NDT专栏 | 超声波在铸件中的应用特点及相关标准解析

铸件是将金属或合金熔化后注入铸模中冷却凝固而成的。

一、铸件类别

按材质的不同，分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等。

按铸型成型方法的不同，可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多，约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件，多是压铸件。

二、铸件特点

1. 组织不均匀，晶粒较粗大；
2. 组织不致密，容易产生疏松；
3. 表面粗糙，形状复杂；
4. 缺陷方向性不强。

三、铸件常见缺陷

缩孔、疏松、气孔、冷隔、裂纹、浮渣、夹杂物

裂纹	气孔		冷隔
缩孔		疏松

四、超声检测特点

1. 衰减严重，穿透性较差
2. 杂波较多，干扰缺陷波判断
3. 对形状复杂的工件，可能会存在检测盲区
4. 质量要求较低

五、超声检测工艺

1. 选择合适的探头，大晶片，低频率，增加穿透力和信噪比，以直探头为主，必要时辅以斜探头和双晶直探头
2. 采用平底孔试块做DAC曲线，或者使用DGS技术
3. 铸件表面较粗糙，选用粘度较大的耦合剂，耦合效果更好
4. 形状结构复杂工件，需增加斜探头对直探头检测盲区进行补充检测

六、铸件超声波检测常用标准

美标体系：
ASTM A609《碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢铸件超声波检验操作规程》

欧标体系：
EN 12680-1《普通钢铸件超声波检测》
EN 12680-2《高应力钢铸件超声波检测》
EN 12680-3《球墨铸铁件超声波检测》

澳标体系：
AS 2574《钢铸件超声波检测》

国标体系：
GB/T7233.1《一般用途铸钢件超声波检测》
GB/T7233.2《高承压铸钢件超声波检测》

ASTM A609《碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢铸件超声波检验操作规程》

检测对象：碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢铸件，分程序 A和程序 B两种检测方法
人员要求：SNT-TC-1A认证人员或其他合同双方认可的认证体系
设备要求：直探头0.5-5MHz，有效直径13mm-25mm，噪声信号不超过25%DAC，对于≤25mm厚度的工件，双晶直探头5MHz，13x25mm，晶片角度12°。斜探头只有在购买方合同特别提出时使用，按照标准补充规定执行。
参考试块：材质声学特性相似，单晶直探头6.4mm平底孔试块，双晶直探头2.4mm平底孔试块。
灵敏度设置：直探头Φ6.4平底孔DAC，双晶直探头Φ2.4平底孔DAC
验收评定：超过100%DAC的缺陷信号，或由缺陷引起的底波降低75%以上

 

EN 12680-1《普通钢铸件超声波检测》

检测对象：厚度不大于600mm的铁素体钢铸件，当厚度大于600mm时，需制定特殊检测程序和验收标准，不能用于奥氏体不锈钢。
人员要求：EN ISO 9712认证人员
设备要求：探头频率1-5MHz，斜探头角度35°-70°，无晶片尺寸要求。
参考试块：平底孔或横孔试块，工件本体
扫查要求：使用单晶直探头从工件相对的两侧进行扫查，结构原因只能从一侧扫查时，需要增加近表面扫查。对厚度≤50mm工件，只用一个双晶直探头就可以。
对以下区域增加斜探头扫查：
重要区域，如内圆角，变截面，冷铁区域
焊补区域
准备焊接区
涉及铸钢件重要性能的特殊外层区域

灵敏度设置：
平底孔DAC，横孔DAC，工件本体DGS
平底孔径按照下表进行设置

横孔DAC使用有严格限制，需满足3个条件：1. 单晶直探头；2. 五倍近场区之外；3. 孔径大于2倍波长。

验收标准：共有5个级别，级别1-5要求依次降低。

当确定了以上信息，再根据缺陷当量大小，壁厚方向的尺寸，缺陷长度，缺陷单个面积，缺陷总面积，评定区域大小等对缺陷进行综合评定。

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