Pruebas ultrasónicas de piezas de aleación de titanio en la moderna industria del titanio
1.1 La base y la importancia de las pruebas ultrasónicas de las piezas de aleación de titanio
El titanio y las aleaciones de titanio son ampliamente utilizadas en la aviación, aeroespacial, militar, química, petrolera, metalúrgica y otras industrias, desempeñando un papel insustituible en diversas industrias. Este tema se centra en las pruebas ultrasónicas de titanio y aleaciones de titanio. Por lo tanto, se estudió la importancia de las piezas de aleación de titanio en la industria moderna, la necesidad de pruebas ultrasónicas de las piezas de aleación de titanio y la importancia de las pruebas ultrasónicas de piezas de aleación de titanio en el entrenamiento de habilidades de pruebas no destructivas.
1.1.1 La importancia de las piezas de aleación de titanio en la industria moderna
El titanio es un material metálico importante en la industria moderna. Las aleaciones de titanio tienen las ventajas de alta resistencia, resistencia a la corrosión y resistencia al calor. Por lo tanto, las aleaciones de titanio se han utilizado ampliamente en el campo industrial de la sociedad moderna.
En la industria aeroespacial, las piezas de titanio y de aleación de titanio son las más utilizadas. Aviones, trenes de aterrizaje, estructuras principales, cohetes y misiles utilizados principalmente para aviones de aviación; Las aleaciones de titanio también son ampliamente utilizadas en petróleo, metalurgia, química, energía eléctrica, industria nuclear y otros campos. Por ejemplo, generadores de turbina de vapor y álabes para la generación de energía. Oleoductos y plataformas de perforación en la industria petrolera, válvulas de motor, carcasas de cojinetes, bielas, etc. en la industria automotriz; Tanques de almacenamiento de residuos nucleares en la industria nuclear; Además, el titanio también se utiliza en la construcción naval, plataformas marinas, equipos de buceo y similares.
Se puede ver que el titanio y las aleaciones de titanio tienen un papel importante insustituible en todos los campos de la industria moderna. Hoy, con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, se cree que el importante papel del titanio y sus aleaciones se hará más evidente. Por lo tanto, estudiar las propiedades relacionadas del titanio y las aleaciones es de gran importancia para el desarrollo de la industria moderna.
1.1.2 Necesidad de pruebas ultrasónicas de piezas de aleación de titanio
Las aleaciones se utilizan ampliamente en diversos campos debido a sus diversas ventajas, y en algunos campos especiales, el papel de las aleaciones de titanio es insustituible. Sin embargo, debido a su propia naturaleza, el mecanizado de piezas de aleación de titanio es muy difícil y difícil de trabajar.
Las aleaciones de titanio pueden causar dificultades de adherencia o corte debido a su propia dureza durante el proceso de corte. Además, las aleaciones de titanio también tienen características de corte, como un pequeño coeficiente de deformación, alta temperatura de corte, gran fuerza de corte por unidad de área, enfriamiento intenso y desgaste severo de la herramienta: Además, debido a la baja conductividad térmica de las aleaciones de titanio, la vida útil de la herramienta durante el fresado se reduce considerablemente.
Es debido a la mala procesabilidad y la procesabilidad de fresado de las aleaciones de titanio. Por lo tanto, es particularmente importante garantizar la calidad del tocho de aleación de titanio y reducir la tasa de chatarra durante el proceso de corte.
Además, a medida que aumenta el uso de aleaciones de titanio, las condiciones de uso de los componentes de aleación de titanio se vuelven cada vez más severas, y la estructura se vuelve cada vez más complicada, y el daño y la falla de las aleaciones de titanio y sus componentes son inevitables; El fallo y la rotura de las piezas de titanio ha provocado muchos accidentes catastróficos.
Las pruebas ultrasónicas son un medio importante de control de calidad para las pruebas no destructivas. Defectos metalúrgicos (como inclusiones), defectos del proceso (como sobrecalentamiento, deformación insuficiente, grietas, etc.) y defectos tisulares que pueden existir en materiales de aleación de titanio. Tanto las plantas de producción como las plantas aeroespaciales utilizan la detección ultrasónica de fallas para el control de calidad. Las pruebas ultrasónicas pueden eliminar a tiempo las materias primas no calificadas, evitar que los espacios en blanco no calificados entren en el proceso de procesamiento y reducir la carga de trabajo en el proceso de producción. Al mismo tiempo, las pruebas ultrasónicas también pueden detectar piezas de trabajo de aleación de titanio in situ y monitorear oportunamente el estado de las piezas de aleación de titanio, reduciendo así la aparición de accidentes catastróficos causados por fallas y fracturas de piezas de aleación de titanio.
1.2 Estado de la investigación en el país y en el extranjero
La tecnología de pruebas no destructivas se ha desarrollado durante casi cien años, y la calidad de la tecnología de pruebas no destructivas es una manifestación concreta del nivel nacional de tecnología industrial. Los beneficios económicos de la tecnología NDT son obvios. Los científicos alemanes creen que la tecnología de prueba no destructiva es uno de los cuatro pilares de la industria de la maquinaria. El ex presidente de los Estados Unidos, Ronald Reagan, dijo una vez: "Sin la tecnología avanzada de ensayos no destructivos, los Estados Unidos no va a disfrutar de una posición de liderazgo en muchas áreas." Como se puede ver, en realidad la industria moderna basada en ensayos no destructivos. Las pruebas ultrasónicas no destructivas son altamente valoradas en todos los países del mundo.
Con el desarrollo de la tecnología de prueba no destructiva, los métodos de prueba no destructiva para aleaciones de titanio han aumentado gradualmente. Por ejemplo, el método de diferencia de tiempo de difracción ultrasónica TOFD (difracción de tiempo de vuelo), el método de detección de imágenes por ultrasonido de matriz en fase. Todos detectan con precisión defectos en piezas de aleación de titanio, incluso con detección automática e inspección de imágenes. Sin embargo, el nivel actual de pruebas no destructivas en China tiene en cuenta las pruebas no destructivas en términos de costo, puntualidad y niveles de aceptación. En la actualidad, las pruebas no destructivas de las piezas de aleación de titanio más utilizadas son las pruebas ultrasónicas de reflexión de pulso convencionales. Por lo tanto, la investigación sobre las pruebas ultrasónicas convencionales de aleación de titanio sigue siendo de gran importancia.
1.3 Introducción a las normas de prueba ultrasónica de aleación de titanio.
Con el rápido desarrollo de la industria del titanio y el creciente énfasis en la seguridad industrial moderna en China, la tecnología de pruebas no destructivas para el titanio y sus piezas de aleación también se ha desarrollado rápidamente. Entre ellos, la prueba ultrasónica es una tecnología de prueba no destructiva, no contaminante, de alta eficiencia, rápida, estable, confiable, que es valorada por varios departamentos de pruebas industriales. Al mismo tiempo, varias industrias han establecido una serie de estándares y especificaciones de pruebas ultrasónicas de aleación de titanio. La siguiente es una breve introducción a los estándares de prueba ultrasónicos de aleación de titanio domésticos.
GB / T5193-2007 "Método para la detección ultrasónica de fallas de titanio y productos procesados de aleación de titanio": Es una norma nacional promulgada por la Administración General de Supervisión de Calidad, Inspección y Cuarentena de la República Popular de China y la Comisión Nacional de Reforma de la Estandarización. Se utiliza para pruebas ultrasónicas de titanio ordinario y productos de aleación de titanio.
GB / T12969.1-2007 "Método para la detección ultrasónica de fallas de titanio y tubos de aleación de titanio": La Administración General de Supervisión de Calidad, Inspección y Cuarentena y la Comisión Nacional de Reforma de Normalización emitieron conjuntamente una norma nacional para pruebas ultrasónicas de titanio y tubos de aleación de titanio con un diámetro exterior de 6-80 mm y un espesor de pared de 0.5-4.5 mm.
HB / Z36-1982 "Instrucciones de inspección inferiores para barras de aleación de titanio forjadas": Fue redactado por el Instituto de Materiales Aeronáuticos de Beijing (621) emitido por el Ministerio de Industria Aeronáutica e implementado el 1 de mayo de 1983. Todavía se utiliza en el estándar de la industria de la aviación para pruebas ultrasónicas de varillas de aleación de titanio deformadas. Adecuado para pruebas ultrasónicas de barras de aleación de titanio de 16-60 mm de diámetro para la fabricación de palas de compresores para motores de aviación.
HB / Z37-1982 "Descripción de la inspección ultrasónica de la deformación de la aleación de titanio y las partes del disco": El Documento Técnico Guía del Ministerio de Industria Aeronáutica de la República Popular de China se aplica a las pruebas ultrasónicas de discos de aleación de titanio y discos para la fabricación de discos de compresores para motores de aviación.
HB5265-1983 "Instrucciones de inspección por ultrasonidos para motores de aeroespacial TC11 aleación de titanio disco de compresor en blanco (anillo) y piezas forjadas": Fue propuesto por el Instituto de Materiales Aeronáuticos de Beijing (621) y redactado por el grupo de redacción estándar de detección de defectos en blanco de disco y torta de titanio TC11, y publicado por el Ministerio de Industria Aeronáutica. Este estándar se utiliza junto con HB / Z59-81 "Descripción analítica de ondas longitudinales ultrasónicas para materiales y piezas metálicas aeronáuticas". También se usa junto con HB5265-1983 "Criterios de aceptación de pruebas ultrasónicas para discos y forjas de compresores de titanio para Aero Engine TC11". Este estándar se usa principalmente para guiar las pruebas ultrasónicas del disco de aleación de titanio turbojet 13 del compresor turbojet 13 y la barra de filtro (anillo), y también es aplicable a especificaciones similares de otros modelos.
YB 950-80 "Método TC4 de aleación de titanio especial para forjar ultrasonidos de detección de defectos": Es un estándar de la industria metalúrgica emitido por el antiguo Ministerio de Metalurgia. El contenido específico incluye leyes y regulaciones confidenciales, por lo que no se ha obtenido ningún contenido estándar específico.
GJB1580-2004 "Método para la prueba ultrasónica de metales deformados": Fue propuesto por China Aviation Industry First Group Corporation. Instituto de Investigación de Tecnología Integrada de Aviación de China, Instituto de Investigación de Materiales Aeronáuticos de Beijing, Corporación de Grupo de la Industria de Aviación de China Instituto de Investigación de Materiales de Aviación de Beijing, Industria Aeroespacial 703, Fábrica de Aviación 430 redactó conjuntamente las normas militares nacionales. Es adecuado para guiar pruebas ultrasónicas de piezas forjadas, piezas forjadas, material rodante, láminas, barras extruidas o laminadas, perfiles y piezas procesadas a partir de ellas.
JB / T4730-2005 "Ensayos no destructivos de equipos a presión": Esta es la recomendación de la industria emitida por la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma. Se utiliza para guiar pruebas no destructivas y métodos de aceptación para equipos de presión. El estándar se divide en seis partes. La tercera parte de la prueba ultrasónica especifica el método de prueba ultrasónica y los requisitos de nivel de calidad del equipo receptor de presión que utiliza el equipo de prueba ultrasónica de reflexión de pulso de tipo A para detectar defectos en la pieza. Este componente es adecuado para la prueba ultrasónica de materias primas, piezas y juntas de equipos de presión de materiales metálicos, y la prueba ultrasónica de equipos de presión de materiales metálicos. Entre ellos, la prueba ultrasónica y la clasificación en masa de las láminas de aleación de titanio y titanio se describen en la Sección 4.3, que se utiliza para guiar la prueba ultrasónica de piezas de presión de aleación de titanio y titanio.
El titanio y las aleaciones de titanio son ampliamente utilizadas en la aviación, aeroespacial, militar, química, petrolera, metalúrgica y otras industrias, desempeñando un papel insustituible en diversas industrias. Este tema se centra en las pruebas ultrasónicas de titanio y aleaciones de titanio. Por lo tanto, se estudió la importancia de las piezas de aleación de titanio en la industria moderna, la necesidad de pruebas ultrasónicas de las piezas de aleación de titanio y la importancia de las pruebas ultrasónicas de piezas de aleación de titanio en el entrenamiento de habilidades de pruebas no destructivas.
1.1.1 La importancia de las piezas de aleación de titanio en la industria moderna
El titanio es un material metálico importante en la industria moderna. Las aleaciones de titanio tienen las ventajas de alta resistencia, resistencia a la corrosión y resistencia al calor. Por lo tanto, las aleaciones de titanio se han utilizado ampliamente en el campo industrial de la sociedad moderna.
En la industria aeroespacial, las piezas de titanio y de aleación de titanio son las más utilizadas. Aviones, trenes de aterrizaje, estructuras principales, cohetes y misiles utilizados principalmente para aviones de aviación; Las aleaciones de titanio también son ampliamente utilizadas en petróleo, metalurgia, química, energía eléctrica, industria nuclear y otros campos. Por ejemplo, generadores de turbina de vapor y álabes para la generación de energía. Oleoductos y plataformas de perforación en la industria petrolera, válvulas de motor, carcasas de cojinetes, bielas, etc. en la industria automotriz; Tanques de almacenamiento de residuos nucleares en la industria nuclear; Además, el titanio también se utiliza en la construcción naval, plataformas marinas, equipos de buceo y similares.
Se puede ver que el titanio y las aleaciones de titanio tienen un papel importante insustituible en todos los campos de la industria moderna. Hoy, con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, se cree que el importante papel del titanio y sus aleaciones se hará más evidente. Por lo tanto, estudiar las propiedades relacionadas del titanio y las aleaciones es de gran importancia para el desarrollo de la industria moderna.
1.1.2 Necesidad de pruebas ultrasónicas de piezas de aleación de titanio
Las aleaciones se utilizan ampliamente en diversos campos debido a sus diversas ventajas, y en algunos campos especiales, el papel de las aleaciones de titanio es insustituible. Sin embargo, debido a su propia naturaleza, el mecanizado de piezas de aleación de titanio es muy difícil y difícil de trabajar.
Las aleaciones de titanio pueden causar dificultades de adherencia o corte debido a su propia dureza durante el proceso de corte. Además, las aleaciones de titanio también tienen características de corte, como un pequeño coeficiente de deformación, alta temperatura de corte, gran fuerza de corte por unidad de área, enfriamiento intenso y desgaste severo de la herramienta: Además, debido a la baja conductividad térmica de las aleaciones de titanio, la vida útil de la herramienta durante el fresado se reduce considerablemente.
Es debido a la mala procesabilidad y la procesabilidad de fresado de las aleaciones de titanio. Por lo tanto, es particularmente importante garantizar la calidad del tocho de aleación de titanio y reducir la tasa de chatarra durante el proceso de corte.
Además, a medida que aumenta el uso de aleaciones de titanio, las condiciones de uso de los componentes de aleación de titanio se vuelven cada vez más severas, y la estructura se vuelve cada vez más complicada, y el daño y la falla de las aleaciones de titanio y sus componentes son inevitables; El fallo y la rotura de las piezas de titanio ha provocado muchos accidentes catastróficos.
Las pruebas ultrasónicas son un medio importante de control de calidad para las pruebas no destructivas. Defectos metalúrgicos (como inclusiones), defectos del proceso (como sobrecalentamiento, deformación insuficiente, grietas, etc.) y defectos tisulares que pueden existir en materiales de aleación de titanio. Tanto las plantas de producción como las plantas aeroespaciales utilizan la detección ultrasónica de fallas para el control de calidad. Las pruebas ultrasónicas pueden eliminar a tiempo las materias primas no calificadas, evitar que los espacios en blanco no calificados entren en el proceso de procesamiento y reducir la carga de trabajo en el proceso de producción. Al mismo tiempo, las pruebas ultrasónicas también pueden detectar piezas de trabajo de aleación de titanio in situ y monitorear oportunamente el estado de las piezas de aleación de titanio, reduciendo así la aparición de accidentes catastróficos causados por fallas y fracturas de piezas de aleación de titanio.
1.2 Estado de la investigación en el país y en el extranjero
La tecnología de pruebas no destructivas se ha desarrollado durante casi cien años, y la calidad de la tecnología de pruebas no destructivas es una manifestación concreta del nivel nacional de tecnología industrial. Los beneficios económicos de la tecnología NDT son obvios. Los científicos alemanes creen que la tecnología de prueba no destructiva es uno de los cuatro pilares de la industria de la maquinaria. El ex presidente de los Estados Unidos, Ronald Reagan, dijo una vez: "Sin la tecnología avanzada de ensayos no destructivos, los Estados Unidos no va a disfrutar de una posición de liderazgo en muchas áreas." Como se puede ver, en realidad la industria moderna basada en ensayos no destructivos. Las pruebas ultrasónicas no destructivas son altamente valoradas en todos los países del mundo.
Con el desarrollo de la tecnología de prueba no destructiva, los métodos de prueba no destructiva para aleaciones de titanio han aumentado gradualmente. Por ejemplo, el método de diferencia de tiempo de difracción ultrasónica TOFD (difracción de tiempo de vuelo), el método de detección de imágenes por ultrasonido de matriz en fase. Todos detectan con precisión defectos en piezas de aleación de titanio, incluso con detección automática e inspección de imágenes. Sin embargo, el nivel actual de pruebas no destructivas en China tiene en cuenta las pruebas no destructivas en términos de costo, puntualidad y niveles de aceptación. En la actualidad, las pruebas no destructivas de las piezas de aleación de titanio más utilizadas son las pruebas ultrasónicas de reflexión de pulso convencionales. Por lo tanto, la investigación sobre las pruebas ultrasónicas convencionales de aleación de titanio sigue siendo de gran importancia.
1.3 Introducción a las normas de prueba ultrasónica de aleación de titanio.
Con el rápido desarrollo de la industria del titanio y el creciente énfasis en la seguridad industrial moderna en China, la tecnología de pruebas no destructivas para el titanio y sus piezas de aleación también se ha desarrollado rápidamente. Entre ellos, la prueba ultrasónica es una tecnología de prueba no destructiva, no contaminante, de alta eficiencia, rápida, estable, confiable, que es valorada por varios departamentos de pruebas industriales. Al mismo tiempo, varias industrias han establecido una serie de estándares y especificaciones de pruebas ultrasónicas de aleación de titanio. La siguiente es una breve introducción a los estándares de prueba ultrasónicos de aleación de titanio domésticos.
GB / T5193-2007 "Método para la detección ultrasónica de fallas de titanio y productos procesados de aleación de titanio": Es una norma nacional promulgada por la Administración General de Supervisión de Calidad, Inspección y Cuarentena de la República Popular de China y la Comisión Nacional de Reforma de la Estandarización. Se utiliza para pruebas ultrasónicas de titanio ordinario y productos de aleación de titanio.
GB / T12969.1-2007 "Método para la detección ultrasónica de fallas de titanio y tubos de aleación de titanio": La Administración General de Supervisión de Calidad, Inspección y Cuarentena y la Comisión Nacional de Reforma de Normalización emitieron conjuntamente una norma nacional para pruebas ultrasónicas de titanio y tubos de aleación de titanio con un diámetro exterior de 6-80 mm y un espesor de pared de 0.5-4.5 mm.
HB / Z36-1982 "Instrucciones de inspección inferiores para barras de aleación de titanio forjadas": Fue redactado por el Instituto de Materiales Aeronáuticos de Beijing (621) emitido por el Ministerio de Industria Aeronáutica e implementado el 1 de mayo de 1983. Todavía se utiliza en el estándar de la industria de la aviación para pruebas ultrasónicas de varillas de aleación de titanio deformadas. Adecuado para pruebas ultrasónicas de barras de aleación de titanio de 16-60 mm de diámetro para la fabricación de palas de compresores para motores de aviación.
HB / Z37-1982 "Descripción de la inspección ultrasónica de la deformación de la aleación de titanio y las partes del disco": El Documento Técnico Guía del Ministerio de Industria Aeronáutica de la República Popular de China se aplica a las pruebas ultrasónicas de discos de aleación de titanio y discos para la fabricación de discos de compresores para motores de aviación.
HB5265-1983 "Instrucciones de inspección por ultrasonidos para motores de aeroespacial TC11 aleación de titanio disco de compresor en blanco (anillo) y piezas forjadas": Fue propuesto por el Instituto de Materiales Aeronáuticos de Beijing (621) y redactado por el grupo de redacción estándar de detección de defectos en blanco de disco y torta de titanio TC11, y publicado por el Ministerio de Industria Aeronáutica. Este estándar se utiliza junto con HB / Z59-81 "Descripción analítica de ondas longitudinales ultrasónicas para materiales y piezas metálicas aeronáuticas". También se usa junto con HB5265-1983 "Criterios de aceptación de pruebas ultrasónicas para discos y forjas de compresores de titanio para Aero Engine TC11". Este estándar se usa principalmente para guiar las pruebas ultrasónicas del disco de aleación de titanio turbojet 13 del compresor turbojet 13 y la barra de filtro (anillo), y también es aplicable a especificaciones similares de otros modelos.
YB 950-80 "Método TC4 de aleación de titanio especial para forjar ultrasonidos de detección de defectos": Es un estándar de la industria metalúrgica emitido por el antiguo Ministerio de Metalurgia. El contenido específico incluye leyes y regulaciones confidenciales, por lo que no se ha obtenido ningún contenido estándar específico.
GJB1580-2004 "Método para la prueba ultrasónica de metales deformados": Fue propuesto por China Aviation Industry First Group Corporation. Instituto de Investigación de Tecnología Integrada de Aviación de China, Instituto de Investigación de Materiales Aeronáuticos de Beijing, Corporación de Grupo de la Industria de Aviación de China Instituto de Investigación de Materiales de Aviación de Beijing, Industria Aeroespacial 703, Fábrica de Aviación 430 redactó conjuntamente las normas militares nacionales. Es adecuado para guiar pruebas ultrasónicas de piezas forjadas, piezas forjadas, material rodante, láminas, barras extruidas o laminadas, perfiles y piezas procesadas a partir de ellas.
JB / T4730-2005 "Ensayos no destructivos de equipos a presión": Esta es la recomendación de la industria emitida por la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma. Se utiliza para guiar pruebas no destructivas y métodos de aceptación para equipos de presión. El estándar se divide en seis partes. La tercera parte de la prueba ultrasónica especifica el método de prueba ultrasónica y los requisitos de nivel de calidad del equipo receptor de presión que utiliza el equipo de prueba ultrasónica de reflexión de pulso de tipo A para detectar defectos en la pieza. Este componente es adecuado para la prueba ultrasónica de materias primas, piezas y juntas de equipos de presión de materiales metálicos, y la prueba ultrasónica de equipos de presión de materiales metálicos. Entre ellos, la prueba ultrasónica y la clasificación en masa de las láminas de aleación de titanio y titanio se describen en la Sección 4.3, que se utiliza para guiar la prueba ultrasónica de piezas de presión de aleación de titanio y titanio.
