鑄鋼輪帶的超聲波探傷缺陷分析

高龍會 楊紹輝

摘 要：本文主要介紹超聲波探傷對鑄鋼件輪帶鑄造過程中易產生的典型缺陷進行波形分析。

關鍵詞：超聲波探傷；鑄鋼輪帶；缺陷

0 前言

回轉窯是水泥廠的核心和關鍵設備，輪帶是回轉窯最重要的大型支撐部件，對回轉窯的穩定運行起著非常關鍵的作用。輪帶一般是體積大，重量重的鑄鋼件，技術要求高，日常維護困難，工作條件相當惡略，且更換輪帶周期長、難度大。所以在前期制造過程中，如不能準確發現其內部缺陷并清除，可能會在水泥廠正常生產中帶來非常嚴重的影響和巨大的經濟損失。因此，對輪帶內部質量的有效控制，延長其使用壽命，對回轉窯長期運行具有很重要的實際意義。

1 超聲波檢測方法、原理

超聲波檢測方法是目前應用最廣泛的無損檢測方法之一。因該種無損檢測技術檢驗成本低、檢測速度較快、設備輕便，可用于現場檢測、靈敏度高、對缺陷定位準確等特性而被廣泛應用于金屬制品內部質量的檢測。

超聲波是一種頻率大于20KHz的高頻率機械波，在實際應用中，利用電脈沖激勵超聲探頭的壓電晶片，使其產生機械振動，這種振動在與其接觸的介質中傳播，形成超聲波。利用超聲波在被檢材料內傳播過程中遇到聲阻抗不同的異質界面時，會產生反射、折射、散射和能量衰減的特性，根據反射波在檢測儀器的熒光屏上顯示的位置、波幅高低及波形變換來對缺陷進行大小、位置定量的方法。

2 鑄鋼件輪帶鑄常見缺陷及波形分析

鑄鋼件輪帶是將金屬熔化直接填充在靜止鑄型中，液體金屬通過冷卻，凝固成型后得到的零件。產生的缺陷種類和形狀復雜，主要缺陷類型有孔洞類（氣孔、疏松、縮松、縮孔）、裂紋冷隔類（冷裂、熱裂、冷隔和熱處理裂紋）、組織不均（粗晶）等。

2.1 孔洞類

2.1.1氣孔 缺陷波形尖銳、陡峭、波根清晰，當探頭移動時，單個氣孔及針狀氣孔的缺陷波很快消失，底波幾乎無損失。線狀氣孔、密集氣孔則連續不斷地出現缺陷波，底波有損失，隨著嚴重程度底波可能會全部消失。

2.1.2疏松 鑄件中的疏松對聲波有明顯的吸收和散射作用，缺陷回波以雜波、草狀波顯示，常使底波反射次數明顯減少

2.1.3縮孔 缺陷波反射強烈，當量大，波底寬大，成束狀，在主缺陷波附近常伴有小缺陷波，對底波影響大。

2.2 裂紋

當波束與裂紋垂直時，缺陷波形明顯、尖銳、波峰陡峭，起波迅速，消失也迅速；缺陷有一定延伸長度，探頭沿裂紋平行移動時，波形在熒光屏上的位置隨裂紋方向、曲折程度而變，探頭移動到一定距離后，才逐漸減幅，直至消失。

2.3 粗晶

通常在一次底波前呈密集草狀波顯示，缺陷波模糊不清，波與波之間難于分辨。換用較低頻率探頭檢測，底波次數明顯增多或恢復正常，草狀波幅度降低

3 結束語

缺陷性質不同，其危害程度不同，利用超聲波檢測方法對鑄鋼件輪帶中常見缺陷波形分析，能準確對缺陷進行定位、定量，若經驗豐富也能對缺陷定性，對缺陷的處理起很重要指導作用，從而提高輪帶的使用壽命，降低回轉窯安全事故發生的概率。也可幫助鑄造工藝的改進，有效降低制造成本。

參考文獻：

[1]《國防科技工業無損檢測人員資格鑒定與認證培訓教材》編審委員會.超聲檢測[M].北京：機械工業出版社，2005：148-149.