铸钢件超声波检测方法及标准

                                                           JB/ZQ 6109--84

                          铸钢件超声波检测方法

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    本标准适用于碳钢和低合金钢铸件内部质量的超声检验。其内容包括探测方法和质量分级规定。

    本标准等效采用ASTM工A 609--80《碳钢和低合金钢铸件的超声波检验》。

1 定货要求

1.1 需方应向制造厂明确提出如下要求:

1.1.1 整个铸件或铸件的某些部分的质量等级;

1.1.2 铸件要纵波检测的部位;

1.1.3 除纵波检查外,要用双晶探头对铸件近表面进行较严格检查的部分和检测深度;

1.1.4 铸件经制造厂同意按附录A作补充检测的部位;

1.1.5 对上述各款的其他附加要求。

2 铸件要求

2.1 在超声检测之前,铸件应至少进行一次奥氏体化热处理。

2.2 铸件探伤表面应没有影响超声检测的物质,已加工表面应达到△4以上光洁度,未加工表面需要打磨平滑。

2.3 妨碍超声检查的机加工应在检测后进行。

3 仪器设备

3.1 采用脉冲反射式超声探伤仪,其探伤性能必须满足JB 1834《A型脉冲反射式超声波探伤仪技术条件》的要求,频率范围为1--5MHz。

3.2 双晶探头适用的探测范围是从最高灵敏度到下降至6dB的一段距离范围内。对于25mm以内的深度建议用12°夹角。

3.3 直探头晶片为12--28mm,探头应在标称频率下使用。为了保持与工件良好接触,建议使用软膜探头。

3.4 为了精确判定缺陷,也可用其他规格的直探头和双晶探头。

3.5 参考试块应由铸钢制成,其超声特性类似于被检铸件。直探头用的基本参考试块,其形态应如图1 所示,其尺寸列于表1。当检验的截面厚度超过250mm时,要制作最大试验厚度的附加试块来补充本试块。

3.6 双晶探头用参考试块应如图2所示,其尺寸见表2。

3.7 耦合剂采用机油和其他声阻抗合适的物质。

       图1

                                表  1                                    mm

                                 表  2                                    mm

4 探伤方法和部位

4.1 一般以纵波垂直反射法进行,必要时可用横波法帮助判定缺陷。在规定用双晶探头探伤的部位,用双晶探头探伤。

4.2 探伤位置由图纸或有关技术文件规定。

5 探伤操作要求

5.1 为使缺陷不漏检,探头移动速度不得大于150mm/s,每次扫查至少要叠压换能器宽度或直径的15%。

5.2 当工件表面比试块表面粗糙时,应补偿声能损失。声能损失的测量如下:首先在铸件上选择一处或几处内部良好部位为测量点。这些测量点的表面光洁度应能基本代表其他部位的光洁度,并且在测量点处的探测面和底面应是平行的。然后选择一厚度同测量点处的铸件厚度基本一致的试块校准仪器。当测量点的底反射同试块的底反射一致时,读出的两者分贝差就是声能损失值。采用这种方法,在铸件上的检验灵敏度可以预计在试块灵敏度的±30%以内或更小一些。

5.3 进行缺陷记录时,采用作距离振幅校正线的方法,凡高于距离振幅校正线的应予记录。作距离振幅校正线的方法如下:采用一组厚度范围包括被检铸件厚度的参考试块,在荧光屏上或坐标纸上标记出各平底孔的反射波高点,划一条线,这条线就是距离振幅校正线。

5.4 当对铸钢件的探测面同底面平行的区域进行纵波检查时,要重新检查底回波降低75%以上(含75%)的区域。来确定这是不是由于接触不良、耦合剂不足或缺陷方向不利等引起的。如果反射回波损失的理由不明,就要认为这个区域是有问题的,并应进一步加以研究。

6 探伤人员要求

6.1 探伤人员必须熟悉如下各项:

    a. 本标准及本标准所涉及的有关标准;

    b. 仪器校正;

    c. 换能器的材料、尺寸、频率和类型对试验结果的影响;

    d. 检验距离和非线性对试验结果的影响;

    e. 铸件表面情况和内部组织以及缺陷情况对试验结果的影响。

6.2 探伤人员必须有相应的无损检测人员资格证书。

7 验收标准

7.1 超声探伤的验收标准应以铸件的使用条件、大小、形状、成分、缺陷的情况以及在实际生产中铸件通常能达到的质量为基础。验收标准应在有关技术文件或图纸中指出。

7.2 应采用表3中的任一等级作为验收标准。

7.3 验收质量等级应由供需双方按下列判断标准之一条或几条为基础来制定。

7.3.1 在表3中的质量等级规定的面积内,底波反射低于距离振幅校正曲线。

7.3.2 在表3中的质量等级规定的面积内,测得由缺陷引起的底波衰减小于75%(含75%)。

                                表  3

   注:①表中面积是指直探头纵波探伤时连续超过距离振幅校正线的缺陷反映在铸件表

        面上的面积或者底波反射连续降低75%以上(含75%)的面积.

      ②面积按探头中心测量.

      ③由于探测距离很长或表面弯曲,发现的缺陷在铸件表面上的面积可能同实际缺

        陷范围有很大的出入,这时应采用声速扩散图形加以综合考虑,以实际地评价缺

        陷的大小.

7.3.3 等于或高于距离振幅校正曲线的连续缺陷波,其尺寸又超过表3的质量等级中规定的最大长度,应不予验收。

7.3.4 供需双方同意的其他验收标准。

8 探伤报告

8.1 探伤报告应包括如下内容:

8.1.1 铸件名称、产品编号、材质、炉号、热处理状态、表面情况、耦合剂、委托单位、选用标准、仪器型号、探头规格、探测频率、探伤日期和签名;

8.1.2 等于或大于距离振幅校正线的所有显示信号的总数、位置、大小、面积;

8.1.3 由于缺陷所引起的底回波降低75%以上(含75%)的区域;

8.1.4 用略图表示的铸件的轮廓,包括因几何形状而未探测的所有区域的尺寸以及8.1.2条和8.1.3条中所有显示的位置和大小。

                              附   录    A

                                (补充件)

    本附录的要求只有在需方特别提出而制造单位同意时才采用,用于因铸件形状或缺陷方向采用纵波不能行之有效地检测时进行补充检测。

              表 A1   横波检验校正试块的尺寸                            mm

  注:①厚度每增加50mm或不足50mm,孔径都应增加1.5mm.

     ②厚度T大于75mm的试块,孔与试块端部的距离至少应为T/2,以防此孔和拐角的反

       射波混淆.如果孔与拐角反射波容易分辨,就无需变更用最小尺寸50mm制成的试

       块.

A1 横波检验

A1.1 设备

A1.1.1 仪器  与3.1条规定的相同。

A1.1.2 探头  在钢中折射角为30--75°,频率为0.5--5MHz。

A1.1.3 校正试块应采用图A1所示的一套试块来建立振幅参考线(ARL)。

A1.2 振幅参考线的制作

A1.2.1 应用图A1所示的基本校正试块,采用斜探头,探出试块的深度位置分别为T/4、T/2、3T/4的横孔,并在荧光屏上分别标记出各个波幅点,连结这些点就得到振幅参考线(ARL)。

A1.3 操作

A1.3.1 在校正仪器之后去探测铸件时,除了衰减器定量增益旋钮之外,仪器的所有控制旋钮保持不变,探头也不要更换。

A1.3.2 为了更容易检出大小缺陷,可用衰减器或定量增益旋钮提高灵敏度。但对信号进行评价时,应将变动的旋钮扳回到原来位置。

A1.4 验收标准

    验收质量等级应由供需双方按下列判断标准商定:

A1.4.1 缺陷波高于ARL线。按表2 所列某一等级验收。

A1.4.2 供需双方同意的其他标准。

A1.5 探伤报告

    探伤报告包括如下内容:

A1.5.1 铸件名称、产品编号、材质、炉号、热处理状态、表面情况、耦合剂、委托单位、选用标准、仪器型号、探头规格、探测频率、探伤日期和签字;

A1.5.2 等于或大于100%距离振幅校正曲线的所有显示信号的总数、位置、大小、面积;

A1.5.3 用略图表示的铸件轮廓,包括因几何形状而未探测的所有区域的尺寸及A1.5.2条中所有显示的位置和大小。

                             图A1