淺談鑄件疏松和超聲波檢測的優點

摘 要：文章詳細闡述了鑄件中疏松缺陷的形成及其危害，用A型超聲波探傷儀檢測疏松的原理及優點。文章還闡述了疏松形成及超聲回波的波形特征，介紹了鑄件超聲探傷的工藝程序。

關鍵詞：鑄件；疏松；超聲波；工藝

1 鑄件中疏松缺陷的形成及危害

工業的快速發展及水平的提高對產品的質量要求越來越高，產品如果存在超標缺陷將嚴重影響產品的質量和使用壽命。鑄鋼件超聲波檢測內部缺陷大致可分體積型和平面型兩大類，現僅對鑄件中的疏松（體積型）檢測作分析。

疏松也叫收縮，蒼蠅腳，針眼缺陷是松散的，一般分部在鑄件澆口熱節處，或補縮通道不暢通處，鑄件壁厚突變過度處。當澆注的金屬液在凝固過程中，得不到足夠的金屬液進一步補縮、形成一個相對小而集中的小洞、像針型的海綿團狀缺陷。由于存在于鑄件內部所以毛坯狀態肉眼是察覺不到的，必須經機械加工后才能發現，疏松內部毛糙、內部氧化為松散、深灰色或氧化光澤，疏松缺陷的存在不僅會影響鑄件本體的強度性能、影響密封性、螺紋暴牙等不利因素。

2 鑄件超聲檢測原理

為了提高產品質量對產品進行無損檢測，結合無損檢測的四大常用無損檢測方法。射線、超聲波、磁粉、滲透的原理以及疏松缺陷的特點。如果缺陷在表面近表面磁粉、滲透都可以檢測；內部的缺陷射線、超聲波都可以檢測。由于鑄鋼件大壁厚，從檢測效率、檢測成本等綜合考慮、內部優先選擇超聲檢測。超聲波探傷具有靈敏度高、成本低、靈活方便、對人體無害等優點。超聲波探傷原理是探頭發射聲波穿透工件，通過截面進入另一個截面，在界面上發生反射回波特性來檢驗一種有缺陷的零件的方法。超聲波檢測要結合產品的生產工藝，了解不同性質的缺陷易產生的區域，根據缺陷反射回波波形（靜態波形和動態波形）、底波的衰減分析缺欠的類型。疏松是密集缺陷從儀器屏幕上靜態波形很容易區分，缺陷波為林狀高低不同。儀器示波屏幕缺陷橫向擴展、底波明顯下降。動態波形探頭移動時缺陷波變化遲緩、有一定的區域，疏松、縮松、材質松散等密集缺陷。探傷時缺陷波呈草狀或林狀，底波很低或儀器屏幕上消失。

3 疏松缺陷的回波特征及判斷

以下是鑄件同一產品的超聲波靜態波形圖：結合射線、解剖后著色檢測，分析出是典型的疏松。超聲波圖形如圖1按標準GB/T7233.1-2009 2級驗收，儀器USM35XS鑄鋼件對比試塊探頭MSEB2ES其優缺點不在闡述。圖2紅色標記處為RT的照相底片顯示出云狀的影像結合工藝和ASTM圖譜評定為疏松使用Ir92源和柯達MX125膠片，RT對缺陷的定性直觀，但檢測成本、檢測周期較長、對檢測人員有一定的傷害。鑄件由于工件較厚一般普通X射線機無法穿透，實際檢測中一般用Ir192或CO60等放射元素，這些放射型元素要有一定的防護或多或少對檢測人員有一定的傷害，檢測效率不及超聲波效率高。射線檢測首先要標記、畫線、布片、送源、曝光、收源、取片、沖洗底片、評定等環節。圖3是滲透檢測出的疏松顯示，由于鑄件毛坯時一般疏松都存在工件本體的內部。圖3僅為分析缺陷性質使用DPT-5著色劑套裝，人為在UT發現缺陷處切削加工讓開口疏松暴露在工件表面。PT檢測首先要缺陷是表面開口，但著色劑對人呼吸道有傷害、污染環境檢測效率也不高。磁粉檢測主要是缺陷處漏磁場吸附磁粉，但對疏松類的缺陷顯示磁痕沒有著色直觀，在此就不再闡述。綜上所述，無損檢測人員對鑄件內部疏松（體積型）缺陷的檢測，檢測人員使用超聲波檢測根據經驗和對鑄件產品工藝的理解對缺陷的檢測和定性可靠率是很高的，可以為節約成本和提高工作效率、保證產品的質量的前體鑄件內部缺陷優選超聲波檢測是很可靠的。

圖2 RT底片云狀顯示

圖3 解剖后PT疏松顯示

4 鑄件超聲探傷的工藝

鑄件的超聲波探傷要注意以下的一些不利因素：要了解鑄鋼件的以下特點：（1）表面粗糙；（2）材料組織不均勻；（3）結構復雜輪廓波多，是鑄造缺陷檢測的難點。因此，檢測鑄件使用低頻直探頭的基礎、對比試塊校驗探傷靈敏度、并使用粘度大的耦合劑、為了改善表面耦合優選軟保護膜探頭，探傷時機一般要求工件正火回火后目的是改善鑄件的透聲性，要求高的鑄件還要在除應力后再次探傷，對鑄件探傷時首先根據工件的壁厚選用探傷靈敏度，發現缺陷時候要區分是平面型還是體積型、缺陷的當量、缺陷占壁厚的百分比、缺陷在內外層的面積、不同工件厚度的底波衰減量。

5 結束語

根據經驗的總結、結合產品生產工藝分析。對鑄件中的缺陷定性還是有一定的準確率，鑄件的超聲波檢測越來越廣泛的應用，對缺陷準確定性有利有產品工藝的改進。上述僅對鑄鋼件中疏松缺陷的認證和評定。由于的水平所限、錯誤和遺漏是很難避免的、懇請讀者指出。

參考文獻

[1]超聲波探傷編寫組.超聲波探傷[M].勞動人事出版社，1989.

[2]中華人民共和國國家標準.GB/T7233.1-2009.第一部分：一般用途鑄鋼件[S].

[3]全國鍋爐壓力容器無損檢測人員資格考核統編教材.超聲檢測（第二版）[M].