中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
JB5440－91
壓縮機(jī)鍛鋼零件的超聲波探傷
1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀所進(jìn)行的探傷方法和缺陷等級(jí)分類。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于壓縮機(jī)鍛鋼零件（以下簡(jiǎn)稱“工件”）和其他類似鍛件的超聲波探傷。
本標(biāo)準(zhǔn)不適用于奧氏體等粗晶材料鋼鍛件的超聲波探傷。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
ZB J04001A型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)工作性能測(cè)試方法
ZBY230 A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術(shù)條件
JB3111 無損檢測(cè)名詞術(shù)語(yǔ)
3術(shù)語(yǔ)
3.1 密集區(qū)缺陷
即在熒光屏掃描線相當(dāng)于30mm聲程范圍內(nèi)同時(shí)有3個(gè)或3個(gè)以上的缺陷反射信號(hào)；或是在30mm×30mm的探測(cè)面上發(fā)現(xiàn)在同一深度范圍內(nèi)有3個(gè)或3個(gè)以上的缺陷反射信號(hào)。
3.2 由缺陷引起的底波降低量BG/BF(dB)
即無缺陷完好區(qū)內(nèi)的**次底波高度（BG）和有缺陷區(qū)域內(nèi)的**次底波高度（BF）的幅度之比，用dB值表示。
3.3 本標(biāo)準(zhǔn)其他術(shù)語(yǔ)符合JB3111的規(guī)定。
4探傷人員
壓縮機(jī)鍛鋼零件探傷應(yīng)由具有一定基礎(chǔ)知識(shí)和鍛件探傷經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)考核取得有關(guān)部門認(rèn)可的資格證書者擔(dān)任。
5探傷器材
5.1 探傷儀
5.1.1 采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀，其頻率范圍應(yīng)在1~5MHz之間。
5.1.2 儀器至少應(yīng)在滿刻度的75%范圍內(nèi)呈線性顯示，垂直線性誤差不得大于5%。
5.1.3 儀器的水平線性、分辨力和衰減器的精度等指標(biāo)均應(yīng)符合ZB Y230的有關(guān)規(guī)定。
5.2 探頭
5.2.1 縱波直探頭的晶片直徑應(yīng)在10~30mm之間，工作頻率為1~5MHz，誤差為±10%。
5.2.2 橫波斜探頭的晶片面積應(yīng)在100~400mm2，K值一般取1~3。
5.2.3 縱波雙晶直探頭晶片之間的聲絕緣必須良好。
5.3 儀器系統(tǒng)的性能
儀器系統(tǒng)的靈敏度余量和分辨力應(yīng)按ZB J04 001的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行測(cè)試。
5.3.1 在工作頻率下，縱波直探頭的靈敏度余量不得低于30dB，橫波斜探頭的靈敏度余量按附錄A（補(bǔ)充件）A1.2條的規(guī)定。
5.3.2 在工作頻率下，縱波直探頭的分辨力不得低于20dB，橫波斜探頭的分辨力不得低于15dB。
5.4 試塊
標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)塊用碳鋼或低合金鋼鍛件材料制作，其衰減系數(shù)應(yīng)與被檢工件相同或相近，不得存有大于等于φ2mm平底孔當(dāng)量的缺陷。
5.4.1 縱波直探頭采用的標(biāo)準(zhǔn)試塊
5.4.1.1 工件探測(cè)距離大于等于1.6倍近場(chǎng)區(qū)，應(yīng)采用縱波直探頭。
5.4.1.2 縱波直探頭探傷采用的標(biāo)準(zhǔn)試塊的形狀和尺寸按圖1和表1。
5.4.2 縱波雙晶直探頭采用的標(biāo)準(zhǔn)試塊
圖1
表1 mm
高度Ｈ | 70 | 120 | 170 | 220 |
直徑Ｄ | 50 | 60 | 80 |
5.4.2.1 工件探測(cè)距離小于1.6倍近場(chǎng)區(qū)，應(yīng)采用縱波雙晶直探頭。
5.4.2.2 縱波雙晶直探探作采用的標(biāo)準(zhǔn)試塊形狀和尺寸按圖2和表2。
圖2
表2 mm
序號(hào) | φ2 | φ3 | φ4 | φ6 |
| 探 測(cè) 距 離 L |
1 | 5 |
2 | 10 |
3 | 15 |
4 | 20 |
5 | 25 |
6 | 30 |
7 | 35 |
8 | 40 |
9 | 45 |
5.4.3 橫波斜探頭探傷采用的標(biāo)準(zhǔn)試塊的形狀和尺寸按附錄A中A1.3條及圖A1的規(guī)定。
5.4.4 探傷面是曲面時(shí)，應(yīng)采用與工件曲率半徑相同或接近（0.7~1.1倍）的對(duì)比試塊來測(cè)定由于曲率不同而引起的聲能損失，其形狀和尺寸按圖3。
圖3
5.5 耦合劑
可采用機(jī)油、甘油、油脂等透聲性能好，且不損害工件的耦合劑。
6探傷時(shí)機(jī)及準(zhǔn)備工作
6.1 探傷原則上應(yīng)安排在*終熱處理后進(jìn)行。若因熱處理后工件形狀不適于超聲探傷，也可將探傷安排在熱處理前，但熱處理后，仍應(yīng)對(duì)其進(jìn)行盡可能完全的探傷。
6.2 工件應(yīng)在外觀檢查合格后，方可進(jìn)行超聲探傷，所有影響超探的油污及其他附著物都應(yīng)予以**。
6.3 探傷面的表面粗糙度值應(yīng)為Ra3.2μm。
7 探傷方法
工件超聲探傷以縱波直探頭和縱波雙晶直探頭為主要探傷方法。如因受工件形狀和缺陷方向的限制，無法單獨(dú)用縱波探傷進(jìn)行有效的檢測(cè)，經(jīng)供需雙方協(xié)商同意，可采用附錄A規(guī)定的橫波探傷。
7.1 探測(cè)方向
7.1.1 原則上應(yīng)從探測(cè)面上兩相互垂直的方向進(jìn)行，并應(yīng)盡量查到工件的整個(gè)體積。
7.1.2 壓縮機(jī)主要零件的探測(cè)方向如圖4所示。
7.2 掃查
7.2.1 應(yīng)對(duì)工件整個(gè)探測(cè)面進(jìn)行**連續(xù)的掃查。相鄰兩次掃查其重疊部分約為探頭晶片直徑的15%。
7.2.2 掃查時(shí)，探頭移動(dòng)速度不得大于150mm/s。
7.2.3 因工件幾何形狀所限而掃查不到的區(qū)域，應(yīng)在探傷報(bào)告中予以注明。
7.3 工件材質(zhì)衰減系數(shù)的測(cè)定
7.3.1 在工件無缺陷完好區(qū)域，選取三處探測(cè)面與底面平行且有代表性的部位，調(diào)節(jié)儀器使**次底面回波幅度（B1）為滿刻度的50%，記錄此時(shí)衰減器讀數(shù)。再調(diào)節(jié)衰減器，使**次底面回波幅度（B2）為滿刻度的50%，兩次衰減器讀數(shù)之差即為（B1-B2）的dB差值。
7.3.2 衰減系數(shù)的計(jì)算公式為：
a=[(B1-B2)-6dB]/2S
式中：a－衰減系數(shù)，dB/m；
(B1-B2)－兩次衰減器的讀數(shù)之差，dB；
S－工件的探測(cè)聲程，m。
7.3.3 工件上三處部位衰減系數(shù)的平均值即作為該工件的衰減系數(shù)。
7.4 探傷靈敏度的確定
圖4
7.4.1 縱波直探頭探傷靈敏度的確定
當(dāng)被探部位的厚度大于探頭的1.6倍近場(chǎng)區(qū)時(shí)，原則上可選用底波（采取A、V、G計(jì)算法）確定探傷靈敏度。對(duì)由于幾何形狀所限，不能獲得底波者，可直接采用試塊法確定探傷靈敏度。
7.4.2 縱波雙晶直探頭探傷靈敏度的確定
根據(jù)需要選擇不同直徑平底孔的試塊，并測(cè)試一組不同探測(cè)距離的平底孔（至少6個(gè)）。調(diào)節(jié)衰減器，使其中*高的回波幅度達(dá)到滿刻度的80%。不改變儀器的參數(shù)，測(cè)出其他平底孔回波的*高點(diǎn)，將其繪在熒光屏上，連接這些點(diǎn)，即是對(duì)應(yīng)于不同直徑平底孔的縱波雙晶直探頭的距離－幅度曲線。
7.4.3 補(bǔ)償
7.4.3.1 表面粗糙度補(bǔ)償：在探傷和缺陷定量時(shí)，應(yīng)對(duì)由表面粗糙度引起的能量消耗進(jìn)行補(bǔ)償。
7.4.3.2 材質(zhì)衰減補(bǔ)償：在探傷和缺陷定量時(shí)，應(yīng)對(duì)由材質(zhì)衰減引起的探傷靈敏度和缺陷當(dāng)量的變化進(jìn)行衰減補(bǔ)償。
7.4.3.3 曲面補(bǔ)償：對(duì)于探測(cè)面是曲面的工件，可采用與工件曲率半徑相同或接近（0.7~1.1倍）的對(duì)比試塊，否則應(yīng)補(bǔ)償因曲率不同引起的聲能損失。
7.4.4 探傷靈敏度一般不低于工件*大探測(cè)距離處的φ2mm平底孔當(dāng)量。
7.5 探傷靈敏度的復(fù)查
探傷中，應(yīng)核查探傷靈敏度，發(fā)現(xiàn)探傷靈敏度有改變時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整。當(dāng)增益電平降低2dB以上時(shí)，應(yīng)對(duì)上一次校準(zhǔn)以來所檢查的工件進(jìn)行復(fù)探；當(dāng)增益電平升高2dB以上時(shí)，應(yīng)對(duì)所有記錄缺陷進(jìn)行重新定量。
8缺陷檢測(cè)
8.1 缺陷當(dāng)量的確定
8.1.1 采用A、V、G計(jì)算法確定缺陷當(dāng)量。對(duì)位于近場(chǎng)區(qū)不能用上述方法確定缺陷當(dāng)量的，可以利用雙晶直探頭，采用不同直徑平底孔的試塊，通過比較法來確定缺陷當(dāng)量。
8.1.2 密集區(qū)缺陷和單個(gè)大缺陷的邊界可利用半波高度法來確定。
8.1.3 計(jì)算缺陷當(dāng)量時(shí)若材質(zhì)衰減系數(shù)超過4dB/m，應(yīng)進(jìn)行修正。
8.2 缺陷記錄
8.2.1 記錄當(dāng)量平底孔直徑超過φ2mm的單個(gè)缺陷的位置和波幅。
8.2.2 記錄當(dāng)量平底孔直徑超過φ2mm的密集區(qū)缺陷，及其*大缺陷的位置和分布，密集區(qū)缺陷面積以30mm×30mm的方塊作為*小度量單位。
8.2.3 記錄由缺陷引起的底面回波降低量及其分布范圍。
8.2.4 雖不屬于上述情況，但探傷人員能判定是危害性的缺陷也應(yīng)予以記錄。
8.2.5 應(yīng)記錄材質(zhì)衰減系數(shù)。
9缺陷等級(jí)分類
9.1 單個(gè)缺陷的等級(jí)分類按表3規(guī)定。
表3 mm
等 級(jí) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
缺陷當(dāng)量直徑 | ≤2 | >2~3 | >3~4 | >4~5 | >5~6 | >6~8 | >8~10 | >10 |
9.2 由缺陷引起的底波降低量等級(jí)分類按表4規(guī)定。
表4 dB
等 級(jí) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
底波降低量（BG/BF） | ≤8 | >8~14 | >14~20 | >20~26 | >26 |
9.3 密集區(qū)缺陷等級(jí)分類按表5規(guī)定。
表5 %
等 級(jí) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
密集區(qū)缺陷面積占探傷總面積的百分比 | 0 | >0~5 | >5~10 | >10~20 | >20 |
9.4 表3、表4、表5的等級(jí)在評(píng)定工件質(zhì)量時(shí)，應(yīng)作為獨(dú)立的等級(jí)分別使用。
9.5 對(duì)于被探傷人員判定為危險(xiǎn)性的缺陷，其分級(jí)不受上述條文的限制。
10 探傷報(bào)告
探傷報(bào)告應(yīng)包括下述內(nèi)容：
a. 委托探傷的單位，探傷報(bào)告編號(hào)，簽發(fā)日期；
b. 鍛鋼件的名稱、編號(hào)、材料牌號(hào)、熱處理狀態(tài)、探傷面的表面粗糙度、工件尺寸草圖；
c. 探傷儀的型號(hào)、探頭型號(hào)、探傷頻率、耦合劑、探傷靈敏度和掃查方式；
d. 在草圖上，標(biāo)明檢測(cè)區(qū)域。如有因幾何形狀限制而檢測(cè)不到的部位也必須在草圖上標(biāo)明；
e. 缺陷的類型、尺寸和位置；
f. 缺陷等級(jí)和探傷結(jié)論；
g.探傷人員和審核人員簽字。探傷人員的資格證號(hào)、等級(jí)和日期。
附錄A
橫波檢驗(yàn)
(補(bǔ)充件)
A1 檢測(cè)設(shè)備
A1.1 儀器和探頭的性能應(yīng)符合5.1條、5.2條及5.3條的要求。
A1.2 儀器和探頭的組合靈敏度余量在達(dá)到所探工件*大檢測(cè)聲程時(shí)不得低于10dB。
A1.3 校正試塊的形狀和尺寸按圖A1和表A1。
圖A1
表A1 mm
材料公稱厚度 | 試塊厚度Ｔ |
≤25 | 25 |
>25~50 | 50 |
>50~100 | 100 |
>100~150 | 150 |
>150~200 | 200 |
A2 距離－幅度曲線的制作
利用圖A1所示的基本校正標(biāo)塊，采用斜探頭，探測(cè)試塊深充位置分別為T/4、T/2、3T/4的橫孔，分別找出各個(gè)*大反射波幅點(diǎn)位置，并在熒光屏上標(biāo)記出來，連接這些點(diǎn)就得到其距離－幅度曲線。
A3 掃查
斜探頭至少應(yīng)在探傷面上相互垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行掃查。在掃查時(shí)，應(yīng)不斷偏轉(zhuǎn)探頭，偏轉(zhuǎn)角度不得少于15°。
A4 缺陷記錄
A4.1 記錄回波幅度超過距離－幅度曲線的缺陷，并測(cè)定其幾何尺寸和位置。
A4.2 探傷人員認(rèn)為有必要記錄的危害性缺陷。
A5 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)
驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)由供需雙方商定。
A6 探傷報(bào)告
探傷報(bào)告應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第10章的規(guī)定。
附加說明：
本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)內(nèi)壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由機(jī)械電子工業(yè)部合肥通用機(jī)械研究所歸口并負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人袁榕。
機(jī)械電子工業(yè)部1991-07-22批準(zhǔn)
1992-07-01實(shí)施
