中 華 人 民 共 和 國 機 械 工 業(yè) 部 部 標 準
JB 4008─85
液浸式超聲縱波直射探傷方法
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本標準規(guī)定了以液浸及其他液體耦合方式對被檢物進行超聲縱波直射探傷時應(yīng)遵守的一般規(guī)則。
1方法概要
以液浸式超聲脈沖回波法進行縱波直射探傷時，通常采用能在液體(一般為水)中工作的單晶片探頭作為發(fā)射和接收高頻超聲波脈沖的換能器。通過液體介質(zhì),探頭將超聲波垂直地射入被檢物。當材料內(nèi)部有反射體（包括缺陷及其他能反射超聲的物體）時，超聲能量便從該處反射回來，被探頭接收，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號，經(jīng)電子儀器放大后在熒光屏上以脈沖波形式顯示出來。根據(jù)超聲回波的有無，回波的幅度及出現(xiàn)回波范圍，可判斷反射體的有無，深度位置和大小。根據(jù)底波減弱的幅度也可判斷缺陷和材質(zhì)衰減情況。
注：脈沖回波法只能探測出能將超聲能量反射至探頭的那部份反射體或缺陷的面積。因此某些情況下，被檢物內(nèi)部雖有一較大缺陷，但其主要缺陷平面并不與超聲波束垂直，反射波就很低，因而不能準確判定其真實尺寸。
2人員與設(shè)備
2.1 人員
從事探傷的技術(shù)人員和操作者應(yīng)具有必要的業(yè)務(wù)知識，并有有關(guān)部門頒發(fā)的相應(yīng)資格證書。
2.2 設(shè)備
液浸式超聲探傷系統(tǒng)：包括超聲探傷儀、高頻電纜、液浸式探頭、探頭操縱器和液浸設(shè)備等。其要求分述如下：
2.2.1 超聲探傷儀
采用A型顯示方式。探傷者應(yīng)按有關(guān)標準測試其垂直線性及動態(tài)范圍，時基線性、靈敏度余量等性能。
2.2.2 高頻電纜
和探頭或探頭導管聯(lián)接的高頻電纜應(yīng)有密封墊圈或其他措施，保證探頭和探傷儀能正常工作而不受水或其他耦合介質(zhì)的影響。
2.2.3 液浸式探頭
通常采用單晶片探頭。也可采用雙晶片探頭。單晶片探頭通常是平面的，也可裝有球面或柱面的聚焦透鏡。所有液浸式探頭都應(yīng)能長期與水或其他液體接觸而保持其穩(wěn)定的電學和聲學特性。
2.2.4 探頭操縱器
包括裝探頭導管的夾持器，能調(diào)節(jié)探頭的入射角度，也可裝上準直器來修改聲束的形狀。探頭操縱器各部分應(yīng)有合適的配合公差。
2.2.5 液浸設(shè)備
包括液槽和探頭橋架，能穩(wěn)定地裝設(shè)探頭操縱器并將其按預定程序和距離，使探頭對準被檢物進行掃查。也可采用局部水浸式或溢流方式的裝置使探頭移動或被檢物移動進行掃查。探頭橋架各部分和其他局部液浸裝置的機械結(jié)構(gòu)都應(yīng)有合適的配合公差。
2.3 對比試塊
用于調(diào)整探傷系統(tǒng)的靈敏度或比較缺陷的大小,一般采用與被檢驗材料聲學性能的表面狀態(tài)相同或類似的材料制成。
3設(shè)備的校準
3.1 確定探傷靈敏度
采用對比試塊確定探傷靈敏度時，應(yīng)使試塊中人工缺陷的信號幅度至少應(yīng)比噪聲幅度高25%。且其幅度應(yīng)在滿屏高度25%─75%之間，也可采用被檢物無明顯噪聲區(qū)域內(nèi)**個底面回波或多個底面回波的高度來確定探傷靈敏度。探傷靈敏度應(yīng)定期進行復驗。被檢物聲學性能與對比試塊有顯著差別時探傷靈敏度應(yīng)進行修正。修正方法是將表面粗糙度和厚度都與被檢物相似的對比試塊的**次底面回波或多次底面回波圖形與被檢物的圖形進行比較。被檢物底面回波的幅度或多次底面回波次數(shù)減少，都表示材料衰減系數(shù)增大。此時，應(yīng)對材料聲學性能的差異進行修正。
3.2 耦合液距離
耦合液距離，一般應(yīng)至少為被檢物厚度的1/3，這樣就能保證超聲脈沖進入被檢物表面時**次水層反射波處于被檢物**次底面回波之后，因而不會干擾探傷波形的判別。在使用對比試塊判定缺陷大小時也應(yīng)采用同樣的液層距離。在采用薄水層耦合法作板材或其他平面材料探傷時，應(yīng)調(diào)整水層厚度，使底面回波的幅度或次數(shù)達到*大。
4檢驗方法
4.1 探傷面
探傷面應(yīng)平整，不應(yīng)有松散的氧化皮、焊接飛濺和附著的異物。但均勻附著的氧化層可不去除。
4.2 耦合液
耦合液通常采用水、油或其他液體。在液槽內(nèi)的水一般應(yīng)放置24h以上，使其吸收的氣體逸出。并可添加表面活性劑、防銹劑、防凍劑等以改進其使用性能。
4.3 探頭型式和頻率的選擇
液浸式探頭有聚焦和不聚焦兩種，聚焦探頭主要有線聚焦和點聚焦式。線聚焦探頭適用探測長條形缺陷。點聚焦探頭適于發(fā)現(xiàn)點狀的小缺陷，以及測定管道和容器內(nèi)表面腐蝕坑深度和分布情況。
選擇探頭頻率時應(yīng)考慮被檢物厚度，需檢測的*小缺陷和材料衰減系數(shù)等因素。
4.4 掃查
掃查可采用機械或或手工方式進行。采用機械掃查時，探頭一般安裝在探頭導管末端，探頭導管則夾持在操縱器上，通過探頭橋架，或某種機械裝置和相應(yīng)的電子控制系統(tǒng)，使探頭在一定的路徑上對被探傷表面進行掃查。有時也可使被檢物對探頭作相對運動，進行掃查。采用手工掃查時，應(yīng)采用適當?shù)墓ぞ呷缢芰蠈Ч芑蚰撤N形式的探頭支架使探頭和被檢物的幾何位置在掃查時保持穩(wěn)定。
掃查可以是連續(xù)的或間歇的，應(yīng)在規(guī)定的探傷表面上進行。當進行連續(xù)掃查時，應(yīng)保證在需要的探傷靈敏度和探傷距離下，達到對探傷面的100%覆蓋率。選擇掃查速度時，應(yīng)保證在此速度下能探出規(guī)定的反射體，同時能使 記錄和標記等裝置正常工作。
5缺陷的記錄
5.1 發(fā)現(xiàn)缺陷回波后，通?？捎寐晫W特性相似的對比試塊或根據(jù)事先測定的距離─幅度曲線確定缺陷的當量大小。
在條件許可時，應(yīng)在發(fā)現(xiàn)缺陷回波后調(diào)整探頭角度，使回波幅度達到*大，然后進行評定。當手工或非固定式探頭操縱器時，應(yīng)盡量地保持液層距離不變。
5.2 發(fā)現(xiàn)**次底波幅度或多次底波幅度和數(shù)量明顯減低時應(yīng)按要求加以記錄,并測定其范圍。
6檢驗報告
檢驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：
a. 有關(guān)被檢物的種類、尺寸、編號、熱處理狀態(tài)、表面狀況及探傷面部位以及采用的標準。
b. 探傷條件包括探傷儀型號、液浸探頭的晶片尺寸，頻率及聚焦透鏡參數(shù)，對比試塊及探傷靈敏度調(diào)整方法，液槽和有關(guān)設(shè)備以及掃查方法等。
c. 探傷結(jié)果包括表示探傷面和缺陷位置、大小的工件草圖，并注明超過規(guī)定程度的底波衰減情況。
d. 探傷技術(shù)人員及操作者姓名及探傷日期等。
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附加說明:
本標準由機械工業(yè)部上海材料研究所提出并歸口。
本標準由機械工業(yè)部上海材料研究所負責起草。
本標準主要起草人：陳祝年
