鍛造品および鋳造品の超音波探傷検査の応用技術

大型鋳物と鍛造品工作機械製造、自動車製造、造船、発電所、兵器産業、鉄鋼製造などの分野で重要な役割を果たしています。非常に重要な部品であるため、体積と重量が大きく、技術と加工が複雑です。通常、インゴットを製錬した後に行われる工程は、鍛造あるいは再溶解鋳造品は、高周波加熱機を用いて必要な形状寸法と技術要件を得ることで、使用条件のニーズを満たすことができます。その加工技術特性により、鋳造・鍛造部品の超音波探傷には一定の応用技術が求められます。
I. 鋳物の超音波検査
鋳物の粗い粒子、悪い音の透過性、低い信号対雑音比のため、高周波音響エネルギーを持つ音波ビームを使用して鋳物の伝播中に欠陥を検出することは困難であり、内部表面または欠陥に遭遇すると、欠陥が見つかります。反射された音響エネルギーの量は、内面または欠陥の指向性と特性、およびそのような反射体の音響インピーダンスの関数です。したがって、さまざまな欠陥または内面の反射音響エネルギーを使用して、欠陥の位置、壁の厚さ、または表面下の欠陥の深さを検出できます。超音波検査は広く使用されている非破壊検査手段として、その主な利点は次のとおりです。検出感度が高く、微細な亀裂を検出できます。浸透容量が大きく、厚い断面の鋳物を検出できます。主な制限は次のとおりです。輪郭サイズが複雑で指向性が悪い断線欠陥の反射波形を解釈することが困難です。粒度、微細構造、気孔率、介在物含有量、微細分散析出物といった望ましくない内部構造も波形の解釈を妨げます。さらに、標準試験片との照合も必要です。

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2.鍛造超音波検査
(1)鍛造加工一般的な欠陥
鍛造品高温の鋼塊から作られ、鍛造。その鍛造工程加熱、変形、冷却が含まれます。鍛造品欠陥は鋳造欠陥、鍛造欠陥熱処理欠陥。鋳造欠陥には主に、引け残り、緩み、介在物、割れなどが含まれます。鍛造欠陥主な欠陥としては、折れ、白点、ひび割れなどがあります。熱処理による主な欠陥はひび割れです。
引け巣残留とは、鍛造時にインゴットのヘッドが十分に残っていない場合にインゴット内に生じる引け巣のことで、鍛造の最後によく発生します。
ゆるみとは、鋳塊の凝固収縮により鋳塊に穴があい、鋳塊が緻密でなく、鍛造率が不足し溶解しきれていないために生じ、主に鋳塊の中心部と頭部に発生する。
介在物には、内部介在物、外部非金属介在物、金属介在物があります。内部介在物は主にインゴットの中心部と頭部に集中しています。
ひび割れには、鋳造ひび割れ、鍛造ひび割れ、熱処理ひび割れなどがあります。オーステナイト鋼の粒界ひび割れは鋳造によって発生します。不適切な鍛造および熱処理は、鍛造品の表面または中心部にひび割れを発生させます。
白点は、鍛造品の水素含有量が高いことが原因で発生します。鍛造後の冷却が速すぎるため、鋼材に溶解した水素が逃げ遅れ、過度の応力によって割れが発生します。白点は主に鍛造品の大きな断面の中心部に集中しています。鋼材では、白点は常に塊状に発生します。* x- H9 [:
(2)欠陥検出方法の概要
欠陥検出時間の分類によると、鍛造欠陥検出は、原材料欠陥検出と製造プロセス、製品検査、および使用中検査に分けられます。
原材料および製造工程における欠陥検出の目的は、欠陥を早期に発見し、欠陥の発生・拡大による廃棄を回避するための対策を適時に講じることです。製品検査の目的は、製品の品質を確保することです。稼働中検査の目的は、運転後に発生または発生する可能性のある欠陥、主に疲労亀裂を監視することです。+ 1. シャフト鍛造品の検査
シャフト鍛造品の鍛造工程は主に絞り加工に基づいているため、欠陥のほとんどは軸と平行な方向を向いています。このような欠陥の検出効果は、径方向からの縦波直線プローブが最も優れています。欠陥の分布や方向は様々であることを考慮すると、シャフト鍛造品の欠陥検出には、直線プローブによる軸方向検出と、斜めプローブによる周方向および軸方向検出を併用する必要があります。
2. ケーキとボウルの鍛造品の検査
ケーキやボウルの鍛造品の鍛造工程は主に据え込みであり、欠陥の分布は端面に平行であるため、端面で直線プローブを使用して欠陥を検出するのが最適な方法です。
3. シリンダー鍛造品の検査
円筒鍛造品の鍛造工程は、据え込み、打ち抜き、圧延の工程です。そのため、欠陥の発生方向はシャフトやケーキの鍛造品よりも複雑です。しかし、打ち抜き加工時に最も品質の悪いインゴットの中心部が除去されるため、円筒鍛造品の品質は一般的に優れています。欠陥の主な方向は依然として円筒外側の円筒面と平行であるため、円筒鍛造品は主に直線プローブで検出されますが、厚肉の円筒鍛造品の場合は斜めプローブを追加する必要があります。
(3)検出条件の選択
プローブの選択
鍛造品超音波検査では、縦波直接プローブが主に使用され、ウェハサイズはφ14~φ28mm、一般的にはφ20mmが使用されます。小型鍛造品チッププローブは、近接場と結合損失を考慮して一般的に使用されます。検出面の特定の角度にある欠陥を検出するために、傾斜プローブの特定のK値を使用して検出することもできます。直接プローブの死角領域と近接場領域の影響により、近距離の欠陥検出には二結晶直接プローブがよく使用されます。
鍛造品の結晶粒は一般的に小さいため、探傷周波数は高く設定できます。通常は2.5~5.0MHzです。結晶粒が粗く減衰が大きい鍛造品の場合は、「フォレストエコー」を回避し、信号対雑音比を向上させるために、通常は1.0~2.5MHzの低い周波数を選択する必要があります。


投稿日時: 2021年12月22日