离心球墨铸铁管球化率和壁厚的超声检测研究

发布时间：2020-08-06 17:01

【摘要】： 离心铸造比其它工艺方法生产的球铁管具有管壁薄、韧性好、强度高和耐蚀等优点被广泛应用于城镇供水、供气等工程项目。因其产量在不断扩大，离心球铁管的质量检测与控制也引起了人们的重视。其中球化率和管壁厚的检测尤为重要，因为球化率直接影响球铁的机械性能；而管壁厚不均匀或局部过薄则极易引起局部承载能力下降，导致爆管事故。 在一定的温度下，球墨铸铁的球化率和纵波声速的线性关系已经被大家所认同，长期以来，人们一直试图将超声声速法检测球化率的方法应用于离心球铁管的球化率检测，但由于管形铸件的特殊形状，在声路设置和声程的确定上受到管壁厚的影响，存在相当大的困难。 本文利用专门设计的探头架，让主声束在管壁内弦长方向传播，对离心球铁管横波声速进行了测试，得到了室温下横波声速与球化率的线性关系，并用于离心球铁管球化率超声无损检测，该方法克服了管壁厚度对声速检测的影响。在生产现场检测过程中，各个管壁温度不均，考虑到温度对声速的影响，本研究还测试了从室温到160℃范围内声速随管壁温度的变化规律，结果表明，横波声速随着温度升高而线性降低，并且声速的温度系数基本不受球化率的影响。据此，可将各个温度下测得的横波声速换算成室温下的声速，进而排除管壁温度对球化率检测的影响。 另外，管壁厚度也是影响球铁管质量的重要因素，而管壁厚度除了管两端外，很难用量具测量，为此，我们对在一定生产条件(相同铁液成分、相同基体状态等)下生产的球墨铸铁管的横纵波分别进行测量，得到其横纵波转化系数，将用前述方法测量的超声横波声速转化为纵波声速，用反射法测量了球铁管的厚度。 一次将球铁管的球化率和壁厚同时测量，可以对球铁管的质量进行综合评定。通过在生产现场应用此装置对球化率和厚度进行了测量，结果表明，基本符合生产上的要求。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TG143.5
【图文】：

线聚焦探头扫过的是一个面，检测效率高，因此我们选用线聚焦探头[42〕。超声波衰减与探头频率有关，探头频率越高，则衰减越厉害，故选择频率比较低的探头。聚焦工作原理如图3.1所示，对于线聚焦探头，声波聚焦到工件上时并非一条细线，而是呈一定宽度的声束带。对于点聚焦探头，声波聚焦到工件表面时呈一定半径的圆斑。聚焦探头在实际应用中一般采用水作为祸合剂。所以这里简要介绍一下水浸聚焦探头。水浸聚焦探头是根据平面波入射到cl>。:的凸曲面上时，透射波将产生聚焦的原理设计制作的。图中c;为有机玻璃，学名为聚甲基丙烯酸甲酷，c:为水，。3被检工件。当不考虑超声波的干涉时，由几何光学得，探头在第二介质中的焦距f为:f二一』-; (3.1)c一cZ

离心球墨铸铁管球化率和壁厚的超声检测研究3.2.3示波器本实验采用 TektronicTDS2012型双通道数字存储示波器，其功能如图3.2所示，将超声波信号由探伤仪输入到示波器，并由示波器对信号进行初步预处理，再输入到计算机中，作为进行后续程序处理的原始信号。1-.’一，，，，r，~...-.，‘~一~，~’飞采采采采采采采集藕据 :::::::::::::::::垂垂直 :::::祝斌湘咐笼笼笼被形记录 :::月月盆加加加 加加2引抽点 点位位置 置置 置置置置置置置置图3.2示波器不同功能及彼此关系方块图 Fig.3.2Dlfl飞 rentfunctionsandeotmectionofoseilloseoPe3.2.4测温仪表温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。通常来说接触式测温仪表比较简单、可靠

发射探头接收探头图3.3超声探头示意图Fig.3.3Thedl叫犷ajrnofultrasonieProbe确定得:cl，二cl水;clZ=cl铁;乓2=马铁，通过前面的式2.13第二、第三临界角，为了使管壁中只有横波，使得纵一和第二临界角之间，并且使声束尽量远离管内外壁室的设计架制作时，要首先保证入射角在第一临界角和第二临的主声束在进入工件之前走过的水程为聚焦探头的焦室中完成聚焦，焦点正好能落在被检工件上，因此发焦探头的焦距。

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 胡春亮;等温淬火球墨铸铁大齿段球化率超声检测研究[D];河北工业大学;2010年

2 吕军;工业中球化率测试方法改善研究[D];山东大学;2012年

本文编号：2782704