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标题: 复合板基板内部缺陷检测实例分析及问题讨论 [打印本页]

作者: luolang1314    时间: 2013-8-13 19:54
标题: 复合板基板内部缺陷检测实例分析及问题讨论
本帖最后由 luolang1314 于 2013-8-13 20:07 编辑

810日(周六),我公司检测人员在换热器管板复合板入厂超声检测中向我反馈发现异常波形,是否缺陷无法判定一事。随检测人员到现场查看实物和实际检测波形,发现在做复合板贴合率检测时,复合板基板当中(根据声程判定)有一较高回波,如下图:
该管板材质为TA2/S31603 III,规格为δ=10+120 mm(实测厚度131mm)。如下图

由于在复合板贴合率检测时发现该异常波形,后采用2.5P 20直探头、 CS(碳钢)锻件试块调节灵敏度,从覆材侧估算缺陷当量为Φ1.5mm,但是此种方法估测缺陷当量并不可靠,原因试块材质与S31603  III锻件声学性能相差较大。与复合板供方联系,其回复基板在做超声检测时,就发现部分区域波形异常,但并不超标。复合板供方检测人员到我厂复验,采用1.25P20直探头、大平底法调节灵敏度(定量线为Φ6)得到两处回波较高缺陷,波高略超Φ2评定线,略为满屏30%,深度为68.9(对应声速为5931),缺陷当量直径为Φf=2.5mm,当量为 Φ6-10dB;缺陷面积约为Φ20mm(一个探头面积),经过供方检测人员集体讨论,该处缺陷并不超标,可能为奥氏体不锈钢锻件偏析。
采用HS800仪器,搭载1.25P20直探头,利用大平底确定扫查灵敏度进行重新检测定位,发现缺陷当量直径最大约为Φ3.5mm,不能完全排除为裂纹类缺陷,建议材料检验人员记录缺陷位置,尽量使得管板在钻孔时能将缺陷钻除。(猜测缺陷原因:1,因热处理不当,奥氏体不锈钢半板厚成分偏析导致缺陷回波;2,材料冶金缺陷或锻造比不合适引起相关缺陷,心部疏松或带状夹杂物;3,氢脆引起的微裂纹)
由于分别采用2.5P20、1.25P20该较高回波波形基本无变化,且分别从覆材侧、基材侧进行检测缺陷波深度符合定位要求,基本排除粗晶引起林状回波的可能。查看数字机重复频率为100Hz,更改重复频率缺陷回波无变化,排除幻象波的可能。
为了进一步了解该缺陷的信息对该范围采用TOFD检测,TOFD检测图谱如下图:
TOFD图谱显示深度60-70mm,基材内有一条状缺陷,与晶粒噪声明显不同。(按基材120mm厚度及缺陷深度60mm确定pcs=140mm,2.25MHz Φ12探头对;检测区域为图示打磨区域)
对其它区域进行TOFD检测,得到的图谱和缺陷区域非常近似。故整个基板在该深度区域存在类似缺陷分布情况。
   缺陷区域UT反射回波较高,容易引起检测人员注意;对完好区域,提高灵敏度,仍然发现基材60-70mm附近有反射回波,回波并不高,不到满屏30%。
检测结论:综合上述检测方法分析,该缺陷不超标,超声检测结果合格;但为了进一步了解缺陷成因,积累奥氏体不锈钢锻件判定经验,希望复合板供方在有余料的情况下对基板余料深度在60-70mm区域进行宏观金相分析;将不超标的缺陷在管板上标示出,尽量将开孔位置安排在缺陷区域,同时钻至目标深度(覆材下70mm左右),采用目视或PT检测,观察是否为裂纹类缺陷。
奥氏体不锈钢锻件检测属于检测的难点问题,希望引起广大坛友注意!本文希望起到抛砖引玉的作用,能得到专家的指导和建议!
下面针对本次检测提出如下问题,希望大家讨论。有些问题可能能有明确的答案,有些问题可能没有明确答案。希望有心的坛友发表自己的看法!

问题1 请根据该复合板基材情况及4730选择探头、检测灵敏度、试块等检测工艺;若没有试块,能否用大平底确定检测灵敏度?如何设置检测灵敏度?

问题2,采用大平底调节灵敏度的方法获得的波形如下图(一次底波调节至80%,数字机增益为39.2dB)按Φ6当量验收,需增加多少dB作为扫查灵敏度?出现图示波形,不考虑衰减的情况下,其缺陷当量分别是多少?(注:1#缺陷波形见图1,缺陷显示深度67.3mm,波高75.3%;2#缺陷波形见图2,缺陷显示深度67.6mm,波高为60%;3#缺陷波形见图3,缺陷显示深度为66.7mm,波高为60.7%。声速5750,探头延迟1.05us 可能不准,故显示深度仅供参考)
                                 图1
                                  图2
                                  图3

问题3,上述图形中哪一个缺陷波形相对难以接受一些?依据是什么?上述检测波形及检测参数有哪些不合理的地方?需要怎么改进?奥氏体不锈钢锻件检测当中,在标准引用及实际操作方面,你认为存在哪些困难?哪些方面不易控制?哪些方面可能引起争议呢?

作者: luolang1314    时间: 2013-8-13 20:59
本帖最后由 luolang1314 于 2013-8-13 21:17 编辑

采用对比试块不太现实。除笔者所在公司没有奥氏体不锈钢锻件试块外,其他很多公司都没有对比试块。而且,标准还推荐,最好配有不同晶粒大小的试块,这个就更难办到了!
只要满足三倍近场区外,采用大平底定量不失为一种可行办法!
TOFD在标准中规定对于粗晶类材料检测不适用,主要是针对粗晶类焊缝检测,对于母材检测,没有规定。粗晶材料焊缝TOFD检测,的确有一定困难。在N08810材料焊缝检测当中,笔者发现TOFD和相控阵都难以发现目标缺陷(裂纹),但是在其它奥氏体不锈钢焊缝(304)TOFD检测当中,无论是信噪比还是缺陷检出率,都还可以的。
作者: luolang1314    时间: 2013-8-14 08:41
第2个问题提的比较好,标准考虑的都是先做基材超声,然后做复合板超声;万一已经爆炸复合了,需要对基材进行分析,检测方法和依据如何确定,没有规范要求;难道需要撕开覆材,才能对基材检测?
第一个问题,在提高定量准确性方面有一定可取的地方,但是实际操作估计不易推广。对于均匀性较差材料的定量采用该方法,还是稍微可靠一些。
对于均匀性较好的材料,取某一完好区域调节灵敏度或制作曲线,就足够了,不然反复调节灵敏度,一则繁琐。(至于均匀性较好的判定,可以采取随机取测试点,采用一次底波调节80%,观察基本增益偏离值,偏离值小于某个阈值(如2dB)则可视为均匀性较好?)
二则采用大平底当量计算法不像试块定量准确,只是估测缺陷当量大小,理论误差本就较大,个人觉得采用该方法提高定量准确性的意义不大。
作者: ZGP    时间: 2013-8-14 14:22
{:soso_e163:}
作者: 糟老头子    时间: 2013-8-14 20:42
两块板都焊在一起了,楼主是如何在板上用底波调节灵敏度的?
作者: luolang1314    时间: 2013-8-14 23:15
大平底调节灵敏度时,直接以复合板覆材代替基板底波进行调节(覆材厚度并不厚);TOFD调节时,以界面波确定Bw线。
作者: 刘恩凯    时间: 2013-8-16 22:03
学习了
作者: 刘恩凯    时间: 2013-8-16 22:28
锻件的检测我做的很少。关于奥氏体不锈钢锻件,既然是锻件,其晶粒相对还是比较小的,通过上传的波形图,其信噪比还是比较高的,一般要求应大于10dB。
从图3来看,缺陷的反射波比较高,且导致底波明显下降,说明:1,缺陷具有足够大的面积(相对于深度处的声束宽度);2,缺陷的声阻抗与母材相差较大。
另外,既然发现了缺陷,缺陷量满足要求了,但是如何定性那?   锻件中一般不能有白点,裂纹等缺陷。通过缺陷波形看一般不能是白点或者裂纹。但是如何定性又成了争议的地方。另外,选用低频的探头,且是纵波。其灵敏度能否满足要求?关于扫查灵敏度一般至少提高6db,   更多要提高14Db。
作者: luolang1314    时间: 2013-8-17 06:37
同意你的观点。
个人感觉,锻件缺陷的定性比焊缝缺陷的定性还要困难一些。原因是,焊缝检测出现异常波形,还可以根据焊接工艺,焊接过程记录反馈,缺陷位置进行综合分析帮助定性。而对于锻件-原材料验收一块,需要检测人员对材料的冶金、加工、热处理流程有一定了解,而一般制造企业检测人员,恰恰缺少这方面的知识,所以很难从工艺的角度辅助分析缺陷性质。另外,原材料的一些相关检测报告和记录,只要是出厂的,很少有不合格或不符合项目的记录,这也增加了定性的难度。
作者: ☞_拒绝再玩    时间: 2013-8-17 11:07
{:soso_e179:}
作者: tdcnet    时间: 2013-8-20 13:17
学习了.{:soso_e100:}{:soso_e163:}
作者: 黄_延飞    时间: 2013-8-22 14:40
好东西啊{:soso_e179:}

作者: luolang1314    时间: 2013-8-29 10:39
本帖最后由 luolang1314 于 2013-8-29 11:12 编辑


作者: luolang1314    时间: 2013-8-29 11:20
是的!对应文中3#UT缺陷波形位置附近开钻至72mm深处PT照片;在钻孔之前用纵波双晶斜探头从覆材侧扫查(316材质试块、母材上fai2*30横通孔)发现75附近,有一在二区反射波。
注意侧壁红色显示部位,孔的底部有条形显示,怀疑为刀痕。
作者: jorsonsh    时间: 2013-9-1 19:19
{:soso_e163:}
作者: yxqiao99    时间: 2013-9-13 09:47
调节常规超声设备的重复频率的目的是什么 ?我们一般不调节这个参数
作者: luolang1314    时间: 2013-9-13 11:08
过高的重复频率会导致幻象波产生。一般调节重复频率是为了消除幻象波。

作者: blue    时间: 2013-11-24 19:06
本人有UT2级证,寻求挂靠,有需求的可以联系我QQ:381641372  电话15070996908
作者: phaserise    时间: 2013-12-3 14:04
{:soso_e163:}
作者: 阿东    时间: 2014-1-7 13:30
不错,学习了.
作者: 祝你开心    时间: 2014-1-9 09:23
这个有点复杂,超出了我的理解力范围,先记着,回头慢慢领悟……
作者: manzi    时间: 2014-1-9 16:28
{:soso_e163:}
作者: 南山随行者    时间: 2014-3-13 21:16
现在缺乏的就是着这种认真态度,楼主提供的范列很有学习意义  但这种自我主动探讨、总结的态度值得我们去学习与深思?!
作者: 缺欠    时间: 2014-7-18 07:32
请版主参阅<材料无损检测与安全评估>郑中兴编P68-71上有有关复合材料缺欠的问题.
作者: 周小梦    时间: 2014-7-18 23:04
比较同意第二种猜测。小弟不才,没有什么很好的看法。。。。
作者: 秋秋    时间: 2014-7-25 14:59
慢慢学习再理解吧
作者: 假面    时间: 2014-9-11 13:01
基板发现缺陷,应该用标准,钢板检测去检测,所以,应该考虑CB试块,并且,问钢板厂,采用的探头频率,需用同一种频率对钢板进行复检,不同频率有可能造成他检测合格,你检测不合格,也有可能你们检测面不一致,钢板的基准灵敏度是某一深度的灵敏度,可能造成靠近检测面显示当量大,远离检测面显示当量小,钢板的评定依据长度和面积,不依照当量,个人拙见,不当之处望指正
作者: 痴痴呆呆    时间: 2014-9-18 16:00
我顶顶,
作者: manzi    时间: 2014-9-19 08:15
谢谢,学习了
作者: 好梦成真    时间: 2014-12-1 21:23
假面 发表于 2014-9-11 13:01
基板发现缺陷,应该用标准,钢板检测去检测,所以,应该考虑CB试块,并且,问钢板厂,采用的探头频率,需用 ...

有理,支持!

作者: 好梦成真    时间: 2014-12-23 22:10
手机连不上,否则,我给大家分享几个超声照片
作者: 好梦成真    时间: 2014-12-25 20:00
我今天找到好网络了,给大伙发个锻件的,Q235,100*90*140[attach]9975[/attach][attach]9976[/attach][attach]9977[/attach],

作者: 好梦成真    时间: 2014-12-25 20:14
补充一下,探头2.5p20z,,最下曲线是Φ2平底孔曲线,是做深10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,MM的Φ4平底孔对比试块曲线,减12DB后生成Φ2曲线。请问各位高手,这是什么缺陷
作者: 复合材料    时间: 2015-3-18 14:18
友联的机子啊 底波好宽
作者: 张东东-武汉中科    时间: 2015-6-16 14:21
看着帖子 我又学习了 谢谢大家
作者: 张东东-武汉中科    时间: 2015-6-25 10:23
又学习了
作者: fendti2805    时间: 2015-9-17 16:32
路过,谢谢了
作者: 吹哥来了    时间: 2015-12-14 09:10
请问你检的是复合板母材还是复合区,如果检测的是母材,那钛钢的声阻抗和不锈钢的声阻抗相差大不大?能不能利用大平底?
作者: luolang1314    时间: 2015-12-14 09:57
本帖最后由 luolang1314 于 2015-12-14 10:12 编辑
吹哥来了 发表于 2015-12-14 09:10
请问你检的是复合板母材还是复合区,如果检测的是母材,那钛钢的声阻抗和不锈钢的声阻抗相差大不大?能不能 ...

检测的是复合板基。钛钢的声阻抗比较大,不锈钢钢的声阻抗相差较小。大平底需要满足三倍近场区之外。

作者: litieshu4018    时间: 2015-12-23 14:52
感谢分享~
作者: zj1978427    时间: 2016-12-8 15:32
常规来说,复合板的生产技术有如下几种:
1、爆炸复合;
2、热轧复合;
3、表面堆焊
不知您所述检件是何种形式的,如针对爆炸复合板而言,又有何种可靠性较高的检测手段。
作者: 18910123939    时间: 2017-6-11 07:04
复合板检测可以,我全用C扫成像

作者: luolang1314    时间: 2017-6-11 11:55
zj1978427 发表于 2016-12-8 15:32
常规来说,复合板的生产技术有如下几种:
1、爆炸复合;
2、热轧复合;

爆炸复合的。检测贴合率常规的方法即可。至于检测内部缺陷,从基材侧检测定量要可靠一些吧。

作者: luolang1314    时间: 2017-6-11 11:56
18910123939 发表于 2017-6-11 07:04
复合板检测可以,我全用C扫成像

检测贴合率就有点浪费了:)如果是检测别的,C扫还是比较可靠的

作者: zj1978427    时间: 2017-6-12 09:48
luolang1314 发表于 2017-6-11 11:55
爆炸复合的。检测贴合率常规的方法即可。至于检测内部缺陷,从基材侧检测定量要可靠一些吧。
...

其实,针对爆炸复合的材料的质量控制至少应有以下几个方面:
1、基材与复合材料之间的爆炸复合贴合率----检查复合材料是否分层;
2、爆炸复合过程中,对复合材料的破坏----检查复合层表面致密/连续性是否遭受破坏;
3、爆炸复合基材与复合材料之间的复合深度----锯齿形结合面,复合深度的统计分析;
4、爆炸复合过程中基材与复合材料之间缺欠的存在----复合缺陷检查。

结合施工现场具体条件,特别是针对目前酸性油气田大批量使用复合材料的实际状况,复合材料的质量控制除内部质量把控外,还有一个重要方面就是耐蚀复合层的余量监控。
小径复合管如何方便快捷的从基层方向测量内衬层耐蚀合金厚度是一个可以研究的课题。

作者: EnzioG    时间: 2017-8-3 16:30
luolang1314 发表于 2017-6-11 11:55
爆炸复合的。检测贴合率常规的方法即可。至于检测内部缺陷,从基材侧检测定量要可靠一些吧。
...

检测缺陷这点,我觉得:

1. 客户关注覆材是否有缺陷,因为覆材是否完好决定了设备的防腐性能和使用寿命
2. 制造厂和三方检验关注基材,因为一般来说,设计时,基材是用于承压的而覆材大多情况不承压,仅防腐。
3. 我理解的检测重点:基材要检测是否有重大缺陷,如白点、裂纹等,如能排除此类严重影响强度的缺陷,基材的问题就不大
                                贴合率就按标准,不能有过大面积的不贴合,针对此案例中的情况,建议在打孔后增加有问题部位的孔内PT,不太好做,但尽量吧
                                覆材检测重点是裂纹、气孔(比较薄的时候气孔对防腐影响大)及表面开口的任何缺陷(如果是封头,那转角位置表面质量很重要,建议加做PT)
                                针对特材管板,还有一类大问题,就是换热管在管板内腐蚀,这点我没有想到好的办法,只有对每一个孔做PT,但这很不现实。。。
                                另外还有一点就是材料厚度的测量,允许的情况下,用超声设备测量几个点的厚度,如遇封头、弯管,延伸率大的位置都应加测厚度

想法可能比较多,但对复合板我觉得这些检测有必要。


作者: 风中呢喃    时间: 2017-11-2 08:43
学习下。
作者: 风中呢喃    时间: 2017-11-18 19:09
学习
作者: 小小兵    时间: 2018-3-8 11:57
luolang1314 发表于 2017-6-11 11:55
爆炸复合的。检测贴合率常规的方法即可。至于检测内部缺陷,从基材侧检测定量要可靠一些吧。
...

您好,请问钛/304(Q235B、Q345B)的复合板超声波检测结合率和常规的304(316)/Q235B(Q345B)的复合板超声波检测结合率的检测方法具体有些什么区别?需不需要做对比试块?

作者: 李庆毛毛虫    时间: 2018-8-26 08:31
楼主好人, 是直接将内容全部写下来,不像某些楼主,要下载
作者: OMG22    时间: 2019-8-23 09:24
既然是复合板,你为何用锻件方法来检测???
作者: luolang1314    时间: 2019-8-23 11:38
OMG22 发表于 2019-8-23 09:24
既然是复合板,你为何用锻件方法来检测???

那你认为用什么办法检测合适呢?

作者: tangke7777    时间: 2019-8-27 15:06
感谢分享
作者: zhangjian725624    时间: 2019-10-18 21:11
新手报道,请多指教
作者: liuweicq    时间: 2020-11-18 10:54
x学习了啊 啊
作者: 丁伟臣    时间: 2021-1-29 11:57
基层用钢板超声标准检测,覆层和贴合采用堆焊标准检测,返修部位需要考虑角度扫查!
作者: 安静大叔    时间: 2021-12-14 08:36
感谢分享,学习了
作者: wjjxuey    时间: 2021-12-21 13:10
luolang1314 发表于 2013-8-29 11:20
是的!对应文中3#UT缺陷波形位置附近开钻至72mm深处PT照片;在钻孔之前用纵波双晶斜探头从覆材侧扫查(316 ...

3号回波显示通常有有规则槽深类的多次反射,如螺纹类的反射。如果碰到,个人肯定是觉得3号是最不希望看到。其他回波相对光滑独立,长度因静态波形没有法确认。

作者: kele7122    时间: 2022-12-4 10:13
啊啊啊啊啊啊
作者: lin26133887    时间: 2023-2-13 17:24

{:soso_e179:}
作者: lin26133887    时间: 2023-2-28 13:54

{:soso_e179:}
作者: kk9876543bnm    时间: 2023-3-27 15:57
很好的学习材料,楼主有空多发些实测帖

作者: 毛洪菲    时间: 2023-4-12 15:32
学习了
作者: sddy9931    时间: 2023-8-16 17:31
强老师确实厉害啊!
作者: ahhj888    时间: 2023-12-8 08:57
很好的,谢谢
作者: ndt666    时间: 2024-1-18 13:48
太喜欢这样的帖子了,评论区也好
作者: zjaitxia11    时间: 2024-2-28 18:45
看了这个贴子很多次,有些想法: 基材用的2.5/1.25不同频率得到不同的单量结果,原因是为什么?探头直径的改变是否也会呢? 覆材侧用双晶结果是否会一样呢?如何准确评定单量的确??

2,赞同直接用大平底的方法。我们做的复合板(碳钢-铜)做了试块实际的确没有什么用处。当探头移动时候很难去观察结合处的波形宽度和底波情况。(如果用的是GE设备可以用BER功能同时观察底波)。
作者: luolang1314    时间: 2024-2-29 08:31
同一反射体(或缺陷)在不同频率探头检测下,缺陷当量不一样,是很正常的事情;探头直径改变,也会引起显示当量不一样;覆材侧用双晶结果也会不同,而且双晶探头聚焦到目标位置,比较困难。如果需要准确评定缺项当量,需要采用同材料、同热处理状态,带复合层对比试块(钻了不同直径的平底孔)进行评估;评估完后,还需要采用其它方法验证(解剖、射线,超声成像C扫等)
采用大平底方法时,需要知道探头声场分布,声束宽度,以及对应声程处大平底和评定孔当量差,还要看缺陷在探头声场当中的位置,比如近场还是远场。




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