锻件是(shi)制造各种(zhong)机(ji)械(xie)设(she)备(bei)、压力(li)容器(qi)及(ji)受(shou)压元(yuan)件毛坯(pi)的(de)原材料，在电力、机(ji)械(xie)、核(he)工(gong)业、交通、石(shi)油天(tian)然(ran)气(qi)、化(hua)工(gong)等(deng)领域(yu)的(de)应用(yong)非(fei)常(chang)广(guang)泛。在(zai)锻造(zao)过程(cheng)中(zhong)经(jing)常(chang)会出(chu)现一(yi)些(xie)宏(hong)观(guan)缺(que)陷(xian)，这些(xie)宏观(guan)缺陷在产品(pin)使(shi)用(yong)中可能会导(dao)致产品失(shi)效，影(ying)响(xiang)设备(bei)的使(shi)用(yong)，甚(shen)至(zhi)会引发重(zhong)大事故(gu)，造成(cheng)不可挽回(hui)的损失(shi)。因此，必(bi)须(xu)在锻(duan)件(jian)制(zhi)造过(guo)程中发现(xian)缺(que)陷(xian)，及时处理(li)，以(yi)排除(chu)安全隐患，保(bao)证产品(pin)质量符合(he)使(shi)用要求(qiu)。[1~2]无损(sun)检(jian)测技术是(shi)控(kong)制产品(pin)质(zhi)量必(bi)不(bu)可少的(de)技(ji)术之(zhi)一。借(jie)助科(ke)学设备和技(ji)术(shu)手(shou)段(duan)，可以(yi)在不破(po)坏产(chan)品(pin)本体(ti)的(de)基(ji)础(chu)上，对(dui)锻件表(biao)面及(ji)内(nei)部性能(neng)和结构进行(xing)检(jian)测(ce)，以(yi)判(pan)断其(qi)内(nei)部(bu)组(zu)织的(de)连(lian)续性、完(wan)整性和(he)安(an)全(quan)性。如(ru)今(jin)，无(wu)损检(jian)测(ce)技术已广泛应(ying)用于经(jing)济建(jian)设的各个领(ling)域(yu)。[1~2]超声检(jian)测(ce)是(shi)五(wu)大(da)常(chang)规无损(sun)检测(ce)技(ji)术中(zhong)应(ying)用(yong)最(zui)广(guang)泛，检(jian)测工件(jian)内(nei)部(bu)宏(hong)观缺陷(xian)最(zui)有(you)效的无(wu)损(sun)检(jian)测(ce)方法(fa)。超声检测(ce)也(ye)是(shi)产品(pin)制(zhi)造(zao)中(zhong)实现(xian)质(zhi)量(liang)控(kong)制，节约(yue)原(yuan)材(cai)料的(de)重要(yao)手(shou)段(duan)之一[1~2]。因此，对(dui)锻件(jian)，尤其是(shi)大型(xing)件(jian)和(he)重要件进(jin)行(xing)超声检(jian)测是(shi)锻(duan)件(jian)质量的(de)必要保证手段。几(ji)乎所(suo)有法规产(chan)品锻件都(dou)要进(jin)行(xing)超(chao)声检测(ce)。宝(bao)鸡(ji)凯泽(ze)金属(shu)，作(zuo)为(wei)钛(tai)法兰、钛(tai)方块(kuai)、钛饼等钛锻件生(sheng)产厂家，对(dui)锻件的(de)生(sheng)产(chan)工(gong)艺，有(you)深(shen)入(ru)的理解，结(jie)合相(xiang)关资料(liao)，对(dui)锻件超声(sheng)检测(ce)时机(ji)、探头(tou)角(jiao)度、锻件(jian)超声(sheng)回(hui)波(bo)信(xin)号的(de)研判，锻(duan)件超声DGS曲线法的使用(yong)等问(wen)题(ti)进行讨论(lun)，以利(li)于(yu)检测人(ren)员能(neng)够及(ji)时发(fa)现锻(duan)件(jian)缺(que)陷，确(que)保(bao)产品(pin)质量。
1、 检(jian)测时机(ji)
锻件超声波(bo)检(jian)测(ce)可分为原材(cai)料检(jian)测、制造过程(cheng)中(zhong)的检(jian)测、产品(pin)检(jian)测，以及(ji)在役(yi)检(jian)测。原(yuan)材(cai)料检测(ce)和制(zhi)造(zao)过(guo)程中检测的(de)目(mu)的是(shi)要尽早发现锻(duan)件内部缺陷(xian)，以(yi)便(bian)能(neng)够及时采(cai)取措施(shi)，避免缺陷(xian)扩大导(dao)致(zhi)锻(duan)件(jian)报废；产品(pin)检测(ce)的(de)目的(de)就(jiu)是(shi)要(yao)保(bao)证(zheng)产(chan)品的(de)最终(zhong)质量(liang)。在(zai)役检(jian)测(ce)的目(mu)的(de)是要监(jian)督投(tou)入使(shi)用后产(chan)品内部(bu)可(ke)能(neng)产(chan)生的(de)缺(que)陷(xian)，主(zhu)要是(shi)疲(pi)劳裂(lie)纹。
一(yi)般来说(shuo)，锻(duan)件(jian)中(zhong)的缺陷主(zhu)要有两(liang)个来(lai)源：一是铸锭(ding)中(zhong)的(de)缺(que)陷(xian)引(yin)起(qi)的(de)；另(ling)一(yi)种是在(zai)锻(duan)造、热(re)处理及(ji)机(ji)械(xie)加(jia)工(gong)等(deng)制造(zao)过(guo)程中(zhong)产生(sheng)的。锻(duan)件的超声波(bo)检(jian)测(ce)一般(ban)应(ying)安(an)排在(zai)交(jiao)货状态进行，或在(zai)锻(duan)件的最终(zhong)热(re)处理之后(hou)，槽(cao)、孔(kong)、台(tai)阶(jie)等(deng)的(de)加工(gong)之前进(jin)行(xing)。为防(fang)止(zhi)不(bu)合(he)格(ge)产(chan)品进入(ru)下(xia)一道工(gong)序(xu)，节(jie)约制(zhi)造成本(ben)，提(ti)高(gao)生(sheng)产效率(lv)，尤(you)其是避(bi)免热处(chu)理(li)后的(de)锻件(jian)形状(zhuang)不(bu)适合(he)超(chao)声检测的(de)问题，则(ze)一(yi)般(ban)应(ying)在热处(chu)理(li)或(huo)粗(cu)加(jia)工(gong)之(zhi)前(qian)进行超声波检(jian)测(ce)，但(dan)热(re)处(chu)理(li)后(hou)还(hai)要(yao)对(dui)锻件的可检测区域作100%检(jian)测。
我公(gong)司(si)生(sheng)产的大型转(zhuan)子(zi)超(chao)声波(bo)检测(ce)时(shi)间：淤粗(cu)加(jia)工后的超声波(bo)检测(ce)是(shi)为(wei)了(le)在转(zhuan)子(zi)有(you)较大余(yu)量时尽早发现缺陷(xian)，以便通(tong)过轴向(xiang)借位(wei)、径向借(jie)心等手(shou)段(duan)将(jiang)部(bu)分(fen)缺(que)陷(xian)去(qu)除掉(diao)。此(ci)时工件(jian)还(hai)有较多处的黑(hei)皮。
于调质(zhi)前超(chao)声波(bo)检测时(shi)转子(zi)已经(jing)加(jia)工(gong)成(cheng)最简(jian)单的(de)几何形(xing)状(zhuang)，离成品尺(chi)寸还(hai)有较大(da)余量(liang)，但(dan)外表面(mian)已(yi)经(jing)没有(you)黑皮(pi)，精(jing)加工(gong)后各(ge)台(tai)阶(jie)的(de)圆(yuan)角R处现在还(hai)是直(zhi)台，超(chao)声探头(tou)的始(shi)脉冲在工(gong)件(jian)外表面形成的盲区会在精加(jia)工阶段(duan)被加(jia)工(gong)掉(diao)。调质(zhi)前的材(cai)料(liao)晶(jing)粒(li)比(bi)较(jiao)粗大，导致超声波的衰减(jian)较大(da)（但一(yi)般(ban)小(xiao)于4 dB/m）；此时(shi)超声(sheng)波的检(jian)测可覆盖精(jing)加(jia)工(gong)后(hou)的全(quan)部(bu)工(gong)件。
盂调(diao)制后(hou)超声波检测是在去掉(diao)调质(zhi)黑皮后(hou)进行的超声(sheng)波(bo)检测(ce)。此时除材料(liao)晶粒(li)较(jiao)细(xi)，草状波和衰(shuai)减小于调(diao)质前外(wai)，其(qi)它状(zhuang)态与调(diao)质前相同(tong)。
榆精(jing)加(jia)工后超声(sheng)波(bo)检测(ce)时(shi)转子已经(jing)加(jia)工(gong)成交货状(zhuang)态。部分区(qu)域(yu)受几(ji)何形(xing)状限制已经(jing)无法(fa)进(jin)行超声(sheng)波(bo)检(jian)测(ce)。对(dui)于电(dian)机转(zhuan)子主要(yao)是各台(tai)阶(jie)的(de)圆(yuan)角(jiao)R 处；对于(yu)气(qi)轮机转子，除(chu)了(le)圆角(jiao)R 处(chu)之外，还有(you)轴(zhou)身上的开槽处(chu)。
2、 探头(tou)角度
锻(duan)件(jian)检(jian)测一般采(cai)用单(dan)晶(jing)直探(tan)头。对于尺寸(cun)较小(xiao)的锻件(jian)，由(you)于单晶(jing)直(zhi)探头(tou)存(cun)在(zai)盲(mang)区和受近场(chang)区影响(xiang)，改(gai)用(yong)双晶(jing)直(zhi)探头检测。部(bu)分锻(duan)件(jian)超(chao)声(sheng)检(jian)测(ce)标(biao)准(zhun)甚(shen)至(zhi)规定用(yong)先(xian)单晶(jing)直(zhi)探头(tou)进行全体积(ji)检(jian)测，再在近表面补充(chong)双(shuang)晶(jing)直(zhi)探头检测。
有时为(wei)了(le)检测(ce)与检测(ce)面成(cheng)一(yi)定(ding)倾(qing)角(jiao)的缺陷，也(ye)可以采(cai)用(yong)一定(ding)探(tan)头(tou)角(jiao)度(du)的(de)横波斜探头(tou)进(jin)行检测(ce)，例如筒(tong)形和(he)环形锻件。横波斜(xie)探头(tou)的折(zhe)射角(jiao)按相(xiang)关(guan)标准的(de)规(gui)定选择。
针对特殊(shu)结(jie)构的锻(duan)件，应根(gen)据结构和易(yi)产(chan)生(sheng)缺(que)陷(xian)的位(wei)置，按(an)照相(xiang)关标(biao)准(zhun)选(xuan)择角(jiao)度(du)合(he)适(shi)的探头。如(ru)检测大型转(zhuan)子时(shi)通(tong)常采(cai)用单晶(jing)直(zhi)探头，并(bing)用(yong)7毅(yi)和14毅的小(xiao)角度斜(xie)探(tan)头做(zuo)辅(fu)助检(jian)测(ce)，以(yi)便保(bao)证产品(pin)质(zhi)量(liang)。
3、缺陷(xian)反射(she)波性(xing)质(zhi)判(pan)别
在(zai)锻(duan)件超声(sheng)波(bo)检测(ce)中，不同(tong)缺(que)陷的反射回(hui)波是不(bu)同(tong)的(de)，实际(ji)检(jian)测(ce)过(guo)程中(zhong)，可根据显(xian)示屏上(shang)的缺(que)陷(xian)反(fan)射(she)回(hui)波来分析(xi)缺(que)陷的(de)性质和(he)类(lei)型(xing)。
（1）单个(ge)缺陷(xian)反(fan)射回(hui)波(bo)
锻(duan)件超声(sheng)波(bo)检测中(zhong)，显(xian)示(shi)屏(ping)上单独出(chu)现的(de)缺(que)陷反(fan)射回波(bo)称为单(dan)个(ge)缺陷反射回波(bo)，一般(ban)单(dan)个缺陷回波是指(zhi)与邻(lin)近(jin)缺陷间距大于(yu)50mm，回(hui)波(bo)高不(bu)小(xiao)于(yu)准(zhun)2mm的(de)缺(que)陷(xian)，如(ru)锻(duan)件中(zhong)单个夹(jia)层(ceng)、裂(lie)纹(wen)等(deng)缺陷(xian)。检(jian)测到单个(ge)缺(que)陷时，要(yao)测定缺(que)陷(xian)的(de)位置(zhi)和大(da)小(xiao)。当缺陷较小时(shi)，用(yong)当(dang)量(liang)法；当(dang)缺陷较大(da)时(shi)，用6dB法。
（2）分(fen)散缺陷(xian)反射回(hui)波
锻件检(jian)测中缺陷(xian)较(jiao)多(duo)且较(jiao)分散,缺(que)陷(xian)彼(bi)此间(jian)距(ju)较大时(shi)，这种(zhong)缺陷(xian)的反(fan)射波(bo)称(cheng)为分(fen)散缺(que)陷(xian)反(fan)射(she)回(hui)波(bo)。一般(ban)在(zai)边长为(wei)50mm的(de)立(li)方(fang)体(ti)内少(shao)于5个，或(huo)在(zai)更大(da)的范围(wei)内(nei)存(cun)在(zai)几(ji)个反射波(bo)，如分(fen)散(san)性(xing)的夹(jia)层(ceng)缺陷。分散(san)缺陷(xian)一(yi)般不(bu)太(tai)大(da)，常用当量法定(ding)量（见表1）。
（3）密集(ji)缺(que)陷反(fan)射波(bo)
锻件检测中显示屏上(shang)同时显(xian)示(shi)的缺陷反射(she)回(hui)波很多(duo)，且(qie)波与波(bo)之(zhi)间(jian)的(de)间(jian)距(ju)很(hen)小，有(you)时波的(de)下(xia)沿(yan)连成一片，这种缺(que)陷的(de)反射(she)回(hui)波(bo)称为(wei)密集缺陷反射回波(bo)。
密集(ji)缺(que)陷(xian)可(ke)能是(shi)疏松、非(fei)金(jin)属夹杂(za)物、白点(dian)或成群的(de)裂纹等(deng)（见表2）。
（4） 游(you)动反(fan)射回波
在圆(yuan)柱形轴类锻件超声检(jian)测(ce)过程(cheng)中，当探(tan)头沿着(zhe)轴(zhou)的外(wai)圆(yuan)周(zhou)向移(yi)动时(shi)，显(xian)示(shi)屏上(shang)的缺陷波(bo)会(hui)随着(zhe)该(gai)缺陷检测声(sheng)程(cheng)的(de)变化而游(you)动，这(zhe)种(zhong)游(you)动的动态(tai)波(bo)形称为游动(dong)反射(she)回波(bo)。
游动反(fan)射回(hui)波(bo)的产(chan)生(sheng)是由(you)于不(bu)同声(sheng)束射至(zhi)缺(que)陷(xian)形(xing)成反(fan)射(she)引(yin)起的。当(dang)声束轴线射至(zhi)缺陷时，缺(que)陷的声程(cheng)小，反(fan)射(she)回波高。当沿圆(yuan)周(zhou)方向移动(dong)探(tan)头(tou)，使(shi)扩散声束(shu)射至缺(que)陷(xian)时(shi)，缺(que)陷(xian)声程变(bian)大，反射(she)回(hui)波(bo)降低(di)，致使(shi)同一(yi)缺陷(xian)反射回波(bo)的位置(zhi)和高(gao)度随(sui)探(tan)头的(de)移动发生(sheng)游(you)动（见图1）。
选择(ze)不(bu)同超(chao)声(sheng)检(jian)测灵(ling)敏(min)度时，同(tong)一缺(que)陷(xian)反(fan)射(she)回波的(de)游动情况(kuang)也(ye)不(bu)同(tong)。一(yi)般可根据基准灵敏(min)度(du)和反射回(hui)波的游(you)动(dong)距离(li)来鉴(jian)别游动(dong)的(de)反(fan)射(she)回波。通常(chang)缺(que)陷(xian)反射(she)回波的游动范(fan)围达(da)到(dao)25mm时才被(bei)认(ren)为(wei)是游(you)动反(fan)射(she)回波。根据缺陷(xian)游动反(fan)射回波(bo)包(bao)络(luo)线的(de)形状(zhuang)，可(ke)粗略地(di)判(pan)别(bie)缺(que)陷的(de)形状(zhuang)。
（5）底面(mian)反射(she)回波判定(ding)
锻件(jian)超(chao)声检测(ce)时(shi)，可根据底(di)面回(hui)波(bo)变化来判(pan)别(bie)锻(duan)件中(zhong)的缺(que)陷(xian)情况。
当(dang)无(wu)缺(que)陷反射(she)回(hui)波(bo)，而只有底(di)波(bo)的(de)多次反(fan)射(she)（较薄工(gong)件） 或1耀(yao)2次底(di)面回波(bo)反射(she)，且(qie)反(fan)射(she)回波(bo)较高(gao)时，说(shuo)明(ming)工(gong)件(jian)中(zhong)无缺(que)陷。
当(dang)无(wu)缺(que)陷(xian)反(fan)射(she)回波(bo)，而底面(mian)回波(bo)很(hen)低(di)甚至(zhi)消失(shi)时，说明锻(duan)件中存在(zai)倾(qing)斜的大面(mian)积(ji)缺(que)陷或在(zai)检测面(mian)的(de)附近(jin)有大缺陷(xian)。
锻(duan)件(jian)检(jian)测(ce)时(shi)，在(zai)局部区域(yu)底面(mian)回(hui)波很低甚至(zhi)消失，此(ci)时若降低探头(tou)频率(lv)重新(xin)检测该(gai)区(qu)域(yu)，则(ze)底(di)波(bo)又出现，说明(ming)该(gai)区域为(wei)晶粒粗(cu)大(da)造成声波(bo)衰(shuai)减较大(da)而(er)引起(qi)的(de)底波(bo)消(xiao)失。
4、锻件DGS法
DGS曲(qu)线(xian)是描(miao)述规(gui)则反(fan)射(she)体(ti)的(de)距离(li)（D）、回波(bo)高度（G）及当量尺寸（S）之(zhi)间(jian)关(guan)系的曲(qu)线，德(de)文缩(suo)写为AVG。DGS曲线(xian)可用(yong)于(yu)对缺(que)陷定量(liang)和灵敏(min)度的设(she)置(zhi)。利(li)用(yong)DGS曲线可(ke)减少超(chao)声对(dui)比(bi)试块的使(shi)用(yong)，提高锻(duan)件超声检(jian)测的(de)效(xiao)率。根据适(shi)用(yong)性可(ke)以将(jiang)DGS曲(qu)线(xian)具(ju)体(ti)分为(wei)通用(yong)DGS曲线和实(shi)用(yong)DGS曲(qu)线。其中(zhong)，通(tong)用(yong)DGS曲(qu)线采(cai)用(yong)归一化(hua)距离和(he)归(gui)一(yi)化缺(que)陷当量(liang)大(da)小，所以通用性良好(hao)，适用于不同(tong)晶(jing)片尺(chi)寸的(de)探(tan)头。但(dan)在(zai)实(shi)际锻件(jian)超(chao)声检(jian)测时，一般(ban)使用探头(tou)或超声(sheng)探伤仪厂商提供的(de)适(shi)用(yong)于特定探(tan)头型(xing)号(hao)的(de)实用DGS曲线(xian)。在(zai)使(shi)用实(shi)用DGS曲(qu)线时(shi)应注(zhu)意其(qi)对(dui)应的探(tan)头晶(jing)片尺寸和(he)探头频率(lv)。根据探(tan)头(tou)不同，DGS曲(qu)线(xian)又(you)可分(fen)为(wei)直(zhi)探(tan)头(tou)DGS曲线(xian)和斜探头(tou)DGS曲线(xian)。
在实际超声(sheng)检测中(zhong)应按照相(xiang)关技术(shu)条件和标(biao)准(zhun)规定(ding)使用(yong)DGS曲线，其中存在(zai)部(bu)分(fen)锻件超声(sheng)标准(zhun)不允(yun)许使用DGS曲(qu)线(xian)法进行(xing)检(jian)测(ce)的情况(kuang)。如(ru)法国核(he)电规(gui)范(fan)标(biao)准(zhun)协会(hui)编制(zhi)的(de)《法国(guo)压水(shui)堆核(he)岛机械设备设计和制造规(gui)则》RCCM（2002版及2002补(bu)遗(yi)）中(zhong)就规(gui)定(ding)锻件直探头(tou)和斜探(tan)头检(jian)测(ce)时均(jun)采(cai)用(yong)对(dui)比(bi)试(shi)块法(fa)，不管是(shi)针对(dui)低(di)合(he)金钢(gang)还(hai)是奥氏(shi)体(ti)不锈钢锻(duan)件(jian)，均(jun)不(bu)允(yun)许(xu)使(shi)用DGS 曲线法。但同时(shi)需要注(zhu)意(yi)的是，RCCM（2007版(ban)）及(ji)其FM1061修订(ding)与RCCM（2002版(ban)及(ji)2002补遗）相比出(chu)现了很(hen)大(da)的变化，引进了(le)锻(duan)件DGS曲(qu)线法检(jian)测(ce)。针对(dui)低合金(jin)钢锻(duan)件(jian)，直(zhi)探头检测(ce)时(shi)可采(cai)用对比(bi)试(shi)块法(fa)或(huo)DGS曲(qu)线(xian)法，斜探头(tou)检(jian)测(ce)时(shi)可(ke)采(cai)用(yong)DGS曲线(xian)法；针对奥(ao)氏(shi)体(ti)钢锻件(jian)，直探(tan)头(tou)检(jian)测(ce)时(shi)可(ke)采用(yong)对比试(shi)块(kuai)法或(huo)DGS曲(qu)线(xian)法，斜(xie)探头(tou)检(jian)测(ce)与直探(tan)头(tou)类似(shi)，可采用对(dui)比(bi)试块法或DGS曲线法(fa)。因此(ci)，在使(shi)用(yong)DGS曲(qu)线法调整灵敏(min)度和(he)对(dui)缺(que)陷定(ding)量(liang)时应注(zhu)意(yi)相关标(biao)准或(huo)技(ji)术条件的(de)规定(ding)。
5、结语(yu)
终上(shang)所述，在(zai)进行(xing)锻件(jian)超声检测(ce)时，应充(chong)分考虑被(bei)检锻件(jian)的(de)尺寸(cun)和(he)特(te)性，充分(fen)理解检(jian)测(ce)规范(fan)和检(jian)测(ce)技(ji)术要求，充(chong)分了(le)解所(suo)要检(jian)测(ce)的(de)缺(que)陷类型(xing)，结(jie)合具体(ti)的制(zhi)造和(he)检(jian)测(ce)能(neng)力，充(chong)分利用好超(chao)声检(jian)查(cha)手段，保(bao)证(zheng)锻件(jian)的(de)质量(liang)。
参(can)考文献
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