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由于鑄件生產(chǎn)過程的復(fù)雜性和產(chǎn)生缺陷的特殊性，在超聲波檢測（UT）過程中，與板材和鍛件有所不同，現(xiàn)針對標(biāo)準(zhǔn)EN12680-3“球墨鑄鐵件的超聲波檢測”的應(yīng)用過程中， 分享以下三方面的經(jīng)驗：

1、超聲穿透法檢測法的應(yīng)用：對缺陷從鑄件的兩個檢測面進行定位，進而計算出缺陷在通壁方向上的尺寸。

2、對缺陷的反射當(dāng)量不大，底波衰減較明顯的較大缺陷的注意事項。

3、在DGS曲線做好后，如何利用探頭廠家所提供的AVG曲線圖對DGS曲線進行驗證，是否達到定量精度要求。

1、超聲穿透法檢測法的應(yīng)用

EN12680-3標(biāo)準(zhǔn)第1條“范圍”的表述為“該歐標(biāo)不適用于透射技術(shù)。注: 透射技術(shù)靈敏度不足以探測球墨鑄鐵鑄件中發(fā)現(xiàn)的不連續(xù)性，只在特殊情況中使用。”透射技術(shù)，也叫穿透法，是采用一發(fā)一收雙探頭分別放置在工件相對的兩端面，依據(jù)脈沖波或者連續(xù)波穿透工件之后的能量變化來檢測工件缺陷的方法。按標(biāo)準(zhǔn)要求，只在特殊情況中使用。下面介紹一種在球墨鑄件超聲檢測過程中使用透射技術(shù)特殊情況：

在球墨鑄件檢測中，發(fā)現(xiàn)缺陷時要對缺陷進行評定，其中缺陷的很重要的一個參數(shù)就是在通壁方向的缺陷的尺寸大小，該尺寸的測量原則就是標(biāo)準(zhǔn)5.5.6.3條規(guī)定的：“盡可能使用直探頭從相對面測量通壁方向到檢測表面的不連續(xù)性尺寸。”在實際對缺陷進行測量時，需要從兩個檢測面各自進行測定，測量的具體探頭布置如圖1所示：

圖 1 測量通壁方向缺陷的尺寸

通壁方向尺寸大小 d=t-(S1+S2)

此處：S1，S2是聲程長度；t是壁厚。

如圖1所示，實際檢測中發(fā)現(xiàn)的缺陷常常是密集型的，有時在檢測面上的投影面積也會較大，因此在缺陷面積比較大的情況下，想要從鑄件兩側(cè)面確定所測缺陷為同一個，往往比較困難。而且就算是在缺陷只有一個獨立的連續(xù)顯示的情況下，往往由于鑄件的幾何尺寸比較大，如果在鑄件的一側(cè)發(fā)現(xiàn)了缺陷，想從對側(cè)找到同一缺陷，并且對缺陷進行如圖1所示的通壁方向尺寸測量也比較麻煩。這個時候，應(yīng)用穿透法會有很好的效果。以下為具體應(yīng)用：

首先設(shè)置超聲波儀器為穿透法（也就是超聲波儀器的探頭插口為一收一發(fā)的狀態(tài)），設(shè)置好后，用兩個單晶探頭，分別插在儀器設(shè)備的兩個插口，把探頭放置在鑄件上進行檢測，只有當(dāng)兩個探頭相對時，儀器屏幕上才會顯示波形。這時就可以根據(jù)測量出來的數(shù)據(jù)，用公式d=t-(S1+S2)計算出缺陷在通壁方向的尺寸大小。

在應(yīng)用公式d=t-(S1+S2)計算出缺陷在通壁方向的尺寸大小時，要注意S1和S2均指在壁厚方向上發(fā)現(xiàn)的第一個缺陷的回波（也就是最靠近始波的缺陷）的指示深度，如圖4和圖5。另外在EN12680-3標(biāo)準(zhǔn)中并沒有詳細(xì)說明第一個缺陷回波是否需要達到某一當(dāng)量才能計入缺陷的計量，這個當(dāng)量值需要在檢測之前用相關(guān)的技術(shù)文件中進行約定，不然會產(chǎn)生分歧。

另外，評估缺陷占壁厚的百分比時，應(yīng)該按照機加工后的實際壁厚尺寸對缺陷進行評估，而不能用機加工前的初始壁厚進行評估。例：初始壁厚t=50mm，S1=25mm，S2=10mm，此時缺陷在通壁方向尺寸為t-S1-S2=15mm。假如鑄件后期的機加工量為10mm，此時用來計算缺陷占壁厚百分比時的壁厚實際應(yīng)取50mm-10mm=40mm，這時可計算出缺陷占壁厚的百分比為（50-25-10）/40=15/40=37.5%。如果這時再用初始的壁厚50mm進行計算，就可能會出現(xiàn)錯誤的結(jié)論。

2、對缺陷的反射當(dāng)量不大，底波衰減較明顯的較大缺陷的注意事項

對球墨鑄件進行超聲檢測，有一種情況檢測人員容易忽視，那就是缺陷的反射當(dāng)量不大，但是底波衰減較明顯的缺陷。在實際的檢測中就遇到底波衰減大于20dB,但是缺陷的反射當(dāng)量只有φ4mm平底孔當(dāng)量的情況，如圖2和圖3所示。

根據(jù)事后對該缺陷情況的解剖所見，缺陷的情況還是比較嚴(yán)重的。如下圖所示的情況：

從圖4和圖5所見，缺陷比較密集，也比較嚴(yán)重，之所以反射當(dāng)量不大，是由于缺陷對超聲波的能量進行了漫反射和吸收的緣故，所以對這類缺陷進行檢測時要注意以下方面：

探頭的選擇：從兩面測量時，要選擇合適的探頭，一般是根據(jù)壁厚和缺陷的深度，如果壁厚較小或者缺陷埋深較小，應(yīng)選擇雙晶探頭；曲面工件，如果曲率較大，最好選擇晶片直徑小的探頭。

靈敏度的調(diào)節(jié)：在檢測面的表面情況不同，比如存在打磨的情況下，一般鑄態(tài)表面要比打磨后表面粗糙，同樣的檢測靈敏度下，鑄態(tài)表面檢測需要的增益要高于打磨后表面，如果從鑄態(tài)表面調(diào)校靈敏度后，在打磨面進行檢測發(fā)現(xiàn)缺陷并進行定量，會擴大缺陷定量；相反，則會縮小缺陷定量。另外在同一壁厚，如果表面狀態(tài)不一樣或者內(nèi)部晶粒尺寸不一樣，靈敏度都會不同，如果發(fā)現(xiàn)缺陷部位比靈敏度設(shè)置位置的表面狀態(tài)粗糙或晶粒狀態(tài)粗糙，都會造成缺陷的測量當(dāng)量值偏低，最好在缺陷附近無缺陷處重新設(shè)置靈敏度。

缺陷面積：指所有底波衰減或者當(dāng)量達到記錄要求的點的連線，也就是探頭測量時中心點的連線所圍成的閉合的圖形的面積。實際缺陷面積的計算一般取閉合的圖形中兩個盡量垂直方向的最大尺寸對角線的的乘積。

EN12680-3標(biāo)準(zhǔn)第5.3.2 條“探頭和換能器頻率”的注5表述為“球墨鑄鐵縱波聲速等于或高于5500m/s”。這一條既提醒檢測人員球墨鑄件與常規(guī)鋼材在聲速方面的不同，也要求檢測前應(yīng)該首先要測量聲速，也就是通常說的聲程校準(zhǔn)。一般是在工件上選取表面比較平整且與底面平行的區(qū)域，先用尺子測量出壁厚，然后通過一二次波進行校準(zhǔn)(也可以在材質(zhì)相同的試塊上校準(zhǔn))。校準(zhǔn)完成后，要注意查看一下超聲波檢測儀中顯示的聲速值，對于球墨鑄鐵，按照本標(biāo)準(zhǔn)，需要≥5500m/s(對于鑄鋼件，聲速和鋼的差不多，約為5920mm/s，一定要區(qū)分鑄鐵和鑄鋼)。如果聲速＜5500m/s，則不適用本標(biāo)準(zhǔn)。

EN12680-3標(biāo)準(zhǔn)第5.3.5條 “超聲波設(shè)備的時基設(shè)定和靈敏度設(shè)定”。檢測靈敏度的設(shè)定：要首先知道壁厚，然后根據(jù)壁厚查閱標(biāo)準(zhǔn)中的表6：

標(biāo)準(zhǔn)EN12680-3中的表6

假如厚度為50mm，此時的檢測最小靈敏度就是φ5mm平底孔,可以小于φ5mm,但不能大于φ5mm,也就是說要求能檢測出的最小缺陷的當(dāng)量直徑為5mm。平時檢測時，有的客戶會有特殊要求，比如Alstom要求Ø3mm以上的缺陷都要記錄，此時就要按照客戶的要求設(shè)置靈敏度。

3、在DGS曲線做好后，如何利用探頭廠家所提供的AVG曲線圖對DGS曲線進行驗證，是否達到要求。

在進行球墨鑄鐵的檢測時，由于球墨鑄鐵在具體的成分和金相結(jié)構(gòu)上千差萬別，實際生產(chǎn)中不可能針對每種球墨鑄鐵，都制作一種相應(yīng)的對比試塊。為此應(yīng)用超聲波儀器生產(chǎn)廠家自己的超聲波檢測儀和超聲探頭組合就很有優(yōu)勢，這樣的組合能直接利用儀器內(nèi)置的DGS曲線方便的對鑄件的缺陷進行定量，而免去了制作大量對比試塊的麻煩。以USM35XS超聲檢測儀為例，利用該儀器在鑄件上制作DGS曲線很容易，但是DGS曲線制作好以后如果不進行驗證往往就會造成較大的測量誤差，這通常被檢測人員忽視。