大型铸钢件超声波探伤方法

大型铸钢件超声波探伤方法第33卷 2005年第7期 ??? 110 Mining & Processing Equipment 110 　　 2 存在问题及原因分析原托辊结构如图 1 所示，其装配过程：托辊本体 4 (含衬胶层 5) 压装在固定套 1 上，两端用锁紧环 2 锁紧，然后安装固定环 3 进行加固。在维修拆装过程中，发现存在以下问题： (1) 托辊本体椭圆，与固定套装配困难；主要原因是托辊本体直径 f 305 壁厚 5 mm，在运输过程中因碰撞或在衬胶过程中热应力引起变形；其次，二者之间采用过渡配合，本...

第33卷 2005年第7期 ??? 110 Mining & Processing Equipment 110 　　 2 存在问题及原因分析原托辊结构如图 1 所示，其装配过程：托辊本体 4 (含衬胶层 5) 压装在固定套 1 上，两端用锁紧环 2 锁紧，然后安装固定环 3 进行加固。在维修拆装过程中，发现存在以下问题： (1) 托辊本体椭圆，与固定套装配困难；主要原因是托辊本体直径 f 305 壁厚 5 mm，在运输过程中因碰撞或在衬胶过程中热应力引起变形；其次，二者之间采用过渡配合，本体表面有衬胶层，无法热态拆装，只能采用压力法，拆装很困难； (2) 为防止托辊本体 4 在固定套 1 上轴向窜动，固定套 1 与锁紧环 2 采用斜面锁紧 (斜度 1∶12)，造成安装易、拆卸难的问题。实际拆装一次，需要 6 ~ 8 h。托辊本体 4 与衬胶层 5 结合不牢固，经常出现整个衬胶层沿轴向脱落的情况；其主要原因是结合面摩擦力小，附着力差。托辊的使用寿命低，约 300 ~ 500 h，原因是衬胶层硬度低，耐磨性差。 3 改造方案 (1) 经研究论证，决定采用图 2 所示结构设计。改造后的托辊仅由 1 托辊本体、2 衬胶层 2 部分组成：原结构中的 1、2、3、 4 组合融为一体。可以看出：本设计结构简单，只需在托辊本体上衬胶即可应用，省略了复杂的装配工作。 (2) 在托辊本体上 (图 2) 进行滚花处理 (深 2 ~ 3 mm)，使结合面的接触面积增大，摩擦力增加，附着力随之提高，解决了衬胶层轴向脱落的问题。 (3) 对衬胶层提出技术要求：HV > 80，磨耗量 < 0.7 cm3 / 1.61 km，监督厂家严格执行。 4 改造后效果 (1) 备件种类减少，加工费用降低，年增效益 5 000 余元。 (2) 维修时间由原来的 6 ~ 8 h 缩短为 1 h，降低了劳动强度和工作量。 (3) 托辊使用寿命大幅度提高，达到 2 000～3 000 h。 (4) 生产效率提高：以 DN200 管为例，产量由 30～ 40 支 / h 提高至 60～70支/ h (双工位)。年综合效益 4 万余元。通过对托辊的优化设计改造，提高了产量，降低了成本，市场竞争力随之提高。将本设计应用到精整线其他设备上，也取得了很好的效果。□ (收稿日期：2005-01-11) 铸钢类零件一般具有体积大、形状复杂等特点，其内部易产生疏松、裂纹、夹杂、砂眼、缩孔等缺陷。其超声波探伤一般采用 2.5 MHz 直探头探伤，粗晶铸件可采用 1.25 MHz 直探头探伤。横波探伤则经常作为辅助手段使用。铸钢件超声波探伤中，缺陷反射波出现较多，同时杂波反射也比较高，这就要求我们在探伤实践中一定要抓住主要矛盾，不能被小缺陷或杂波所干扰，不要放过危害性较大的缺陷。 1 探伤灵敏度调整办法一般情况下，采用试块法调整探伤灵敏度时，厚度小于 250 mm 的铸件一般采用 f 3 平底孔，厚度大于 250 mm 的铸件一般采用 f 6 平底孔。但在我们重机行业，由于铸钢件品种较多，很难有材质、热处理状态等完全符合的试块，故往往采用工件底波法调整探伤灵敏度。同时还应根据铸件的用途和安全要求，适当掌握探伤判废标准的严格与放宽。比如对磨机上的轮带、托轮等，探伤标准可以相对松一些，一般危害性不大的缺陷可以放过；而对提升机主轴上的零件，则应严格判废标准，对各种缺陷作出详细分析。在缺陷的定量计算分析中，经我们多年的实践探索和工件实际解剖分析，对大型铸钢件的超声波探伤，按照球孔标准反射体对缺陷进行当量计算，得到的缺陷尺寸与实际缺陷大小比较吻合。其它计算方法，尤其是平底孔当量计算方法缺陷尺寸误差较大。 2 铸钢件超声波探伤技术要点探伤开始前，首先用肉眼仔细观察工件表面状况，看表面是否有裂纹、缩孔、砂眼等缺陷，一般说来，表面铸造质量较差的工件，其内部质量往往也较差。当探伤中发现较大的缺陷波时，还应注意底波的变化，同时变换探伤方向，或更换探伤频率，对缺陷波形进行综合分析。如果在探伤过程中，没有发现底波，只有一些杂乱无章的缺陷波，呈草丛状，此起彼伏，当量不大而密集，可以变换探伤方向，这时可能会出现很低的反射底波，处在一片草丛波中间，这就是较为严重的疏松。严重疏松缺陷往往处于冒口部位，是钢水浇铸时的最后冷却部位，并在表面经常会发现缩孔、裂纹等缺陷。集中型缩孔缺陷同严重疏松位置一样，经常出现在冒口下部。分散型缩孔，则可能分布于铸钢件的各个部位，没有明显规律，但往往容易出现在冒口及冷却较慢的地方。缩孔一般波形高大而集中，在主波周围还有枝状波，底波衰减严重，变换探伤方向，波形基本无变化。如果在探伤过程中，出现高大而尖锐的波形，随着探伤方向的变换，波形变化较为剧烈，底波严重衰减，这往往预示着可能存在较大的裂纹缺陷。裂纹缺陷一般集中存在于铸钢件热结部位，而且容易出现游动信号，采用横波斜探头很容易检出。在探伤过程中应密切注意缺陷反射波虽然不高，但具有游动信号特征的情况，这时可能存在严重的倾斜裂纹。 3 结语在实际的探伤中，缺陷的出现往往是错综复杂的，不能死搬教条，要多解剖一些实际的缺陷，或通过工件已知的缺陷进行探伤观察，不断积累经验，才能应付工作中出现各种的问题。对于缺陷的表现较为复杂的情况，我们只能根据探伤波形，抓住主要缺陷或危害性较重的缺陷，估计其损害的程度，并结合其它手段近行综合分析判断。另外还要求我们探伤人员要详细了解铸钢件的生产工艺，掌握金属材料及热处理的基本知识，不断提高自己的全面素质。□ (收稿日期：2005-03-24) 1. 固定套 2. 锁紧环 3. 固定环 4 . 托辊本体 5.衬胶层图 1 论文编号：1001-3954(2005)07-0110-110 大型铸钢件超声波探伤方法浅析韩红民洛阳市锅炉压力容器检验所河南洛阳 471000 1. 托辊本体 2. 衬胶层图 2

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