铸钢轮带的超声波探伤缺陷分析

    高龙会 杨绍辉

    摘 要：本文主要介绍超声波探伤对铸钢件轮带铸造过程中易产生的典型缺陷进行波形分析。

    关键词：超声波探伤；铸钢轮带；缺陷

    0 前言

    回转窑是水泥厂的核心和关键设备，轮带是回转窑最重要的大型支撑部件，对回转窑的稳定运行起着非常关键的作用。轮带一般是体积大，重量重的铸钢件，技术要求高，日常维护困难，工作条件相当恶略，且更换轮带周期长、难度大。所以在前期制造过程中，如不能准确发现其内部缺陷并清除，可能会在水泥厂正常生产中带来非常严重的影响和巨大的经济损失。因此，对轮带内部质量的有效控制，延长其使用寿命，对回转窑长期运行具有很重要的实际意义。

    1 超声波检测方法、原理

    超声波检测方法是目前应用最广泛的无损检测方法之一。因该种无损检测技术检验成本低、检测速度较快、设备轻便，可用于现场检测、灵敏度高、对缺陷定位准确等特性而被广泛应用于金属制品内部质量的检测。

    超声波是一种频率大于20KHz的高频率机械波，在实际应用中，利用电脉冲激励超声探头的压电晶片，使其产生机械振动，这种振动在与其接触的介质中传播，形成超声波。利用超声波在被检材料内传播过程中遇到声阻抗不同的异质界面时，会产生反射、折射、散射和能量衰减的特性，根据反射波在检测仪器的荧光屏上显示的位置、波幅高低及波形变换来对缺陷进行大小、位置定量的方法。

    2 铸钢件轮带铸常见缺陷及波形分析

    铸钢件轮带是将金属熔化直接填充在静止铸型中，液体金属通过冷却，凝固成型后得到的零件。产生的缺陷种类和形状复杂，主要缺陷类型有孔洞类（气孔、疏松、缩松、缩孔）、裂纹冷隔类（冷裂、热裂、冷隔和热处理裂纹）、组织不均（粗晶）等。

    2.1 孔洞类

    2.1.1气孔 缺陷波形尖锐、陡峭、波根清晰，当探头移动时，单个气孔及针状气孔的缺陷波很快消失，底波几乎无损失。线状气孔、密集气孔则连续不断地出现缺陷波，底波有损失，随着严重程度底波可能会全部消失。

    2.1.2疏松 铸件中的疏松对声波有明显的吸收和散射作用，缺陷回波以杂波、草状波显示，常使底波反射次数明显减少

    2.1.3缩孔 缺陷波反射强烈，当量大，波底宽大，成束状，在主缺陷波附近常伴有小缺陷波，对底波影响大。

    2.2 裂纹

    当波束与裂纹垂直时，缺陷波形明显、尖锐、波峰陡峭，起波迅速，消失也迅速；缺陷有一定延伸长度，探头沿裂纹平行移动时，波形在荧光屏上的位置随裂纹方向、曲折程度而变，探头移动到一定距离后，才逐渐减幅，直至消失。

    2.3 粗晶

    通常在一次底波前呈密集草状波显示，缺陷波模糊不清，波与波之间难于分辨。换用较低频率探头检测，底波次数明显增多或恢复正常，草状波幅度降低

    3 结束语

    缺陷性质不同，其危害程度不同，利用超声波检测方法对铸钢件轮带中常见缺陷波形分析，能准确对缺陷进行定位、定量，若经验丰富也能对缺陷定性，对缺陷的处理起很重要指导作用，从而提高轮带的使用寿命，降低回转窑安全事故发生的概率。也可帮助铸造工艺的改进，有效降低制造成本。

    参考文献：

    [1]《国防科技工业无损检测人员资格鉴定与认证培训教材》编审委员会.超声检测[M].北京：机械工业出版社，2005：148-149.