中華人民共和國(guó)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
汽輪機(jī)鑄鋼件 ZBK54 010－88
1主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了A型脈沖反射式超聲波探傷及對(duì)缺陷進(jìn)行分級(jí)的方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于容量大于或等于12000KW電站汽輪機(jī)用鑄鋼件。
采用本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須提供鑄鋼件的超聲波探傷用圖，圖中應(yīng)注明要求探傷的部位和相應(yīng)的質(zhì)量等級(jí)。
2人員資格
2.1 鑄鋼件超聲探傷人員，應(yīng)取得主管無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定機(jī)關(guān)頒發(fā)的超聲波探傷人員資格證書(shū)，并從事相應(yīng)的工作。
2.2 鑄鋼件超聲探傷人員，還應(yīng)具有鑄鋼材料、工藝、鑄造缺陷及熱處理等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。
3設(shè)備器材
3.1 鑄鋼件超聲波探傷的儀器，其性能應(yīng)符合ZB Y230－84《A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件》的有關(guān)規(guī)定。
3.2 探頭
3.2.1 直探頭的頻率為1~5MHz，晶片直徑為10~30mm。帶有軟保護(hù)膜的同規(guī)格直探頭優(yōu)先采用。
3.2.2 斜探頭的頻率為2~5MHz，折射角為45~70°，晶片直徑為10~20mm。
3.2.3 雙晶直探頭的頻率為2~5MHz，0°入射角，晶片直徑不大于20mm。
3.3 對(duì)比試塊
3.3.1 垂直法探傷，采用圖1、表1和圖2、表2所示的ZGZ系列和ZGS對(duì)比試塊。
3.3.2 斜射法探傷，采用圖3、表3所示的對(duì)比試塊。
3.3.3 制造對(duì)比試塊的材料應(yīng)是經(jīng)正火或正火、回火熱處理的碳素鋼或低合金鋼鑄件，其超聲衰減特性應(yīng)與被檢鑄鋼件相同或接近，并且必須經(jīng)過(guò)超聲探傷，不得有等于或大于Φ2mm平底孔當(dāng)量的缺陷。
3.3.4 成品對(duì)比試塊的側(cè)面，應(yīng)標(biāo)明試塊代號(hào)、編號(hào)、材料牌號(hào)和材質(zhì)衰減的標(biāo)記。
3.4 耦合劑
可采用機(jī)油或其它適用的耦合介質(zhì)。實(shí)際探傷和校正所用的耦合劑必須相同。
4制備要求
4.1 要求進(jìn)行超聲探傷的鑄鋼件，應(yīng)經(jīng)過(guò)正火或正火、回火熱處理。
4.2 探傷面須經(jīng)機(jī)械加工、磨光或噴丸處理。對(duì)于1級(jí)質(zhì)量要求的部位，其探傷面必須機(jī)械加工。機(jī)械加工的探傷面粗糙度不劣于6.3√，噴丸處理后鑄造探傷面粗糙度不劣于12.5√。
4.3 鑄鋼件探傷面應(yīng)經(jīng)清理，不得有妨礙探傷的污垢雜質(zhì)。
4.4 為方便探傷和記錄，鑄鋼件探傷面應(yīng)畫(huà)出300mm×300mm的方格（小尺寸鑄件探傷面可相應(yīng)縮小方格尺寸），并給每一方格標(biāo)號(hào)。
5探測(cè)方法和條件
5.1 視鑄鋼件的厚度、所探部件的重要性等情況，分別按下列規(guī)定選用探傷方法。
5.1.1 厚度小于或等于50mm的鑄鋼件，采用雙晶直探頭作垂直法探傷。
5.1.2 厚度大于50mm的鑄鋼件，采用直探頭作垂直法探傷。
5.1.3 工藝部門(mén)認(rèn)為有必要時(shí)，對(duì)切割冒口、放置冷鐵、切除鑄造拉筋等處以及厚度急劇變化處，可補(bǔ)充斜探頭作斜射法探傷。這些要求補(bǔ)充的部位，也應(yīng)在鑄鋼件超聲波探傷用圖上注明。
5.1.4 加工焊接坡口部位，自端面起2T（T為壁厚）長(zhǎng)度（上限為100mm）范圍內(nèi)，對(duì)深度小于或等于50mm區(qū)域用雙晶直探頭在端面和外圓作垂直法探傷；對(duì)深度大于50mm處，則在端面和外圓用直探頭作垂直法探傷。此外，這個(gè)部位還應(yīng)采用適當(dāng)角度斜探頭分別在相對(duì)的兩個(gè)方向作周向掃查的斜射法探傷。
圖1ZGZ系列對(duì)比試塊
d－平底孔直徑；l－探測(cè)距離；L－試塊全長(zhǎng)；
D－試塊直徑；T－鑄件厚度（T大于250mm）。
表1 mm
試塊編號(hào) | d | l | L | D |
6025 | 6 | 25 | 45 | 50 |
6050 | 6 | 50 | 70 | 50 |
6075 | 6 | 75 | 95 | 50 |
6100 | 6 | 100 | 120 | 75 |
6150 | 6 | 150 | 170 | 75 |
6200 | 6 | 200 | 220 | 75 |
6T | 6 | T | T+（T/10） | 100或T/4,取大者 |
表2
序號(hào) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
1 mm | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 |
5.1.5 除了5.1.4規(guī)定的以外，鑄鋼件其它部位的垂直法探傷，在條件許可時(shí)，均應(yīng)分別從兩個(gè)表面進(jìn)行。假如由于幾何形狀或尺寸限制無(wú)法實(shí)施和存在掃查不到部位時(shí)，應(yīng)在探傷報(bào)告中加以說(shuō)明。
5.2 探測(cè)頻率
一般應(yīng)使用不低于2MHz頻率的超聲波進(jìn)行探測(cè)。因鑄造組織結(jié)構(gòu)影響而使用低于2MHz頻率時(shí)，應(yīng)在探傷報(bào)告中加以說(shuō)明。
5.3 探測(cè)靈敏度
5.3.1 垂直法探傷時(shí)使用ZGZ對(duì)比試塊校準(zhǔn)探測(cè)靈敏度。
5.3.1.1 儀器靈敏度給定下，分別測(cè)試ZGZ系列對(duì)比試塊，繪制試塊Φ6mm平底孔的距離－幅度曲線。
5.3.1.2 當(dāng)被檢鑄鋼件的表面粗糙度和材質(zhì)衰減與試塊存在差別時(shí)，應(yīng)對(duì)上述曲線分別進(jìn)行補(bǔ)償修正。
5.3.1.3 將上述修正后的距離－幅度曲線，并取*大測(cè)距處Φ6mm平底孔回波高度等于屏高的10%后描繪在儀器示波屏前面板上。此線定為被檢鑄鋼件的Φ6mm平底孔的100%波高線。
5.3.1.4 探測(cè)靈敏度校準(zhǔn)時(shí)，可取測(cè)距在*大測(cè)距之內(nèi)的任一ZGZ試塊，調(diào)節(jié)儀器靈敏度使此試塊的Φ6mm平底孔回波高度等于100%波高線即可。但對(duì)鑄鋼件1級(jí)質(zhì)量要求部位的探傷，應(yīng)再提高增益12dB后進(jìn)行。
5.3.2 垂直法探傷時(shí)使用鑄鋼件底面校準(zhǔn)探測(cè)靈敏度。
5.3.2.1 在鑄鋼件兩表面平行而粗糙度有代表性的無(wú)缺陷的部位獲得穩(wěn)定的底面回波，調(diào)節(jié)儀器靈敏度使其高度為屏高的10%。
圖2 ZGS系列對(duì)比試塊
5.3.2.2 然后根據(jù)鑄件厚度、超聲頻率、晶片直徑和Φ6mm平底孔等參數(shù)，從AVG線圖上求得應(yīng)給底面回波的增益值(dB)，并對(duì)儀器增益此dB值。此時(shí)探測(cè)靈敏度已校準(zhǔn)完畢。如果對(duì)鑄件1級(jí)質(zhì)量要求部位探傷，則應(yīng)再提高增益12dB。
5.3.2.3 為便于評(píng)定缺陷，可根據(jù)AVG線圖中的Φ6mm平底孔的距離－幅度曲線并考慮鑄鋼件不同深度處材質(zhì)衰減而進(jìn)行修正之后，在儀器示波屏前面板上描繪出定為Φ6mm平底孔的100%波高線。
5.3.3 雙晶直探頭垂直法探傷時(shí)使用ZGS試塊校準(zhǔn)探測(cè)靈敏度。
5.3.3.1 用ZGS試塊測(cè)繪Φ3mm平底孔的距離－幅度曲線于儀器示波屏前面板上。此線定為Φ3mm平底孔的100%波高線。
5.3.3.2 當(dāng)鑄鋼件1級(jí)質(zhì)量要求部位探傷時(shí)，探測(cè)靈敏度可用ZGS試塊校準(zhǔn)，使試塊的Φ3mm平底孔回波與100%波高線高度相同。如試塊表面粗糙度與所控檢測(cè)鋼件表面不同，則應(yīng)再補(bǔ)償因粗糙度引起的損失值。
5.3.3.3 如果用于其它質(zhì)量等級(jí)要求部位的探傷，則探測(cè)靈敏度應(yīng)降低12dB。
5.3.4 斜射法探傷時(shí)的探測(cè)靈敏度校準(zhǔn)。
5.3.4.1 用圖3、表3所示試塊并按圖4方法測(cè)繪距離－幅度曲線于儀器示波屏前面板上。此線定為斜射法探傷規(guī)定直徑橫孔的100%波高線。
圖3 斜探頭用對(duì)比試塊
表3 mm
鑄件名義厚度T | 孔徑d±0.05 |
≤25 >25~50 >50~100 >100~150 >150~200 | 2.4 3.2 4.8 6.3 7.8 |
圖4 橫波斜探頭探傷用100%波高線制作
5.3.4.2 探測(cè)靈敏度校準(zhǔn)時(shí)，斜探頭可置于圖4所示任一測(cè)點(diǎn)，調(diào)節(jié)儀器靈敏度使橫孔的回波高度等于100%波高線。然后，如鑄鋼件與試塊之間存在材質(zhì)衰減和表面粗糙度差異，則應(yīng)分別進(jìn)行補(bǔ)償增益。
5.3.5 材質(zhì)衰減和表面粗糙度差異的補(bǔ)償值，由實(shí)測(cè)求得。
5.3.6 鑄鋼件粗探傷時(shí)，允許使用比上述稍高的靈敏度進(jìn)行，但在評(píng)價(jià)缺陷時(shí)必須按規(guī)定靈敏度測(cè)定。
5.3.7探傷過(guò)程中和結(jié)束之前，應(yīng)對(duì)探測(cè)靈敏度進(jìn)行校驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)靈敏度已降低，則須對(duì)在校驗(yàn)前的所檢測(cè)部份重新按規(guī)定靈敏度探測(cè)。
5.4 掃查
5.4.1 探頭的掃查應(yīng)100%進(jìn)行，相鄰兩次掃查帶之間至少應(yīng)有探頭晶片直徑（或邊長(zhǎng)）的10%重迭。
5.4.2 掃查速度不得超過(guò)150mm/S。
6缺陷的評(píng)定
6.1 發(fā)現(xiàn)以下缺陷或信號(hào)均應(yīng)記錄。
6.1.1 達(dá)到或超過(guò)100%波高線的缺陷回波。
6.1.2 底面回波高度降低到正常底面回波高度的25%或以下區(qū)域。但判斷確認(rèn)因幾何形狀引起者可不作記錄。
6.1.3 確認(rèn)為裂紋性質(zhì)的不論其回波高度如何，均須記錄。
6.2 缺陷定量
6.2.1 達(dá)到或超過(guò)100%波高線的缺陷回波，用移動(dòng)探頭到缺陷回波降低到50%波高線高度時(shí)探頭中心點(diǎn)（直接標(biāo)在探傷面上）確定缺陷邊界，求出缺陷面積。
6.2.2 缺陷回波高度達(dá)到或者超過(guò)100%波高線，但由于幾何形狀限制，探頭稍一移動(dòng)，缺陷回波即下降或消失者，此種缺陷的面積以1cm２計(jì)算。
6.2.3 底面回波降低到正常高度的25%或以下的衰減區(qū)域，用移動(dòng)探頭到底面回波降低75%時(shí)探頭中心點(diǎn)確定其邊界，求出面積。
6.2.4 密集缺陷以幾個(gè)缺陷的外圍周界包圍的面積作為一個(gè)缺陷面積。
6.3 缺陷分類(lèi)
6.3.1 線狀缺陷是由6.2.1確定的缺陷尺寸，其長(zhǎng)度與寬度之比大于或等于三倍的缺陷。
6.3.2 分散缺陷為相鄰缺陷邊界間的距離大于其中較大一個(gè)缺陷的長(zhǎng)度者。
6.3.3 密集缺陷為相鄰缺陷邊界間的距離小于或等于其中較大一個(gè)缺陷的長(zhǎng)度者。
7質(zhì)量等級(jí)
7.1 鑄鋼件質(zhì)量等級(jí)應(yīng)符合表4中所列各項(xiàng)規(guī)定。質(zhì)量等級(jí)以探傷面內(nèi)15cm×15cm評(píng)定框所含缺陷面積進(jìn)行劃分為五級(jí)。評(píng)定質(zhì)量等級(jí)時(shí)，評(píng)定框應(yīng)置于缺陷程度*嚴(yán)重的部位。
表4
| 在15cm×15cm評(píng)定框內(nèi)允許存在的非線狀缺陷 |
質(zhì)量等級(jí) | 缺陷總面積 cm2 | 單個(gè)缺陷*大面積 cm2 |
| | 內(nèi)、外層 | 中間層 |
1 | 0 | 0 | 0 |
2 | 15 | 8 | 15 |
3 | 25 | 20 | 25 |
4 | 40 | 30 | 40 |
5 | 55 | 45 | 55 |
注：內(nèi)、外和中間層以鑄鋼件的厚度劃分，每層為1/3鑄鋼件厚度。對(duì)于處于內(nèi)、外層與中間層交界處的缺陷，如大部份在內(nèi)、外層，則列入內(nèi)、外層評(píng)定；如大部份在中間層，則列入中間層評(píng)定。
7.2 任何質(zhì)量等級(jí)的鑄鋼件，均不允許存在判定裂紋性缺陷、線狀缺陷和在厚度上超過(guò)鑄鋼件厚度1/3的缺陷。
8處理
8.1 鑄鋼件超聲探傷結(jié)果評(píng)定的質(zhì)量等級(jí)低于該鑄鋼件超聲探傷用圖所規(guī)定的等級(jí)時(shí)，則作為不合格處理。
8.2 不合格鑄鋼件中超過(guò)質(zhì)量等級(jí)規(guī)定的缺陷，允許去除補(bǔ)焊。
8.3 鑄鋼件補(bǔ)焊處，必須重新探傷和評(píng)定。
9探傷報(bào)告
探傷報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：
a. 訂貨單位和合同號(hào)或委托單位，報(bào)告編號(hào)和簽發(fā)日期；
b. 鑄鋼件名稱、圖號(hào)、爐號(hào)、編號(hào)、材料及熱處理狀態(tài)；
c. 超聲探傷儀型號(hào)、探頭規(guī)格、耦合劑；
d. 探測(cè)靈敏度校準(zhǔn)方法和試塊規(guī)格；
e. 探傷的格子編號(hào)圖及每個(gè)格子的探傷結(jié)果記錄，因幾何形狀或尺寸限制而未能探傷的部位說(shuō)明；
f. 鑄鋼件質(zhì)量等級(jí)和合格與否的結(jié)論；
g. 探傷人員簽署。
附加說(shuō)明：
本標(biāo)準(zhǔn)由上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究所提出并歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)由上海汽輪機(jī)廠、哈爾濱汽輪機(jī)廠和上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究所起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人王紀(jì)根。
中華人民共和國(guó)機(jī)械電子工業(yè)部1988-07-20批準(zhǔn) 1989-07-01實(shí)施
