1.鎖定目標位置

1.1使用的年期；

1.2制造的年份；

1.3使用過程

1.4常出現(xiàn)問題的位置；

有規(guī)律常出現(xiàn)疲勞裂紋的關(guān)鍵位置，可參考曾出現(xiàn)過斷裂事故的情況和原因，推斷裂紋最可能的起源點在那里，從斷口分析找出來疲勞裂紋源頭的特征，同時應(yīng)考慮構(gòu)件的特性：

Ø材質(zhì)：銅、鐵、鋼、合金；

Ø制造方法：鍛造、鑄制；

Ø加工方法：機械加工、焊接；

Ø形狀尺寸：厚度、直徑、臺階、銳角以及整體結(jié)構(gòu)等；

2.作圖分析

有原廠圖紙時按1:1 比例繪制實物掃查圖；沒有圖紙時，用UT測量出其主要尺寸和構(gòu)件上的特征，例如：全長、直徑、厚度、臺階、鍵銷槽、油孔等，作簡易圖和掃查圖，同時亦需要參考結(jié)構(gòu)圖上顯示之內(nèi)外尺寸。

從圖上作“三看”分析，以主聲束計算，分析直探頭及斜探頭能有效掃查到范圍和無法掃查到的位置， 對照實物上的或以前曾出現(xiàn)的裂紋位置。

針對不清楚、有混淆的回波，采取“四換”方法 - 換角度、換方向、換位置、換方法解決。

3.應(yīng)用仿真/真實試塊

對比試塊 :

3.1按照實物，加工仿真試件幷加上人工缺陷。

3.2用真實構(gòu)件上加上人工缺陷。

3.3直接使用已有裂紋的真實構(gòu)件作試塊。

4.現(xiàn)場探傷

在現(xiàn)場往往需要在不拆開或者盡量少拆開的情況下進行檢測。

注意：若檢測整批所有相同的構(gòu)件時，就算全部都有可疑訊號時，卻不一定就是缺陷。

5.表面處理

表面處理狀況很大程度會影響試驗結(jié)果：

Ø表面是否平整？

Ø有否傾斜、凹凸等？

Ø有否腐蝕凹坑、粗糙表面？

Ø油漆、涂層等要否去除等？

6.耦合劑涂抹

機油、黃油、漿糊、水、甘油；

7.透聲性能測驗

對比多于一件相同試件的底波，設(shè)置回波在80%FSH時的分貝值，例如：直徑50以上長度1000mm軸，用低頻2.5MHz 20mm直探頭作A型掃描，結(jié)果以30dB以下者為良好；30~50dB可以探傷；60dB以上不適合探傷或者只能局都探傷，不能全長檢測。

透聲性能差有兩個原因：

Ø材料本身晶粒粗大或未經(jīng)熱處理調(diào)質(zhì)的材料；

Ø存在疲勞現(xiàn)象(小心很有可能已經(jīng)有裂紋，在常出現(xiàn)裂紋的位置會有像焊縫熱影區(qū)的反射回波，這是產(chǎn)生裂紋前的「預(yù)兆」，必要時要采取定期的監(jiān)控檢測)。

8.儀器量程調(diào)校

設(shè)置底波在80%FSH，測量構(gòu)件尺寸是否與圖紙有出入，若有則作出記錄。進行分段檢測：

Ø全程(全長)；

Ø兩端或局部；

Ø重點部位(可能出現(xiàn)裂紋的目標位置)。

靈敏度可用1mm鋸槽深度為基準(若有真實裂紋作對比是最好的參考試塊)。

9.回波分析

出現(xiàn)正?；夭ǖ?，分析臺階、油孔、鍵銷、過盈配合組件；

出現(xiàn)可疑回波時，要確認是否缺陷回波， 最好從兩個方向或兩種角度都能看見該回波，這對確定缺陷有很大的幫助。

發(fā)現(xiàn)缺陷后的確定步驟如下：

Ø重新校驗儀器(量程、角度、靈敏度)；

Ø再次掃查找出之前的缺陷回波(重復(fù)性)；

Ø對比其它同樣構(gòu)件，是否在相同位置也有回波，或者回波大小有否不同？

Ø從另一方向或位置掃查(方向性)；

Ø換角度掃查(方向性)；

Ø換方法(如果可以拆出或者靠近時：用內(nèi)窺鏡、磁粉、滲透探傷法)。

某隧道通風(fēng)系統(tǒng)中的抽風(fēng)扇主軸斷裂事故分析及探傷步驟。

1.事故經(jīng)過

某隧道通風(fēng)系統(tǒng)中的抽風(fēng)扇主軸出現(xiàn)斷裂，連續(xù)引致了兩次風(fēng)扇葉片斷裂事故。

查看有關(guān)機件使用時間僅不足四年(見圖1)，從斷口看到的是典型的金屬疲勞斷裂(見圖2，圖3)，斷口的起源是從“圣誕樹”兩側(cè)的圓弧坑底開始擴展到兩側(cè)角焊縫，再侵入螺栓引致最終斷裂。

（圖1）

（圖2）

（圖3）

有關(guān)該機件的一些資料如下：

Ø風(fēng)扇型式/產(chǎn)地/編號：德國；

Ø使用時間：不足4年；

Ø葉片整體結(jié)構(gòu)：螺栓與10mm厚度的鋼板切割成的“圣誕樹”焊接而成一體；

Ø斷口圖貌出現(xiàn)的位置：從“圣誕樹” 第一圓弧凹坑處開裂焊縫螺栓母材最后斷裂；

Ø現(xiàn)場條件：要求在不拆開葉片的情況下進行現(xiàn)場檢測-只能采用超聲波檢測！

注意：根據(jù)這種型式的裂紋走勢，若裂紋斷裂之?dāng)U展未傳入螺栓本體，用超聲波方法是無法檢測出來的！這點一定要事先告知客戶，這是結(jié)構(gòu)上的局限性，也可以說是超聲波的盲區(qū)。

2.作圖分析(紙上談兵)

1:1作圖可以看到，用0?探頭檢測時，對小裂紋(1mm 以下)有可能無法檢測到，因為：

Ø在螺栓的左側(cè)，樽頸位直徑只有Φ35mm，而螺栓是Φ42mm；

Ø右側(cè)加工成大圓孤出現(xiàn)裂紋的位置也大于 35mm，也就是說，直探頭的聲束波受Φ35mm的樽頸限制，而無法抵達到大圓弧出現(xiàn)裂紋的位置，若單一使用0?直探頭就可能漏檢，除非裂紋大到 Φ35mm以下；

Ø通過1:1作圖可以看到，用小角度的縱波斜探頭，主聲束是可以抵達大圓孤出現(xiàn)裂紋的位置，我們選用了6.5° Φ20mm 2.5 MHz縱波斜探頭，效果很好(見圖4，圖5)；

（圖4 X光片）

（圖5）

3.仿真試塊

仿真加工一個同材質(zhì)、同樣形狀尺寸的螺栓，幷在大圓弧估計出現(xiàn)裂紋的位置，用1mm寬鋸片鋸一個1mm深的鋸槽，然后用6.5?探頭測試調(diào)校儀器，在 147mm聲程位置能清晰出現(xiàn)回波80%FSH，沒有任何雜波，而且對比沒有鋸槽的方向不會出現(xiàn)回波，這樣的效果就很好！記下這靈敏度，備存檢測數(shù)據(jù)，待到現(xiàn)場時使用。

4.真實試塊

將葉片解體得到螺栓連“圣誕樹”的構(gòu)件，在“圣誕樹”的第一圓弧凹坑位置用1mm寬鋸片鋸槽，深至剛好在螺栓大圓孤的表面。

用0?和6.5?探頭測試，真實的螺栓整圈在140~142mm聲程位置會出現(xiàn)一個有規(guī)律的回波，這可能是螺栓右側(cè)臺階和大圓弧的R位置，在6.5?射入時正好垂直，所以有一正?；夭?，而0?探頭因為方向不垂直沒有回波。

將探頭方向?qū)视袖彶鄣奈恢?，調(diào)校靈敏度，使鋸槽訊號達到80%FSH，從圖6，圖7可以看到出現(xiàn)兩個回波，前面142mm是正常的圓弧角反射回波，后面149mm回波是鋸槽回波。儲存這訊號和參數(shù)，留待現(xiàn)場時調(diào)用即可。

（圖6）

（圖7）

5.現(xiàn)場檢測

客戶工程人員拆開外殼和前罩，我們可將每一個螺栓頭平面的油漆、垃圾等刮去，有需要時可以用手磨砂輪磨平表面即可。

由于風(fēng)扇是橫向安裝和風(fēng)扇是可以旋轉(zhuǎn)的，我們只需要站在最底層，將探頭垂直放在螺栓頭上，即可按以下步驟進行探傷。

5.1 用0?Φ20mm 2.5MHz或0? Φ14mm 5MHz探頭進行：

Ø設(shè)定250mm量程、底波80%FSH 加10dB掃查；

Ø看到底波和檢測左側(cè)螺栓的螺紋，重點在螺栓的樽頸位置；

Ø若有不正?；夭?，記下幷儲存回波DataSet。

5.2 用6.5? Φ20mm 2.5MHz探頭：

Ø沿用0?探頭設(shè)定好的250mm量程即可；

Ø用仿真試塊上1mm鋸槽設(shè)置回波80%FSH；

Ø或用真實試塊1mm鋸樽設(shè)置回波80%FSH；

Ø注意探頭方向要垂直于軸心；

Ø正常情況下整圈都會有一個單一的臺階圓角回波；

Ø此探頭重點檢測曾經(jīng)出現(xiàn)斷裂的位置。

5.3 當(dāng)出現(xiàn)回波與仿真/真實試塊回波一樣的時，分辨回波高度、判斷為三個等級：

ØA 級 - 小于1mm；

ØB 級 - 等于1mm；

ØC 級 - 大于1mm；

ØD 級 - 6.5?和0?都能發(fā)現(xiàn)。

5.4 記下螺栓編號和風(fēng)扇的型號、編號、整理報告。有需要時拆開后用其它NDT方法驗證！

6.檢測結(jié)果

6.0 現(xiàn)場超聲波檢測結(jié)果：發(fā)現(xiàn)有可疑反射回波A和D級，建議拆卸和熔解鋁合金葉片，驗證超聲波的檢測結(jié)果。

6.1 結(jié)果與我們之前的判斷非常吻合，而且發(fā)現(xiàn)裂紋未進入螺栓本體時超聲波是無法檢測出來的，其它的等級都與我們之前的校驗靈敏度標準吻合。

（用火熔解鋁合金）

（剛剛進入螺栓本體的裂紋 A 級）

（未進入螺栓本體的小裂紋）

（D 級的大裂紋 X 光也能檢出）

（D 級的大裂紋幾乎快斷了）

（熔解后的螺栓和“圣誕樹”）

/ END /