凝固成鋼錠。電渣重熔法是將電極棒（自耗電極）作為原料，在重熔過(guò)程中 電極棒被通過(guò)電流的渣池加熱并逐漸熔化掉，形成金屬熔滴。然后金屬熔滴從電極棒頂部 脫落，穿過(guò)渣池進(jìn)入金屬熔池。由于水冷結(jié)晶器的冷卻作用，液態(tài)金屬逐漸凝固形成鑄錠。
[0004] 近年來(lái)，隨著冶金、石化、航天、造船等工業(yè)發(fā)展，鍛件的需求量在不斷增加，因此 對(duì)鋼錠的質(zhì)量要求和數(shù)量需求也相應(yīng)提高。由于鋼錠質(zhì)量直接影響到后面的加工過(guò)程甚至 成品質(zhì)量，所以對(duì)鋼錠表面和內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)很重要。通常對(duì)鋼錠進(jìn)行化學(xué)成分檢驗(yàn)、表面 質(zhì)量檢驗(yàn)、超聲波探傷、磁粉探傷及低倍檢驗(yàn)等檢驗(yàn)手段，以保證鋼錠的內(nèi)在質(zhì)量。
[0005] 超聲波探傷在制造行業(yè)中已廣泛運(yùn)用對(duì)金屬構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)部缺陷的無(wú)損檢測(cè)，原理 主要是通過(guò)其反射波位置、強(qiáng)度、聲程、波形特征等來(lái)對(duì)金屬內(nèi)部缺陷進(jìn)行判定，從定量角 度來(lái)說(shuō)，超聲波探傷可以快捷和準(zhǔn)確地判定金屬內(nèi)部缺陷的位置與當(dāng)量大小，但從定性角 度來(lái)說(shuō)，金屬內(nèi)部不同的缺陷可能會(huì)得到同樣的波形特征。在對(duì)鋼錠的超聲波探傷檢測(cè)中， 如何準(zhǔn)確地對(duì)其內(nèi)部缺陷進(jìn)行定性描述，這是鍛造行業(yè)對(duì)鋼錠質(zhì)量判定及鍛造前通過(guò)改進(jìn) 工藝來(lái)提高鍛造質(zhì)量的關(guān)鍵所在。
[0006] 因此，需要一種鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法以解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中超聲波掃描對(duì)于鋼錠缺陷的判斷不夠準(zhǔn)確、形 象、直觀的缺點(diǎn)，提供一種簡(jiǎn)單方便的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法可采用如下技 術(shù)方案：
[0009] 一種鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法，從鋼錠的一端到另一端每隔S距離進(jìn) 行探傷：
[0010] 當(dāng)超聲波探傷的波形為草狀波且草狀波的波高逐漸減低，缺陷為整體晶粒粗大， 缺陷的探傷等級(jí)為O ;
[0011] 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個(gè)最高峰，最高峰兩側(cè)的波形逐漸降低，缺陷為中心 疏松缺陷，缺陷的探傷等級(jí)為1 ;
[0012] 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個(gè)最高峰和一個(gè)尖脈沖，最高峰兩側(cè)的波形逐漸降 低，缺陷為中心疏松缺陷；尖脈沖位于始波和底波的中心位置，缺陷為中心縮孔缺陷；而且 從從鋼錠的一端到另一端進(jìn)行探傷，出現(xiàn)中心疏松缺陷的范圍大于出現(xiàn)中心縮孔缺陷的范 圍，缺陷的探傷等級(jí)為2 ;
[0013] 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個(gè)最高峰和一個(gè)尖脈沖，最高峰兩側(cè)的波形逐漸降 低，缺陷為中心疏松缺陷；尖脈沖位于始波和底波的中心位置，缺陷為中心縮孔缺陷；而且 從從鋼錠的一端到另一端進(jìn)行探傷，出現(xiàn)中心疏松缺陷的范圍小于出現(xiàn)中心縮孔缺陷的范 圍，缺陷的探傷等級(jí)為3 ;
[0014] 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個(gè)尖脈沖，尖脈沖位于始波和底波的中心位置，缺陷 為中心縮孔缺陷，缺陷的探傷等級(jí)為4。
[0015] 更進(jìn)一步的，S距離為100mm。
[0016] 更進(jìn)一步的，當(dāng)鋼錠為方鋼錠時(shí)，在互成直角的兩個(gè)側(cè)面上均布置探頭進(jìn)行探傷。
[0017] 更進(jìn)一步的，當(dāng)鋼錠為圓鋼錠時(shí)，在圓鋼錠側(cè)面布置三個(gè)探頭，相鄰探頭之間的夾 角為45°或120°。
[0018] 更進(jìn)一步的，當(dāng)鋼錠為梅花鋼錠時(shí)，在梅花鋼錠相鄰的三個(gè)側(cè)面上均布置探頭進(jìn) 行探傷。
[0019] 有益效果：本發(fā)明的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法可操作性強(qiáng)，通過(guò)結(jié)合 實(shí)際探傷情況進(jìn)行研宄，將對(duì)鋼錠的探傷情況分為"0-4"五個(gè)等級(jí)，從而更加全面、準(zhǔn)確、 直觀的對(duì)鋼錠內(nèi)部的缺陷進(jìn)行分類，這都為缺陷的分級(jí)管理最終判定提供了有利的判定依 據(jù)。可獲得缺陷對(duì)應(yīng)的探傷等級(jí)，進(jìn)而獲得缺陷的級(jí)別和形狀特征。這為鋼錠的質(zhì)量評(píng)定， 鍛造的工藝卡設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的力學(xué)性能評(píng)定等提供了準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)依據(jù)，也為后續(xù)的鍛造過(guò) 程，如何消除萬(wàn)能鍛造工藝卡，提供了有效的質(zhì)量保證。鋼錠作為鍛造的原材料，一些缺陷 在鑄態(tài)狀被準(zhǔn)確的檢測(cè)出，有助于鍛造工藝的合理選擇，有利于充分打碎鑄態(tài)狀晶粒，確保 鍛件無(wú)任何缺陷。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為方鋼錠探傷中探頭的分布圖；
[0021] 圖2為圓鋼錠探傷中探頭的分布圖；
[0022] 圖3為圓鋼錠探傷中探頭的分布圖；
[0023] 圖4為梅花鋼錠探傷中探頭的分布圖；
[0024] 圖5為探傷等級(jí)為0的波形圖；
[0025] 圖6為探傷等級(jí)為0的鋼錠低倍示意圖；
[0026] 圖7為探傷等級(jí)為1的波形圖；
[0027] 圖8為探傷等級(jí)為1的鋼錠低倍示意圖；
[0028] 圖9為探傷等級(jí)為2的波形圖；
[0029] 圖10為探傷等級(jí)為2的鋼錠低倍示意圖；
[0030] 圖11為探傷等級(jí)為3的波形圖；
[0031] 圖12為探傷等級(jí)為3的鋼錠低倍示意圖；
[0032] 圖13為探傷等級(jí)為4的波形圖；
[0033] 圖14為探傷等級(jí)為4的鋼錠低倍示意圖；
[0034] 圖15為實(shí)施例1中A位置探傷缺陷分布圖；
[0035] 圖16為實(shí)施例1中B位置探傷缺陷分布圖；
[0036] 圖17為實(shí)施例1中C位置探傷缺陷分布圖；
[0037] 圖18為實(shí)施例2中A位置探傷缺陷分布圖；
[0038] 圖19為實(shí)施例2中B位置探傷缺陷分布圖；
[0039] 圖20為實(shí)施例2中C位置探傷缺陷分布圖；
[0040] 圖21為實(shí)施例3中鍛造前鋼錠的探傷波形特征；
[0041] 圖22為實(shí)施例3中鍛造前鋼錠的低倍圖；
[0042] 圖23為實(shí)施例3中鍛造前鋼錠的低倍圖的局部放大圖；
[0043] 圖24為實(shí)施例3中鍛造后鍛件的低倍圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明 本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各 種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0045] 請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí) 方法，采用0°、90°或0°、45°、90°或0°、120°、240°間隔、寬度約IOOmm的方式對(duì) 鋼錠表面進(jìn)行打磨，使得表面粗糙度為10 μπι-30μπι或可見50%以上光亮，評(píng)定區(qū)域?yàn)?100_X IOOmm。從鋼錠的一端到另一端每隔IOOmm進(jìn)行探傷，探傷靈敏度采用試塊DAC法， 將底波調(diào)到適當(dāng)高度，再提高ndB(如：18dB)作為探傷靈敏度。利用超聲波檢測(cè)儀對(duì)鋼錠 進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，通過(guò)超聲波波形特征得出探傷等級(jí)；其中，超聲波探傷分級(jí)方法將對(duì)鋼錠的 探傷情況分為"〇_4"（請(qǐng)分別參閱圖5-圖14所示）五個(gè)等級(jí)，從而更加全面、準(zhǔn)確、直觀的 對(duì)鋼錠內(nèi)部的缺陷進(jìn)行分類。建立不同波形特征的缺陷等級(jí)，對(duì)分析鋼錠質(zhì)量及鋼錠形成 各過(guò)程缺陷的主要來(lái)源，起著重要的促進(jìn)作用。
[0046] 表1超聲波探傷分級(jí)表
[0047]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法，其特征在于：從鋼錠的一端到另一端每 隔S距離進(jìn)行探傷： 當(dāng)超聲波探傷的波形為草狀波且草狀波的波高逐漸減低，缺陷為整體晶粒粗大，缺陷 的探傷等級(jí)為O ; 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個(gè)最高峰，最高峰兩側(cè)的波形逐漸降低，缺陷為中心疏松 缺陷，缺陷的探傷等級(jí)為1 ; 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個(gè)最高峰和一個(gè)尖脈沖，最高峰兩側(cè)的波形逐漸降低，缺 陷為中心疏松缺陷；尖脈沖位于始波和底波的中心位置，缺陷為中心縮孔缺陷；而且從從 鋼錠的一端到另一端進(jìn)行探傷，出現(xiàn)中心疏松缺陷的范圍大于出現(xiàn)中心縮孔缺陷的范圍， 缺陷的探傷等級(jí)為2 ; 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個(gè)最高峰和一個(gè)尖脈沖，最高峰兩側(cè)的波形逐漸降低，缺 陷為中心疏松缺陷；尖脈沖位于始波和底波的中心位置，缺陷為中心縮孔缺陷；而且從從 鋼錠的一端到另一端進(jìn)行探傷，出現(xiàn)中心疏松缺陷的范圍小于出現(xiàn)中心縮孔缺陷的范圍， 缺陷的探傷等級(jí)為3 ; 當(dāng)超聲波探傷的波形包括一個(gè)尖脈沖，尖脈沖位于始波和底波的中心位置，缺陷為中 心縮孔缺陷，缺陷的探傷等級(jí)為4。
2. 如權(quán)利要求1的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法，其特征在于：S距離為 IOOmm0
3. 如權(quán)利要求1的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法，其特征在于：當(dāng)鋼錠為方鋼 錠時(shí)，在互成直角的兩個(gè)側(cè)面上均布置探頭進(jìn)行探傷。
4. 如權(quán)利要求1的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法，其特征在于：當(dāng)鋼錠為圓鋼 錠時(shí)，在圓鋼錠側(cè)面布置三個(gè)探頭，相鄰探頭之間的夾角為45°或120°。
5. 如權(quán)利要求1的鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法，其特征在于：當(dāng)鋼錠為梅花 鋼錠時(shí)，在梅花鋼錠相鄰的三個(gè)側(cè)面上均布置探頭進(jìn)行探傷。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼錠內(nèi)部缺陷的超聲波探傷分級(jí)方法，從鋼錠的一端到另一端每隔S距離進(jìn)行探傷，可操作性強(qiáng)，通過(guò)結(jié)合實(shí)際探傷情況進(jìn)行研究，將對(duì)鋼錠的探傷情況分為“0-4”五個(gè)等級(jí)，從而更加全面、準(zhǔn)確、直觀的對(duì)鋼錠內(nèi)部的缺陷進(jìn)行分類，這都為缺陷的分級(jí)管理最終判定提供了有利的判定依據(jù)。可獲得缺陷對(duì)應(yīng)的探傷等級(jí)，進(jìn)而獲得缺陷的級(jí)別和形狀特征。這為鋼錠的質(zhì)量評(píng)定，鍛造的工藝卡設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的力學(xué)性能評(píng)定等提供了準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)依據(jù)，也為后續(xù)的鍛造過(guò)程，如何消除萬(wàn)能鍛造工藝卡，提供了有效的質(zhì)量保證。鋼錠作為鍛造的原材料，一些缺陷在鑄態(tài)狀被準(zhǔn)確的檢測(cè)出，有助于鍛造工藝的合理選擇，有利于充分打碎鑄態(tài)狀晶粒，確保鍛件無(wú)任何缺陷。
【IPC分類】G01N29-04
【公開號(hào)】CN104807884
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510218921
【發(fā)明人】陳昌華, 張利, 施虹屹
【申請(qǐng)人】南京迪威爾高端制造股份有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日