JB 5441－91壓縮機鑄鋼零件的超聲波探傷
壓縮機鑄鋼零件的超聲波探傷
1 主題內容與適用范圍
本標準規定了采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀所進行的探傷方法和缺陷等級分類。
本標準適用于壓縮機鑄鋼零件（以下簡稱工件）和其他類似鑄件的超聲波探傷。
本標準不適用于奧氏體不銹鋼等粗晶材料鋼鑄件的超聲波探傷。
2 引用標準
GB7233 鑄鋼件超聲探傷方法及質量評級方法
ZBY230 A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術條件
ZBJ04001 A型脈沖反射式超聲探傷系統工作性能測試方法
JB3111 無損檢測名詞術語
3 術語
3.1 平面型缺陷
采用本標準規定的方法，檢測一個缺陷，如果只能測出其兩維尺寸，則稱為平面型缺陷。
3.2 非平面型缺陷
采用本標準規定的方法，檢測一個缺陷，如果能測出其三維尺寸，則稱為非平面型缺陷。
3.3本標準其他術語符合JB3111和GB7233的規定。
4 探傷人員
壓縮機鑄鋼零件探傷應由具有一定基礎知識和鑄件探傷經驗，并經考核取得有關部門認可的資格證書者擔任。
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，其頻率范圍應在1~5MHz之間。
5.1.2儀器至少應在滿刻度的75%范圍內呈線性顯示，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均應符合ZBY 230的有關規定。
5.2 探頭
5.2.1縱波直探頭的晶片直徑應在10~30mm之間，工作頻率為1~5MHz，頻率誤差為±10%。
5.2.2橫波斜探頭的晶片面積應在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 儀器系統的性能
儀器系統的靈敏度余量和分辨力應按ZBJ 04001的有關規定進行測試。
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（補充件）A1.2條的規定。
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
標準試塊用鑄造碳鋼或低合金鋼材料制作，其透聲性應與被檢鑄鋼件相同或相近，不允許存在大于等于φ2mm平底孔當量的缺陷。也可用鍛鋼件試塊，通過透聲補償進行替代。
5.4.1 縱波直探頭采用的標準試塊
5.4.1.1工件探測距離大于等于1.6倍近場區，應采用縱波直探頭。
5.4.1.2縱波直探頭探傷采用的標準試塊的形狀和尺寸按圖1和表1。
表1 mm
高度H | 45 | 75 | 95 | 120 | 170 | 220 |
直徑D | 50 | 60 | 80 | |||
圖1
5.4.2 縱波雙晶直探頭采用的標準試塊
5.4.2.1工件探測距離小于1.6倍近場區，應采用縱波雙晶直探頭。
5.4.2.2縱波雙晶直探頭探傷采用的標準試塊形狀和尺寸按圖2和表2。
圖2
表2 mm
序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
探測距離L | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 |
5.4.4探傷面是曲面時，應采用與工件曲率半徑相同或接近（0.7~1.1倍）的對比試塊來測定由于曲率不同而引起的聲能損失，其形狀和尺寸按圖3及表1。
圖3
5.5 耦合劑
可采用機油、甘油、油脂等透聲性能好，且不損害工件的耦合劑。
6 探傷時機及準備工作
6.1探傷原則上應安排在*終處理后進行，若因熱處理后鑄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，仍應對其進行盡可能完全的探傷。
6.2 鑄鋼件應在外觀檢查合格后，方可進行超聲探傷，所有影響超聲檢測的物質都應予以**。
6.3探傷面的表面粗糙度值應為Rn3.2μm。
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，無法單獨用縱波探傷進行有效的檢測，經供需雙方協商同意，可采用附錄A規定的橫波檢驗方法。
7.1 探測方向
7.1.1 原則上應從探測面上兩相互垂直的方向進行，并應盡量掃查到工件的整個體積。
7.1.2 主要工件的探測方向如圖4所示。
圖4
7.2 掃查
7.2.1應對工件整個探測面進行**連續的掃查，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，探頭移動速度不得大于150mm/s。
7.2.3 因工件幾何形狀所限而掃查不到的區域，應在探傷報告中予以注明。
7.3 透聲性的測定
將縱波直探頭與工件上探測面和底面平行而且無缺陷的部位耦合接觸，調節儀器使**次底面回波幅度達到滿刻度的50%，記錄此時衰減器的讀數，再調節衰減器，使**次底面回波的幅度達到滿刻度的50%，兩次衰減器讀數之差即為該測量點的透聲性。測量點不得少于三點，以其平均值表示該區域的透聲性。
7.4 探傷靈敏度的確定
7.4.1縱波直探頭探傷靈敏度的調整
首先，將工件與探測距離等于或*接近該工件厚度的標準試塊相比較，求出透聲性補償值和表面粗糙度補償值，然后在該試塊上測試，使其φ4mm平底孔的回波幅度達到滿刻度的10%~20%。不改變儀器的參數，對探測距離較小的一系列試塊逐一測試，測出其平底孔回波的**點，繪在熒光屏上，連接這些點，即可建立距離－幅度曲線，也可用A、V、G計算法或A、V、G曲線板確定其距離－幅度曲線。
7.4.2 縱波雙晶探頭探傷靈敏度的調整
測試一組不同探測距離的φ4mm平底孔、調整衰減器，使其中**的回波幅度達到滿刻度的80%，不改變儀器的參數。對探測距離不同的平底孔逐一測試，將其回波幅度的**點繪在熒光屏上，連接這些點，即可建立距離－幅度曲線。
7.4.3 補償
7.4.3.1 表面粗糙度補償：在探傷和缺陷定量時，應對由于表面粗糙度引起的能量消耗進行補償。
7.4.3.2 透聲性補償：在檢測和缺陷定量時，應對透聲性引起的探傷靈敏度和缺陷當量的誤差進行透聲補償。
7.4.3.3 曲面補償：對于探測面是曲面的工件，應采用曲率半徑與工件相同或接近（0.7~1.1倍）的對比試塊來校正，否則應進行適當的曲面補償。
7.4.4探測靈敏度不得低于**探測距離處的φ4mm平底孔當量。
7.5 探傷靈敏度的復查
探傷中，應核查探傷靈敏度，發現探傷靈敏度有改變時，應重新調整。當增益電平降低2dB以上時，應對上一次校準以來所檢查的工件進行復探；當增益電平升高2dB以上時，應對所有記錄缺陷進行重新當量。
8 缺陷檢測
8.1 記錄缺陷
8.1.1 反射回波幅度等于或高于距離－幅度曲線的缺陷。
8.1.2 在探傷靈敏度下，引起工件**次底面回波消失的缺陷。
8.1.3 出現平面型缺陷顯示，并被探傷人員判定為危害性的缺陷。
8.2 缺陷尺寸的測定
8.2.1當缺陷回波幅度等于或高于距離－幅度曲線者，用6dB法在探傷面上畫出缺陷的范圍。其在工件厚度方向的尺寸，可由不同方向檢測所確定的缺陷上部和下部邊界確定。
8.2.2 凡是因存在缺陷，而使底面回波消失者，其邊緣應從探測面上底面反射波剛好消失時的探頭中心算起到出現底面反射波時的探頭中心為止。缺陷的深度由一組連續缺陷回波*左側的波峰位置確定。
8.2.3 當兩塊缺陷間距小于其中較大缺陷直徑時，兩缺陷可折合為一個缺陷，缺陷面積按實測計。
8.2.4 單個缺陷的面積以該缺陷的**尺寸與其在垂直方向的**尺寸之積計算。
8.2.5 對于有疑問的缺陷，也可采用其他行之有效的方法來進行驗證。
9 缺陷等級分類
9.1 在檢測區域內不允許存在裂紋和縮孔。
9.2 缺陷在工件厚度方向的尺寸不得大于壁厚的1/8。
9.3 缺陷所在截面積指探測到缺陷部位的*小剖截面積；對于空心軸工件，其截面積應按實心軸計算。
9.4 工件的單個缺陷等級分類按表3規定；面積類缺陷等級分類按表4規定。
表3 mm
等 級 | 1 | 2 | 3 | 4 |
缺陷當量直徑 | ＜4 | ≥4~<5 | ≥5~<6 | ≥9 |
等 級 | 超過振幅參考線的缺陷 | 底波消失類缺陷 |
1 | 缺陷面積小于等于缺陷所在截面積的5％ | |
2 | 缺陷面積小于等于缺陷所在截面積的10％ | |
3 | 缺陷面積小于等于缺陷所在截面積的15％ | |
4 | 缺陷面積小于等于缺陷所在截面積的20％ | |
5 | 缺陷面積小于等于缺陷所在截面積的25％ | |
6 | 缺陷面積大于缺陷所在截面積的25％ | |
探傷報告應包括以下內容：
a.委托探傷的單位，探傷報告編號，簽發日期；
b.鑄鋼件的名稱、編號、材料牌號、熱處理狀態、探傷面的表面粗糙度、透聲性、工件尺寸草圖；
c.超探儀的型號、探頭型號、探傷頻率、耦合劑、探傷靈敏度；
d.在草圖上，標明檢測區域。如有因幾何形狀限制而檢測不到的部位，也必須在草圖上標明；
e.缺陷的類型、尺寸和位置；
f.缺陷等級和探傷結論；
g.探傷人員和審核人員簽字。探傷人員的資格證書、等級、姓名和探傷日期。
附錄A
橫波檢驗
（補充件）
A 1 檢測設備
A1.1儀器和探頭的性能應符合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到所探工件**檢測聲程時不得低于10dB。
A1.3校正試塊的形狀和尺寸按圖A1和表A1。
表A1 mm
材料公稱厚度 | 校正試塊厚度 T | 孔 徑 φ |
≤25 | 25 | 2.5 |
＞25~50 | 50 | 3.0 |
<50~100 | 100 | 5.0 |
>100~150 | 150 | 6.0 |
>150~200 | 200 | 8.0 |
利用圖A1所示的基本校正試塊，采用斜探頭，探測試塊深度位置分別為T/4、T/2、3T/4的橫孔，并在熒光屏上分別標計各個波幅點，連接這些點就得到距離－幅度曲線。
圖A1
A 3 掃查
橫波斜探頭探傷至少要沿探傷面上相互垂直的兩個方向進行掃查。在掃查的同時，應不斷偏轉探頭，偏轉角度不得少于15°。
A 4 缺陷記錄
A4.1 記錄回波幅度超過距離－幅度曲線的缺陷。
A4.2 探傷人員認為有必要記錄的危害性缺陷。
A 5 驗收標準
驗收標準應由供需雙方商定。
A 6 探傷報告
探傷報告應按本標準第10條的規定。
附加說明：
本標準由**壓縮機標準化技術委員會提出。
本標準由機械電子工業部合肥通用機械研究所歸口并負責起草。
本標準主要起草人袁榕。
機械電子工業部1991-07-22批準
1992-07-01實施
