تکنیک‌های کاربردی تشخیص عیب اولتراسونیک برای قطعات آهنگری و ریخته‌گری

ریخته‌گری‌های بزرگ وآهنگرینقش مهمی در تولید ماشین ابزار، خودروسازی، کشتی‌سازی، نیروگاه، صنایع تسلیحاتی، تولید آهن و فولاد و سایر زمینه‌ها ایفا می‌کنند. به عنوان قطعات بسیار مهم، حجم و وزن زیادی دارند و فناوری و پردازش آنها پیچیده است. این فرآیند معمولاً پس از ذوب شمش استفاده می‌شود.آهنگرییا ریخته‌گری ذوب مجدد، از طریق دستگاه گرمایش فرکانس بالا برای به دست آوردن اندازه شکل مورد نیاز و الزامات فنی، برای برآوردن نیازهای شرایط سرویس آن. به دلیل ویژگی‌های فناوری پردازش آن، مهارت‌های کاربردی خاصی برای تشخیص عیب اولتراسونیک قطعات ریخته‌گری و آهنگری وجود دارد.
I. بازرسی اولتراسونیک ریخته‌گری
با توجه به اندازه دانه درشت، نفوذپذیری صوتی ضعیف و نسبت سیگنال به نویز پایین در قطعه ریخته‌گری، تشخیص عیوب با استفاده از پرتو صوتی با انرژی صوتی فرکانس بالا در انتشار قطعه ریخته‌گری دشوار است، هنگامی که این پرتو به سطح داخلی یا عیب برخورد می‌کند، عیب پیدا می‌شود. میزان انرژی صوتی منعکس شده تابعی از جهت‌گیری و خواص سطح داخلی یا عیب و همچنین امپدانس صوتی چنین جسم بازتابنده‌ای است. بنابراین، می‌توان از انرژی صوتی منعکس شده از عیوب یا سطوح داخلی مختلف برای تشخیص محل عیوب، ضخامت دیواره یا عمق عیوب زیر سطح استفاده کرد. آزمایش اولتراسونیک به عنوان یک وسیله آزمایش غیرمخرب پرکاربرد، مزایای اصلی آن عبارتند از: حساسیت تشخیص بالا، قابلیت تشخیص ترک‌های ریز؛ ظرفیت نفوذ زیاد، قابلیت تشخیص قطعات ریخته‌گری با مقاطع ضخیم. محدودیت‌های اصلی آن به شرح زیر است: تفسیر شکل موج منعکس شده از عیب قطع اتصال با اندازه کانتور پیچیده و جهت‌گیری ضعیف دشوار است. ساختارهای داخلی نامطلوب، مانند اندازه دانه، ریزساختار، تخلخل، محتوای آخال یا رسوبات ریز پراکنده، نیز مانع تفسیر شکل موج می‌شوند. علاوه بر این، مراجعه به بلوک‌های آزمایش استاندارد الزامی است.

https://www.shdhforging.com/lap-joint-forged-flange.html

بازرسی اولتراسونیک 2. آهنگری
(1)پردازش آهنگریو عیوب رایج
آهنگریاز شمش فولاد داغ ساخته شده اند که توسط ... تغییر شکل داده شده استآهنگری. (این)فرآیند آهنگریشامل گرمایش، تغییر شکل و سرمایش می‌شود.آهنگریعیوب را می‌توان به عیوب ریخته‌گری تقسیم کرد،عیوب آهنگریو عیوب عملیات حرارتی. عیوب ریخته‌گری عمدتاً شامل انقباض باقیمانده، شل شدن، آخال، ترک و غیره است.عیوب آهنگریعمدتاً شامل چین خوردگی، لکه سفید، ترک و غیره است. نقص اصلی عملیات حرارتی ترک است.
حفره انقباضی باقیمانده، حفره انقباضی در شمش در آهنگری است، زمانی که سر شمش به اندازه کافی باقی نمانده باشد و بیشتر در انتهای قطعات آهنگری رایج است.
شل بودن شمش به دلیل انقباض ناشی از انجماد و تشکیل سوراخ‌ها در شمش است که به دلیل عدم وجود نسبت آهنگری و حل نشدن کامل آن، عمدتاً در مرکز شمش و سر شمش ایجاد می‌شود.
آخال دارای آخال داخلی، آخال غیرفلزی خارجی و آخال فلزی است. آخال‌های داخلی عمدتاً در مرکز و سر شمش متمرکز هستند.
ترک‌ها شامل ترک‌های ریخته‌گری، ترک‌های آهنگری و ترک‌های عملیات حرارتی می‌شوند. ترک‌های بین دانه‌ای در فولاد آستنیتی در اثر ریخته‌گری ایجاد می‌شوند. آهنگری و عملیات حرارتی نامناسب باعث ایجاد ترک‌هایی در سطح یا هسته آهنگری می‌شود.
نقطه سفید، میزان بالای هیدروژن در قطعات آهنگری شده، خنک شدن خیلی سریع پس از آهنگری، دیر خارج شدن هیدروژن محلول در فولاد و در نتیجه ترک خوردگی ناشی از تنش بیش از حد است. لکه‌های سفید عمدتاً در مرکز بخش بزرگ آهنگری متمرکز هستند. لکه‌های سفید همیشه به صورت خوشه‌ای در فولاد ظاهر می‌شوند. * x- H9 [:
(2) مروری بر روش‌های تشخیص عیب
طبق طبقه‌بندی زمان تشخیص عیب، تشخیص عیب آهنگری را می‌توان به تشخیص عیب مواد اولیه و فرآیند تولید، بازرسی محصول و بازرسی ضمن خدمت تقسیم کرد.
هدف از تشخیص نقص در مواد اولیه و فرآیند تولید، یافتن زودهنگام نقص‌ها است تا بتوان به موقع اقداماتی را برای جلوگیری از توسعه و گسترش نقص‌ها که منجر به دور انداختن قطعه می‌شود، انجام داد. هدف از بازرسی محصول، اطمینان از کیفیت محصول است. هدف از بازرسی ضمن کار، نظارت بر نقص‌هایی است که ممکن است پس از کار رخ دهند یا ایجاد شوند، عمدتاً ترک‌های ناشی از خستگی. + ۱. بازرسی قطعات آهنگری شده شفت
فرآیند آهنگری شفت‌های آهنگری شده عمدتاً مبتنی بر کشش است، بنابراین جهت اکثر عیوب موازی با محور است. بهترین روش تشخیص چنین عیوبی، استفاده از پروب مستقیم موج طولی از جهت شعاعی است. با توجه به اینکه عیوب توزیع و جهت‌گیری متفاوتی خواهند داشت، بنابراین تشخیص عیوب آهنگری شفت، باید با تشخیص محوری پروب مستقیم و تشخیص محیطی و محوری پروب مورب نیز تکمیل شود.
۲. بازرسی قالب‌های قالب‌گیری کیک و کاسه
فرآیند آهنگری قطعات آهنگری شده کیکی و کاسه‌ای عمدتاً دچار تغییر شکل می‌شود و توزیع عیوب موازی با سطح انتهایی است، بنابراین بهترین روش برای تشخیص عیوب، استفاده از پروب مستقیم در سطح انتهایی است.
۳. بازرسی قطعات آهنگری شده سیلندر
فرآیند آهنگری قطعات آهنگری سیلندر شامل کوبیدن، پانچ و نورد است. بنابراین، جهت‌گیری عیوب پیچیده‌تر از آهنگری شفت و کیک است. اما از آنجا که قسمت مرکزی شمش بی‌کیفیت هنگام پانچ حذف شده است، کیفیت قطعات آهنگری سیلندر عموماً بهتر است. جهت‌گیری اصلی عیوب هنوز موازی با سطح استوانه‌ای خارج از سیلندر است، بنابراین قطعات آهنگری استوانه‌ای هنوز عمدتاً توسط پروب مستقیم تشخیص داده می‌شوند، اما برای قطعات آهنگری استوانه‌ای با دیواره‌های ضخیم، باید پروب مورب اضافه شود.
(3) انتخاب شرایط تشخیص
انتخاب پروب
آهنگریبازرسی اولتراسونیک، استفاده اصلی از پروب مستقیم موج طولی، اندازه ویفر φ 14 ~ φ 28mm، معمولاً φ 20mm استفاده می‌شود. برایآهنگری‌های کوچک، پروب تراشه معمولاً با در نظر گرفتن میدان نزدیک و تلفات کوپلینگ استفاده می‌شود. گاهی اوقات برای تشخیص عیوب با زاویه مشخص سطح تشخیص، می‌توان از مقدار K مشخصی از پروب شیب‌دار نیز برای تشخیص استفاده کرد. با توجه به تأثیر ناحیه کور و ناحیه میدان نزدیک پروب مستقیم، اغلب از پروب مستقیم کریستال دوگانه برای تشخیص عیوب فاصله نزدیک استفاده می‌شود.
دانه‌های قطعات آهنگری عموماً کوچک هستند، بنابراین می‌توان فرکانس تشخیص عیب بالاتری، معمولاً 2.5 تا 5.0 مگاهرتز، را انتخاب کرد. برای تعداد کمی از قطعات آهنگری با اندازه دانه درشت و میرایی شدید، به منظور جلوگیری از "پژواک جنگلی" و بهبود نسبت سیگنال به نویز، باید فرکانس پایین‌تری، عموماً 1.0 تا 2.5 مگاهرتز، انتخاب شود.


زمان ارسال: ۲۲ دسامبر ۲۰۲۱