铸钢拖辊的超声波探伤

　　1　前言

　　近几年来,随着我国对环境保护要求的提高,大量的城市垃圾需要及时处理,因此城市垃圾无害化处理也提上日程,铸钢拖辊就是这方面设备的关键部件之一,其材质是42CrMnMo,表面经热处理要求有一定硬度,硬度值为HB350～550。按有关国外公司的设计要求,需要进行超声波探伤以保证内在质量。

　　2　铸钢件超声波探伤的特点

　　铸钢件的缺陷大部分是在铸造过程中产生的,也有一部分是在热处理不当的过程中产生的,这些缺陷主要有气孔、缩孔、疏松、夹砂、夹渣、冲砂、尺寸不良、冷、热裂纹、缺肉、粘砂等,体积状缺陷居多。与射线透照相比,超声波探伤具有成本低、检测速度快、对危险性缺陷裂纹比较敏感、对缺陷的定位比较准确、对近表层缺陷可以用双晶片探头检测等优点。但是由于形状复杂的体积型缺陷居多,加上疏松缺陷对超声波的吸收较大,所以信号高的不一定是大缺陷,信号低的也不一定是小缺陷,对于疏松,超声信号呈现蠕动状,波形往往很低,需提高灵敏度观察,但它对底波的吸收比较厉害(如果铸件有底波时)。对于缩孔,包括条状缩孔、树枝状缩孔或缩管,由于表面不规则,超声信号呈丛状的多峰波形,但是脉冲的尖部仔细观察比较钝,不像裂纹的脉冲尖部显得尖细,根部清晰,如图1、图2所示。由于铸钢件的晶粒比较粗大,所以常有林状回波出现。另外多数的铸钢件由于形状复杂,探测面和底面不一定平行,所以不一定有底波。

　　多数铸钢件表面不一定需要加工,只有法兰面、辊类和轴类的表面才需要加工,所以超声检测毛坯表面或铸造表面时,一般需要经过喷丸处理或手砂轮打磨,对于铸钢件表面的热裂纹,由于比较浅(2mm左右),是在高温浇铸后冷却过程中形成的,所以经过上述处理可以消除。对铸钢件探伤表面的粗糙度GB/T 7233标准规定,对机加工的表面,其Ra(不平度的算术平均偏差)应等于或小于10μm,对铸造表面经喷丸处理或手砂轮打磨后,其Ra应等于或小于12.5μm。因此针对不同的加工表面,应选择具有较好润湿性的适当耦合剂。对表面粗糙度较好的可以用机油、工业甘油、洗涤剂等,对表面粗糙度较差的推荐用水玻璃、黄油和粘度较大的机油等。超声检验的时机应在高温热处理之后,在铸件的受检表面经过处理、无妨碍超声检测的障碍物,以及可能妨碍超声检测的机加工工序之前进行。在对近表层检验时,应根据不同的近表层选择适当的双晶直探头。而且在校对其探测距离时,应使用专用的纵波双晶探头ZGS对比试块校正探测距离,并建立距离—振幅灵敏度曲线。因为双晶探头的特点,其声程路径有了适当加长,与纵波直探头不同,所以需要用专用试块校对。该试块可探测深度为5～45 mm、级差为5 mm的9个不同深度 3平底孔。