中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 2108-80
薄鋼板蘭姆波探傷方法
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一、總 則
1本方法適用于厚度為0.5-4mm不銹耐酸鋼、耐熱鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼和高溫合金鋼等板材的超聲波探傷。
注: 有色金屬合金可參照此方法檢驗(yàn)。
2蘭姆波(又稱板波)探傷可采用接觸法或液浸法。
二、一 般 規(guī) 定
3本方法用于檢驗(yàn)板材內(nèi)部的金屬不連續(xù)性,如分層、夾渣、氣泡等缺陷。
4耦合劑可用油或水等。
5為了保證探傷可靠性,板材必須平整,表面清潔、光滑,不應(yīng)有油污、液點(diǎn)、麻坑、銹蝕和其他污物,也不應(yīng)有因組織因素造成的雜波。板材溫度以5-40℃為宜。
6在現(xiàn)場(chǎng)使用的A型顯示超聲波探傷儀(以下簡(jiǎn)稱“探傷儀”),應(yīng)避開強(qiáng)電磁場(chǎng)、強(qiáng)震動(dòng)、腐蝕性氣體、嚴(yán)重粉塵和強(qiáng)光照射,以保證其工作性能的穩(wěn)定可靠和便于探傷人員觀測(cè)操作。
7蘭姆波探傷術(shù)語
(1) 蘭姆波:在波長接近于板厚時(shí),在板中由縱波和橫波合成的一種特殊超聲波。
(2) 模式:由相速度(Cp)和板厚(d)同頻率乘積決定的蘭姆波振動(dòng)型式,分對(duì)稱型(S0、S1、S2-----)和非對(duì)稱型(A0、A1、A2------)。
(3) 相速度:同相面的傳播速度。在板材探傷中,它是板厚同頻率相乘積的函數(shù)。用于計(jì)算入射角。
(4) 群速度:波在色散介質(zhì)內(nèi)的傳播速度。
(5) 激發(fā)長度:壓電晶體沿聲束傳播方向在板面上的投影長度。
三、探傷設(shè)備
8探傷儀應(yīng)滿足下列要求:
(1) 有足夠高的發(fā)射功率和足夠?qū)挼陌l(fā)射脈沖。
(2) 儀器的頻帶特性應(yīng)與探頭相匹配。
(3) 工作頻率范圍為0.63-10MHz。
(4) 放大器總增益量大于100dB。
(5) 帶衰減器(精密度1dB)。
9探傷時(shí)可使用斜探頭或可變角探頭,其參數(shù)(如頻率、入射角、晶片尺寸等)可按附錄一參考選定。
10 標(biāo)塊
(1) 標(biāo)塊用于確定蘭姆波探頭的入射角(或模式)和校驗(yàn)“探傷儀-探頭組合”的探傷靈敏度。
(2) 標(biāo)塊應(yīng)與被檢板材的厚度和聲學(xué)性能相接近,不應(yīng)存在缺陷和引起雜波的不均勻性。表面光潔、平整。
(3) 標(biāo)塊尺寸如下圖。圖中,Фa和Фb分別表示確定探傷儀的起始靈敏度(見表)和判廢靈敏度的人工通孔直徑(由質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定)。
標(biāo)塊尺寸和外形圖
起始靈敏度人工通孔直徑表 mm
板 厚 | 0.5~1.0 | >1.0~2.0 | >2.0~4.0 |
фa | 0.8 | 1.2 | 2.0 |
(4) 標(biāo)塊應(yīng)在成品板材中間部位由剪板機(jī)切取,其長邊必須垂直于軋制方向,端面不允許機(jī)加工和倒棱。
(5) 標(biāo)塊厚度應(yīng)均勻,其厚度差小于厚度的2%。
四、探傷方法
11 入射角的確定
(1) 曲線參照法:根據(jù)“Cp-fd”關(guān)系曲線和板厚確定fd的取值范圍(按使波長與板厚相接近的原則選擇頻率)和相應(yīng)的Cp值。入射角α按下式計(jì)算:
CL
sinα=---------------
Cp
式中:CL-------有機(jī)玻璃縱波速度。
附錄二給出了1Cr18Ni9Ti(奧氏體類)和2Cr13(珠光體-馬氏體類)的“Cp-fd”曲線的例子。
(2) 實(shí)測(cè)法:利用可變角探頭做入射角和端面(或人工孔)反射回波振幅(dB)的關(guān)系曲線,曲線上極大值對(duì)應(yīng)的角即為在板內(nèi)激發(fā)蘭姆波的入射角。
12 模式選擇原則
(1) 端面或人工孔反射回波振幅強(qiáng),回波前沿陡峭。
(2) 計(jì)算符合(1)規(guī)定的模式的水平分量U和垂直分量V,從中選取兩個(gè)或兩個(gè)以上的模式以保證在整個(gè)板厚度范圍內(nèi)都有足夠的探傷靈敏度。(U、V分量計(jì)算公式見附錄三)。
13 探頭所用壓電晶體*好采用足夠大的矩形晶片,以保證獲得足夠長的激發(fā)長度。探頭的頻率和入射角均應(yīng)實(shí)測(cè),并定期校驗(yàn)。
14 掃描方式:探傷時(shí)應(yīng)使聲束垂直板材軋制方向,同時(shí)保證聲束的覆蓋,以消除探頭的近盲區(qū)。板材邊部探傷盲區(qū)小于50mm。
15 起始靈敏度的確定
校驗(yàn)標(biāo)塊時(shí)探傷儀必須能發(fā)現(xiàn)10(3)表中所規(guī)定的Фa人工孔,在無雜波條件下其回波幅度達(dá)到滿刻度的80%。
16 探傷速度不大于250mm/s。
17 傷波的確定
(1) 探傷時(shí)在排除探頭固定訊號(hào)以及油或水等引起的回波干擾后,凡出現(xiàn)穩(wěn)定的回波,均視為傷波。
(2) 當(dāng)?shù)撞ㄏ陆?、消失(不是由于耦合不好或聲束不垂直端面的原因所引起的)或其位置前(后)移?dòng)時(shí),應(yīng)考慮大分層存在的可能性。
(3) 傷波定量時(shí),探測(cè)距離應(yīng)與檢驗(yàn)標(biāo)塊時(shí)所用距離相同。
18 缺陷的定位和范圍的確定
(1) 利用液滴阻尼法確定回波的位置或其范圍大小,并于板面上標(biāo)記。
(2) 對(duì)條狀缺陷利用半波高度法確定其長度。
五、 其 它
19 薄鋼板蘭姆波探傷的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),按有關(guān)技術(shù)條件或協(xié)議規(guī)定執(zhí)行。
附 錄 一
蘭姆波探頭參數(shù)選擇參考表
注: ①本表適用于接觸式蘭姆波探頭,其有機(jī)玻璃斜塊的縱波聲速按2700m/s計(jì)算。
②晶片的長邊與板面交角為入射角。
③±0.3°和±0.5°表示入射角的允許誤差。
④(±0.7)和(±0.2)MHz表示探頭實(shí)測(cè)的頻帶范圍。
⑤板厚按實(shí)測(cè)值計(jì)算。
附 錄 二
“Cp-fd”和”Cg-fd”曲線舉例
頻率·板厚(MHz·mm)
圖1 1Cr18Ni9Ti“Cp-fd”曲線
f ·d(MHz·mm)
圖2 2Cr13 “Cp-fd”曲線
f·d(MHz·mm)
圖3 2Cr13 “Cg--fd“ 曲線
附 錄 三
水平分量U和垂直分量V的計(jì)算公式
板厚方向(Y)上U、V分量示意圖
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國家標(biāo)準(zhǔn)總局發(fā)布 1981年10月1日實(shí)施
中華人民共和國冶金工業(yè)部提出 撫順鋼廠起草