復(fù)合板基板內(nèi)部缺陷檢測實(shí)例分析及問題討論

8月10日（周六），我公司檢測人員在換熱器管板復(fù)合板入廠超聲檢測中向我反饋發(fā)現(xiàn)異常波形，是否缺陷無法判定一事。隨檢測人員到現(xiàn)場查看實(shí)物和實(shí)際檢測波形，發(fā)現(xiàn)在做復(fù)合板貼合率檢測時(shí)，復(fù)合板基板當(dāng)中（根據(jù)聲程判定）有一較高回波，如下圖：

該管板材質(zhì)為TA2/S31603 III，規(guī)格為δ=10+120 mm（實(shí)測厚度131mm）。如下圖

由于在復(fù)合板貼合率檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)該異常波形，后采用2.5P 20直探頭、 CS（碳鋼）鍛件試塊調(diào)節(jié)靈敏度，從覆材側(cè)估算缺陷當(dāng)量為Φ1.5mm，但是此種方法估測缺陷當(dāng)量并不可靠，原因試塊材質(zhì)與S31603  III鍛件聲學(xué)性能相差較大。與復(fù)合板供方聯(lián)系，其回復(fù)基板在做超聲檢測時(shí)，就發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域波形異常，但并不超標(biāo)。復(fù)合板供方檢測人員到我廠復(fù)驗(yàn)，采用1.25P20直探頭、大平底法調(diào)節(jié)靈敏度（定量線為Φ6）得到兩處回波較高缺陷，波高略超Φ2評定線，略為滿屏30%，深度為68.9（對應(yīng)聲速為5931），缺陷當(dāng)量直徑為Φf=2.5mm,當(dāng)量為 Φ6-10dB；缺陷面積約為Φ20mm(一個(gè)探頭面積)，經(jīng)過供方檢測人員集體討論，該處缺陷并不超標(biāo)，可能為奧氏體不銹鋼鍛件偏析。

采用HS800儀器，搭載1.25P20直探頭，利用大平底確定掃查靈敏度進(jìn)行重新檢測定位，發(fā)現(xiàn)缺陷當(dāng)量直徑最大約為Φ3.5mm，不能完全排除為裂紋類缺陷，建議材料檢驗(yàn)人員記錄缺陷位置，盡量使得管板在鉆孔時(shí)能將缺陷鉆除。（猜測缺陷原因：1，因熱處理不當(dāng)，奧氏體不銹鋼半板厚成分偏析導(dǎo)致缺陷回波；2，材料冶金缺陷或鍛造比不合適引起相關(guān)缺陷，心部疏松或帶狀?yuàn)A雜物；3，氫脆引起的微裂紋）

由于分別采用2.5P20、1.25P20該較高回波波形基本無變化，且分別從覆材側(cè)、基材側(cè)進(jìn)行檢測缺陷波深度符合定位要求，基本排除粗晶引起林狀回波的可能。查看數(shù)字機(jī)重復(fù)頻率為100Hz，更改重復(fù)頻率缺陷回波無變化，排除幻象波的可能。

為了進(jìn)一步了解該缺陷的信息對該范圍采用TOFD檢測，TOFD檢測圖譜如下圖：

TOFD圖譜顯示深度60-70mm，基材內(nèi)有一條狀缺陷，與晶粒噪聲明顯不同。（按基材120mm厚度及缺陷深度60mm確定pcs=140mm,2.25MHz Φ12探頭對；檢測區(qū)域?yàn)閳D示打磨區(qū)域）

對其它區(qū)域進(jìn)行TOFD檢測，得到的圖譜和缺陷區(qū)域非常近似。故整個(gè)基板在該深度區(qū)域存在類似缺陷分布情況。

   缺陷區(qū)域UT反射回波較高，容易引起檢測人員注意；對完好區(qū)域，提高靈敏度，仍然發(fā)現(xiàn)基材60-70mm附近有反射回波，回波并不高，不到滿屏30%。

檢測結(jié)論：綜合上述檢測方法分析，該缺陷不超標(biāo)，超聲檢測結(jié)果合格；但為了進(jìn)一步了解缺陷成因，積累奧氏體不銹鋼鍛件判定經(jīng)驗(yàn)，希望復(fù)合板供方在有余料的情況下對基板余料深度在60-70mm區(qū)域進(jìn)行宏觀金相分析；將不超標(biāo)的缺陷在管板上標(biāo)示出，盡量將開孔位置安排在缺陷區(qū)域，同時(shí)鉆至目標(biāo)深度（覆材下70mm左右），采用目視或PT檢測，觀察是否為裂紋類缺陷。

奧氏體不銹鋼鍛件檢測屬于檢測的難點(diǎn)問題，希望引起廣大壇友注意！本文希望起到拋磚引玉的作用，能得到專家的指導(dǎo)和建議！

下面針對本次檢測提出如下問題，希望大家討論。有些問題可能能有明確的答案，有些問題可能沒有明確答案。希望有心的壇友發(fā)表自己的看法！

問題1 請根據(jù)該復(fù)合板基材情況及4730選擇探頭、檢測靈敏度、試塊等檢測工藝；若沒有試塊，能否用大平底確定檢測靈敏度？如何設(shè)置檢測靈敏度？

問題2，采用大平底調(diào)節(jié)靈敏度的方法獲得的波形如下圖（一次底波調(diào)節(jié)至80%，數(shù)字機(jī)增益為39.2dB）按Φ6當(dāng)量驗(yàn)收，需增加多少dB作為掃查靈敏度？出現(xiàn)圖示波形，不考慮衰減的情況下，其缺陷當(dāng)量分別是多少？（注：1#缺陷波形見圖1，缺陷顯示深度67.3mm，波高75.3%；2#缺陷波形見圖2，缺陷顯示深度67.6mm,波高為60%;3#缺陷波形見圖3，缺陷顯示深度為66.7mm,波高為60.7%。聲速5750，探頭延遲1.05us 可能不準(zhǔn)，故顯示深度僅供參考）

                                 圖1

                                  圖2

                                  圖3

問題3，上述圖形中哪一個(gè)缺陷波形相對難以接受一些？依據(jù)是什么？上述檢測波形及檢測參數(shù)有哪些不合理的地方？需要怎么改進(jìn)？奧氏體不銹鋼鍛件檢測當(dāng)中，在標(biāo)準(zhǔn)引用及實(shí)際操作方面，你認(rèn)為存在哪些困難？哪些方面不易控制？哪些方面可能引起爭議呢？

樓主好人， 是直接將內(nèi)容全部寫下來，不像某些樓主，要下載

是的！對應(yīng)文中3#UT缺陷波形位置附近開鉆至72mm深處PT照片；在鉆孔之前用縱波雙晶斜探頭從覆材側(cè)掃查（316材質(zhì)試塊、母材上fai2*30橫通孔）發(fā)現(xiàn)75附近，有一在二區(qū)反射波。
注意側(cè)壁紅色顯示部位，孔的底部有條形顯示，懷疑為刀痕。

同意你的觀點(diǎn)。
個(gè)人感覺，鍛件缺陷的定性比焊縫缺陷的定性還要困難一些。原因是，焊縫檢測出現(xiàn)異常波形，還可以根據(jù)焊接工藝，焊接過程記錄反饋，缺陷位置進(jìn)行綜合分析幫助定性。而對于鍛件-原材料驗(yàn)收一塊，需要檢測人員對材料的冶金、加工、熱處理流程有一定了解，而一般制造企業(yè)檢測人員，恰恰缺少這方面的知識，所以很難從工藝的角度輔助分析缺陷性質(zhì)。另外，原材料的一些相關(guān)檢測報(bào)告和記錄，只要是出廠的，很少有不合格或不符合項(xiàng)目的記錄，這也增加了定性的難度。

第2個(gè)問題提的比較好，標(biāo)準(zhǔn)考慮的都是先做基材超聲，然后做復(fù)合板超聲；萬一已經(jīng)爆炸復(fù)合了，需要對基材進(jìn)行分析，檢測方法和依據(jù)如何確定，沒有規(guī)范要求；難道需要撕開覆材，才能對基材檢測？
第一個(gè)問題，在提高定量準(zhǔn)確性方面有一定可取的地方，但是實(shí)際操作估計(jì)不易推廣。對于均勻性較差材料的定量采用該方法，還是稍微可靠一些。
對于均勻性較好的材料，取某一完好區(qū)域調(diào)節(jié)靈敏度或制作曲線，就足夠了，不然反復(fù)調(diào)節(jié)靈敏度，一則繁瑣。（至于均勻性較好的判定，可以采取隨機(jī)取測試點(diǎn)，采用一次底波調(diào)節(jié)80%，觀察基本增益偏離值，偏離值小于某個(gè)閾值（如2dB）則可視為均勻性較好？）
二則采用大平底當(dāng)量計(jì)算法不像試塊定量準(zhǔn)確，只是估測缺陷當(dāng)量大小，理論誤差本就較大，個(gè)人覺得采用該方法提高定量準(zhǔn)確性的意義不大。

采用對比試塊不太現(xiàn)實(shí)。除筆者所在公司沒有奧氏體不銹鋼鍛件試塊外，其他很多公司都沒有對比試塊。而且，標(biāo)準(zhǔn)還推薦，最好配有不同晶粒大小的試塊，這個(gè)就更難辦到了！
只要滿足三倍近場區(qū)外，采用大平底定量不失為一種可行辦法！
TOFD在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定對于粗晶類材料檢測不適用，主要是針對粗晶類焊縫檢測，對于母材檢測，沒有規(guī)定。粗晶材料焊縫TOFD檢測，的確有一定困難。在N08810材料焊縫檢測當(dāng)中，筆者發(fā)現(xiàn)TOFD和相控陣都難以發(fā)現(xiàn)目標(biāo)缺陷（裂紋），但是在其它奧氏體不銹鋼焊縫（304）TOFD檢測當(dāng)中，無論是信噪比還是缺陷檢出率，都還可以的。

{:soso_e163:}

兩塊板都焊在一起了，樓主是如何在板上用底波調(diào)節(jié)靈敏度的？

大平底調(diào)節(jié)靈敏度時(shí)，直接以復(fù)合板覆材代替基板底波進(jìn)行調(diào)節(jié)（覆材厚度并不厚）；TOFD調(diào)節(jié)時(shí)，以界面波確定Bw線。

學(xué)習(xí)了

鍛件的檢測我做的很少。關(guān)于奧氏體不銹鋼鍛件，既然是鍛件，其晶粒相對還是比較小的，通過上傳的波形圖，其信噪比還是比較高的，一般要求應(yīng)大于10dB。
從圖3來看，缺陷的反射波比較高，且導(dǎo)致底波明顯下降，說明：1，缺陷具有足夠大的面積（相對于深度處的聲束寬度）；2，缺陷的聲阻抗與母材相差較大。
另外，既然發(fā)現(xiàn)了缺陷，缺陷量滿足要求了，但是如何定性那？   鍛件中一般不能有白點(diǎn)，裂紋等缺陷。通過缺陷波形看一般不能是白點(diǎn)或者裂紋。但是如何定性又成了爭議的地方。另外，選用低頻的探頭，且是縱波。其靈敏度能否滿足要求？關(guān)于掃查靈敏度一般至少提高6db,   更多要提高14Db。

{:soso_e179:}