锻钢件超声波探伤方法

1996-09-03 发布 1997-07-01 实施

中华人民共和国机械工业部 发 布

前 言

本标准非等效采用AS T M A 38 8—84《大型锻钢件超声波探伤方法标准》.

本标准力求以规定的检测设备,检测要求,检测方法,保证探伤结果的一致性.

大型锻钢件的质量等级分类,由于质量要求差异太大,在本标准中不宜做统一的规定.对锻件的质

量验收,由供需双方根据技术要求协商解决.

本标准由机械工业部德阳大型铸锻件研究所提出并归口.

本标准起草单位:太原重型机械集团公司.

本标准主要起草人:宋书林.

JB/T 8467-1996

1

1 范围

本标准规定了锻钢件纵波或横波接触式脉冲反射法超声波探伤方法.

本标准适用于厚度或直径等于或大于 100 mm碳素钢及低合金钢锻钢件.奥氏体不锈钢锻件的超

声波探伤也可参照执行.

2 引用标准

下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文.本标准出版时,所示版本均

为有效.所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性. GB/T 12604.1—90 无损检测术语 超声检测

JB 4126—84 超声波检验用钢质试块的制造和控制

JB 4730—94 压力容器无损检测

ZBY 230—84 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件

ZBY 231—84 超声波探伤用探头性能测试方法

3 定义

本标准所用术语除了根据GB/T 12604.1 外,还采用下列定义.

3. 1 当量直径

在条件相同的情况下,缺陷回波的幅度与超声波束相垂直的某一直径平底孔的回波幅度相等,称该

直径为缺陷当量直径,简称为当量直径.

3. 2 连续缺陷回波

在某个测距上缺陷当量直径不小于 2 mm,回波的波动幅度范围,在探头持续移动距离等于或大于

30 mm的间距内不大于 2 dB的缺陷回波.

3. 3 密集缺陷

边长小于或等于 50 mm正方体内,有五个或五个以上的缺陷回波.

注:译自ASTM A388/A388M—84中 8.1.3.2.

3. 4 波底降低量BG/BF(dB)

无缺陷完好区第一次底波幅度BG值与有缺陷区的第一次底波幅度BF值之比的dB差值.

注:根据JB 4730—94 中 3.2.

3. 5 单个缺陷回波

间距大于 50 mm,当量直径不小于 2 mm的缺陷回波.

3. 6 分散缺陷回波

在边长为50 mm正方体内,缺陷回波的数量少于五个,缺陷的当量直径不小于2 mm的缺陷回波.

机械工业部 1996-09-03 批准

中华人民共和国机械行业标准

锻钢件超声波探伤方法

JB/T 8467-1996

1997-07-01 实施

JB/T 8467-1996

2

3. 7 游动缺陷回波

在锻件的表面上移动探头,缺陷回波的前沿移动距离相当于锻件厚度 25 mm 或 25 mm以上的缺

陷回波.

4 技术要求

4. 1 一般要求

4. 1. 1 从事大型锻钢件超声波探伤人员,应具有一定的冶炼,锻造,热处理的基础知识和锻件探伤经

验,并经过认可的有关部门考核合格,且取得相应等级资格证的探伤人员方可从事锻件的超声波探伤.

4. 1. 2 锻件探伤表面,不得有影响探伤灵敏度的附着物,如油漆,氧化皮,污物等.

4. 1. 3 锻件探伤面的表面粗糙度Ra值,应不大于 6.3 μm.

4. 1. 4 锻件探伤应在相互垂直的两个探伤面上进行,应尽可能地对锻件的整体做全面扫查.饼形,长

方形锻件,探伤面应选在相互垂直的两个面上.轴类锻件应在外圆表面做径向探测,必要时在轴的端面

做轴向探测.

4. 1. 5 锻件探伤的钢质对比试块

应符合JB 4126 的规定.

4. 1. 5. 1 纵波直探头平面对比试块,采用CS-1 和CS -2 试块,也可以自行加工,其形状和尺寸应符

合有关标准的规定.检测曲面时,采用的曲面对比试块见图 1.

注:R为工件曲面半径的 0.9～1. 5.

图 1 曲面对比试块

4. 1. 5. 2 横波斜探头的对比试块,应采用化学成分,热处理条件,表面粗糙度,曲率等都应与检测锻

件相同或相似的锻件制作.

4. 1. 5. 3 对空心锻件用的对比试块的内壁切成与轴平行的矩形或 60°V形槽,其长度为 25 mm.推

荐槽深为锻件厚度 3%的试块.槽深最大不超过 6 mm的试块.

4. 2 探伤设备和探头

4. 2. 1 探伤设备应符合ZBY 230 的规定.

4. 2. 1. 1 探伤仪的工作频率至少为 1～5 M Hz,配备的衰减器精度在任意相邻 12 dB,误差在±1 dB.

总调节量应大于 60 dB.

4. 2. 1. 2 探伤仪的垂直线性至少在屏高的75%范围内,其误差应小于5%.水平线性误差应不大于2%.

JB/T 8467-1996

3

4. 2. 1. 3

纵波直探头探伤发现深度为 200 mm,φ2平底孔时,灵敏度余量应不小于40 dB,远场分辨 力应大于或等于 30 dB.

4. 2. 2 探头应符合ZBY 231 的规定.

4. 2. 2. 1 纵波直探头的晶片直径为 12～28 mm,斜探头晶片最大有效面积为 25mm×25 mm ,各种

探头都应在标称频率下使用,频率误差不超过标称值的±10%.

4. 2. 2. 2 探头的其余参数都应符合ZBY 231 的规定.

4. 3 耦合剂推荐采用机油,甘油,有机浆糊.在不影响探伤灵敏度的条件下,也可以采用其他耦合剂.

5 探伤要求

5. 1 原则上锻件应在最终热处理以后进行超声波探伤.如锻件要在热处理以前进行钻孔,切槽,车锥

度等加工工序使探伤受到影响时,锻件也可在此加工工序前进行超声波探伤,热处理以后凡可探测部位,

必须进行 100%的复探.

5. 2 探头扫查速度应不大于 150 mm/s.

5. 3 探头移动每次至少重叠覆盖晶片宽度的 15%.

5. 4 对锻件进行复探或重新评定时,应选用可比较的探伤条件.

6 探伤方法

6. 1 纵波法探伤

6. 1. 1 探伤频率通常为 1～5 MHz,一般锻件探伤推荐 2～2.5 MHz探伤频率.

6. 1. 2 探伤灵敏度的调节,原则上推荐底面回波反射法调节.由于锻件的几何形状,尺寸的限制,也

可以用对比试块法调节.

6. 1. 3 用底面回波反射法调节

将探头置于锻件入射面与反射面相平行的探伤面上,且无缺陷和边界反射波.调节探伤仪灵敏度旋

钮,将底面回波调到屏高的 40%～80%,然后按如下的计算公式调节锻件的增益值: a) 实心锻件的增益值

ΔdB = 20lg

2

2

πφ

λT

………………………………………(1)

式中:ΔdB——需要提高的增益值,dB;

T——探测锻件的厚度或直径,mm;

φ——要求探伤灵敏度平底孔直径,mm;

λ——波长,mm.

b) 有中心孔锻件的增益值

ΔdB = 20lg

2

2

πφ

λT

-10lg

d

D

………………………………(2)

式中:D——探测锻件部位的外径,mm;

d——探测锻件部位的内径,mm.

6. 1. 4 对比试块法调节灵敏度

6. 1. 4. 1 使用的对比试块的材质,表面粗糙度,热处理条件应与检测锻件相同或相似.

6. 1. 4. 2 用CS -1 或CS-2 对比试块或具有等效作用的其他试块上进行调节.

JB/T 8467-1996

4

6. 1. 4. 3 按 6.1.4.2 选取的CS试块平底孔的反射波调到屏高的 40%～80%.

6. 1. 5 计算缺陷当量时,锻件的材质衰减超过 4 dB/m时,应进行修正. 衰减系数的测定按式

(3)计算:

α=

()

T

BB

2

dB621

………………………………………(3)

式中:B1——一次底面回波的dB值;

B2——二次底面回波的dB值;

T——锻件的厚度,mm;

α——衰减系数,dB/mm.

6. 1. 6 锻件探伤时,要注意底面回波明显降低的部位,并查明底面回波下降的原因,对底面回波明显

下降的任何区域都要复探.

6. 2 横波法探伤

6. 2. 1 横波探伤主要用于环形或空心锻件,其轴向长度应大于 50 mm,外径与内径之比应小于 2:1.

6. 2. 2 如锻件外径与内径之比或锻件的几何形状不影响所要求的探伤灵敏度时,则采用折射角 45°的

斜探头探伤.为了用斜探头探测外径与内径之比达 2:1 的空心锻件,可在探头上加一个曲面

楔块或接

触块形成所需的波形和角度,以达到要求的灵敏度.

6. 2. 3 横波探伤灵敏度的校正

从外圆探测内壁上平行于锻件轴向的矩形或 60°V形槽,得到一个满屏高60%的回波.也可以采

用单独的对比试块进行校正,对比试块制作与选择应符合 4.1.5 的要求.若锻件成批生产,则取其中一

件制成校正用的对比件,在其内壁切一个槽,槽深为工件最大厚度的 3%,但最深不得超过 6 mm,槽

长为 25 mm.对比件的厚度应与被检工件厚度相同.在同一仪器条件下探伤,从外圆上的一个类似槽

上得到一个反射回波,通过内,外槽一次反射波峰画一条对比振幅线.如可能,最好在检验件上或其余

料上直接切槽.实际探伤中,可能从外圆面上探不出外圆上的槽,如可行(有的锻件内径小,无法探伤),

应从内,外表面进行探伤,在外表面探测内表面的槽,在内表面探测外表面的槽.必要与可能时,也可

以采用曲面楔块或接触块进行探伤.

6. 3 重新调节探伤灵敏度

6. 3. 1 锻件探伤过程中,如探头,耦合剂,仪器的设定值有任何改变都要重新调节探伤灵敏度.

6. 3. 2 锻件在探伤过程中应至少校验一次探伤灵敏度.在探伤结束后应校验探伤灵敏度.当探伤灵敏

度变化 2 dB以上时,应重新调节探伤灵敏度.在此之前所探的锻件都要重新复探.

7 测量与记录

7. 1 纵波缺陷定量采用当量法,横波采用百分比法.

7. 2 缺陷当量直径大于或等于探伤灵敏度的单个或分散缺陷回波时,都要记录.

7. 3 按技术条件要求记录密集缺陷回波,并标记缺陷的位置和分布范围.

7. 4 记录游动缺陷回波的当量直径,位置和分布范围.

7. 5 记录底面回波严重降低或消失的部位和分布范围.

7. 6 横波探伤,记录不小于对比槽回波幅度60%的缺陷回波的位置和分布范围.

JB/T 8467-1996

5

8 探伤报告

探伤报告应包括如下的内容:

8. 1 锻件的名称,材质,尺寸简图,探伤位置,探伤面的粗糙度.

8. 2 委托日期,委托单位,委托编号.

8. 3 探伤条件:探伤仪的型号,探头的频率,晶片的尺寸,斜探头的K值和β值.

8. 4 探伤灵敏度,耦合剂的名称,对比试块的型号.

8. 5 探伤结果,评定等级.

8. 6 探伤人员的姓名,资格证号,资格等级,复审人员的姓名,资格证号,等级及日期.

JB/T 8467-1996

中 华 人 民 共 和 国

机 械 行 业 标 准

锻钢件超声波探伤方法

JB/T 8467-1996

第二篇：超声波探伤规程

超声波探伤规程

Q/ZJ46-003-89
超声波探伤规程

1  主题内容与适用范围
本规程规定了超声波探伤时应遵守的一般规则。
本规程适用于单晶片探头接触式超声纵波、横波、表面波和板波探伤方法，以及液浸式超声纵波直射探伤方法。
2    术语
2.1    AVG曲线
把垂直于超声波声束的圆形平面缺陷当作反射源，对应反射源各种大小，在正交坐标的横轴上表示晶片到反射源的距离，并在纵轴上显示出相对反射高度，通常以缺陷波高与无缺陷部位底波高度之比的分贝数表示，称为AVG曲线。
2.2    距离—波幅曲线
在使用一定的频率和晶片直径及规定的探伤灵敏度下，测得某个反射体在不同距离时，产生的回波高度变化所构成的曲线称为距离—波幅曲线。
2.3    6dB法
将最大回波高度降低一半（6dB）的测量方法，称为6dB法。
2.4    K值
斜探头折射角的正切值，称为K值。
2.5    水层距离
液浸探伤时，探头离探伤面之间的水层厚度，称为水层距离。
3    探伤人员
3.1    探伤人员须经过超声波探伤培训，并取得超声波探伤Ⅰ级以上资格证书。
3.2    探伤人员必须掌握本规程所规定的要求及内容
3.3    探伤时应由二名或二名以上工作人员进行工作。
4    探伤设备
4.1    探伤仪的主要性能指标，即灵敏度、动态、范围、水平线性、垂直线性、信躁比、分辨率、盲区均应符合国家标准ZBY230-84《A型脉冲反射超声波探伤通用技术条件》。
4.2    探头性能应符合国家标准ZBY231-84《超声波探伤用探头性能测试方法》。
4.3    试块
4.3.1 标准试块（校准试块）
用于探伤系统的性能测试或灵敏度调整，其材质和尺寸应符合有关标准的规定。
4.3.2 对比试块（参考试块）
用于调整探伤系统的灵敏度或比较缺陷大小，一般采用与被检材料声学性能和表面状态相同或类似的材料制成，其材质与形状须与被检工件情况相同。
5    被检工件
5.1    探伤面的选择
应根据被检工件的加工工艺，选择最可能发现缺陷的探伤面，其表面不应有松散的锈皮、飞溅物及附着的异物；对于铸、锻件的不平表面、粗加工面、热处理后的粗糙表面等，应采用机械加工或其它方法修整。
5.2    粗糙度
对于接触法，工件表面粗糙度应不大于6.3μm，对于液浸法，应不大于12.5μm。
6    耦合的选择
检测时可采用接触法或液浸法
6.1 接触法
6.1.1 耦合剂可采用机油、变压器油、水、浆糊等，调整仪器、校核仪器和探伤工件，必须使用同样的耦合剂。
6.1.2 为获得稳定的耦合状态，接触压力应均匀；在曲面探伤时，直探头可加弧形接触块；斜探头的有机玻璃斜楔与工件曲率应相同，以此来保证与探伤面的最佳接触。
6.2 液浸法
6.2.1 耦合液的液体通常选用水、油或其它的液体，在液槽内的水一般应放置24小时以上，使其吸收气体逸出，并可在液体中加入表面活性剂、防锈剂等，以改进使用性能。
6.2.2 耦合液距离一般至少为被检件厚度的1/3这样就能保证超声脉冲进入被检物表面时第二次水层反射波处于被检件第一次底波之后，因而不会干扰探伤波形的判断。在使用对比试块判定缺陷大小时，也应采用同样的液层距离，但在采用薄水层耦合时，作板材或其它平面材料探伤时，应调整水层厚度，使其底波幅度或次数达最大。
7    探头的选择
7.1    频率的选择
由于高频超声波不易穿透粗晶材料，且在较粗的平面上，高频超声也不易射入，为此，一般来说，选用频率上限由衰减及草状回波（信躁比）决定，下线由探伤灵敏度及脉冲宽度和指向性决定。
对于焊接、锻件，通常采用1～5MHz的频率。
对于铸件、粗晶材料，通常采用1～2.5MHz的频率。
7.2    选择探头尺寸应考虑的因素
对于近距离和小直径工件，可采用较小晶片尺寸；反之，对于远距离和大直径工件，则采用较大晶片尺寸。
7.3    探头种类的选择
根据工件的具体情况和技术条件来选择不同种类的探头，如直探头、斜探头等。在能保证产品质量的前提下，优先选用直探头。
8    探伤灵敏度
对于不同的零部件探伤，应严格根据其标准或技术条件执行。为便于发现缺陷，允许在寻找缺陷的扫查中使用高于规定的灵敏度，提高的灵敏度须恰当，在发现缺陷之后所进行的各项测量工作，必须在规定的灵敏度下进行。
9    扫查
由工件的几何形状和可能存在缺陷的方向、应用要求及探伤经济效果等因素，决定全面扫查或间歇扫查方式。扫查又可分为自动扫查和手工扫查，在全面扫查中，探头的轨迹应保证在一定的灵敏度下进行达100%的覆盖率。自动扫查时应注意探头和工件的耦合情况，以确保均匀的扫查灵敏度；手工扫查时，扫查速度不大于150mm/s。间隙扫查，应根据要求发现缺陷的面积和形状来决定扫查距离。
10    缺陷的评定
10.1 缺陷位置的确定
  a. 对于接触法，选择水平距离定位。深度定位或声程定位中的一种方式。在声学性能与受检工件相同而几何形状已知的材料上对时间扫描线进行校准后，缺陷的位置即可从荧光屏的水平分度刻板直接读出。
  b. 对于液浸法，在探头垂直受检工件表面，并获得缺陷最大反射波高时，上表面反射波与缺陷反射波间的距离可与上、下表面反射波间的距离比较，以确定缺陷埋藏深度与总厚度之比。所以，在测量总厚度后，即可算出缺陷的实际埋藏深度。
10.2 缺陷大小的确定
10.2.1 缺陷回波用当量直径来表示时，一般可用下列方法：
  a. 根据回波高度与工件无缺陷部分底波高度之比，从AVG曲线图中查出缺陷的当量大小。
  b. 根据缺陷回波高度与用试块法取得的距离—波幅曲线上相应高度之比的dB值，按波高与缺陷面积成比例的关系可得出缺陷当量，但需进行试块与工件表面粗糙度与材质不同引起的衰减修正。
10.2.2 对于大于声束直径的缺陷和长条形缺陷可用6dB法测定其范围和长度。
10.3 缺陷性质的确定
10.3.1 分析缺陷性质应考虑的几个问题
  a. 了解被检工件的材料及加工工艺。
  b. 根据缺陷的大小来估计缺陷性质。
  c. 根据缺陷的位置来估计缺陷性质。
  d. 根据反射脉冲特点及形状来估计缺陷性质。
10.3.2 几种常见的缺陷
  a. 裂纹：内含气体，有一定方向性，并呈长条线形分布；因此，反射脉冲明显、尖锐、猛烈。
  b. 气孔：内含气体，反射脉冲与裂纹相似；但探头稍移动，反射波立即消失。
  c. 缩孔：内含气体，反射面较大，当其有效反射面大于声束扩散角时，无底波反射；其反射波明显、尖锐、猛烈。
  d. 夹渣：内含少量气体的非金属夹杂物，其反射波介于明显、尖锐、猛烈与迟钝、缓慢、矮小之间。
  e. 疏松：其为铸件中较小缩孔的聚集，多出现在浇铸口，大多数情况下无底波反射，也无缺陷波反射。
  f. 白点：其为钢件中一种微细内部裂纹，内含氢气，故反射波明显、尖锐，探头稍移动，反射波立即消失。
  g. 未焊透：其为焊缝中的一种缺陷，此缺陷较为规则，反射面光滑、单钝，因而，反射波明显、尖锐、陡峭。
11 检查报告
   检查报告应包括下列内容：
a.    工件名称、图号、材料、热处理状态。
b.    工件编号、炉号、探伤部位、表面状态。
c.    采用的标准式技术条件。
d.    探伤条件包括：探伤仪型号、探头类别、晶片尺寸、频率、使用的标准试块、灵敏度调整方法、扫描方法及耦合剂等。
e.    表面探伤面尺寸的工件草图、缺陷位置、大小及其它有必要说明的情况及底波衰减状态等探伤结果。
f.    探伤者姓名、资格等级、证号、探伤日期等。

附原件:

[ 此帖被luther021在20##-11-16 12:35重新编辑 ]