1 主题内容与适用范围

本标准规定了钢锻件超声波检验的方法、对比试块、检验仪器和设备、检验条件和灵敏度调整、缺陷的评定、质量等级、检验报告等。

本标准适用于脉冲反射式超声波检验法对厚度或直径大于100mm的碳钢及低合金钢一般锻件的超声波检验。

2 引用标准(略)

3 一般规定

3．1锻件采用超声纵波直接接触法或液浸法检验。外径与内径之比在1．4以下。轴向长度超过50mm的环形或空心锻件，必要时应预先在技术条件中注明可增加超声横波等检验。

3．2锻件超声波检验人员，应按GB9445中的规定进行培训，取得资格证书。凡签发检验报告者，应取得超声波检验Ⅱ级或Ⅱ级以上资格证书，并对锻件制造方法及缺陷性质、形成原因、特征等具有足够的知识。

4 对比试块

4．1对比试块用的材料，应与被检验锻件具有相近的声学性能(如声速、声衰减等)和相近的规格尺寸。

4．2纵波检验用的对比试块，其平底孔直径分别为2、4、8、16mm，平底孔深度为25mm，检测面到平底孔的金属声程推荐为20、30、50、80、100、120、150、200mm。

4．3检测面是平面时，选用平面对比试块(如图1)，检测面是曲面时，选择与锻件大致相同曲率半径(0．7～1．1倍的曲率半径)的曲面对比试块(如图2)。

4．4横波检验用的对比试块其人工缺陷可在内外表面，分别沿轴向加工成平行的矩形槽，矩形槽的轴向长度为25mm．深度可取被榆锻件壁厚的3％或6mm(取其中小的数值)。

4．5也可使用与上述对比试块有等效作用的其他试块。

5 检验仪器的设备

5．1探伤仪的性能应符合ZBY230中的规定。

5．1．1检测频率范围1～5MHz。

5．1．2水平线性误差不大于1％，垂直线性误差不大于4％。

5．1．3应具备衰减器，要求衰减器细调步级不大于2dB，最大衰减量不低于70dB，误差不大于1dB。

5．2采用圆形晶片的直探头，其频率和直径一般按表l规定，探头主声束应无双锋，无歪斜。

表1 直探头晶片频率、直径

频率,MHz	直径,mm
1～1．25	20～30
2～2．5	14～30
4～5	lO～25

5．3横波检验用斜探头，一般采用方形晶片，其频率范围为1～2．5MHz，晶片面积为140～400mm²。

5．3．1斜探头的斜楔接触面应与检测面形状相一致。

5．3．2斜探头的折射角一般应为45。，必要时也可为60⁰～70⁰。

5．4探头和仪器的组合灵敏度余量应满足检验要求。

5．5采用液浸法超声波检验时，其装置需有控制探头角度和液层距离的调节器，转动时，其最大偏差能确保超声波检验灵敏度的需要。

6  检验条件和灵敏度的调整

6．1检验条件

6．1．1锻件检验一般应在锻件热处理之后和钻孔、开槽等加工之前进行。

6．1．2接触法检验时，锻件表面粗糙度Ra值应小于3．2μm，液浸法检验时，锻件表面应平整，无影响声耦合的氧化皮，脏物等附着物,并满足检验要求。

6．1．3在探头与检测面之间，应使用合适的耦合剂。

6．1．4根据锻件加工工艺，选择最易发现缺陷的检测面，一般应从2个相互垂直的方向进行检验．(如图3)。

6．1．5横波检验时，一般应从外表面按顺时针及逆时针方向作全面检验。

6．1．6扫查方式分手工扫查和自动扫查，探头在检测面的扫查间距，应保证有15％的声束覆盖。

6．1．7扫查速度即探头相对锻件的移动速度，应在150mm/s以下。

6．2灵敏度的调整

用对比试块法或底波反射法调整灵敏度。

6．2．1对比试块法

6．2．1．1所用的对比试块平底孔直径应与有关产品的技术条件相对应，其金属声程等于或大于锻件厚度。

6．2．1．2将上述对比试块中的平底孔回波高度调整至满刻度的40％～80％为检验灵敏度。

6．2．1．3横波检验时，灵敏度的调整应从外圆面检测内圆面的人工缺陷，使人工缺陷的最大回波高度调整至满刻度的80％，把该值在面板上作一点，并作为检验灵敏度，移动探头检测外圆面的人工缺陷，使人工缺陷的最大回波也在面板上作一点，将以上2点用直线连接并延长，包括整个检测范围，从而绘出距离一振幅曲线。

6．2．1．4从内圆面检验时，检验方法与6．2．1．3相一致，但所用斜探头的斜楔接触面要与内圆面曲率一致。

6．2．1．5为便于发现缺陷，允许在初检验时使用比6．2．1．2条更高的检验灵敏度进行检验，但在发现缺陷后，必须在规定的检验灵敏度下评定缺陷。

6．2．1．6当锻件厚度或直径较大时，也可从锻件相对两面进行检验，这时可用金属声程等于或大于二分之一厚度(或直径)的对比试块，调整检验灵敏度。6．2．2底波反射法6。2．2．1当检测面与底面平行，且厚度大于探头近场区的3倍时，可使用底波反射法。6．2．2．2在锻件上找出可以代表完好锻件材质状态的位置，把第1次底面回波高度调整到满刻度的40～80％，作为评定回波信号的基准。

6．2．2．3根据被检验锻件的需要，按6．2．2．4或6．2．2．5条调整灵敏度，作为检验灵敏度。

6．2．2．4在检测实心锻件时，需要提高的增益数值，按式(1)计算：

式中：A——需要提高的增益值，dB;

T——被检验部位的厚度或直径，mm；

d——平底孔直径，mm；

λ——波长，mm；

π——圆周率。

6．2．2．5在检测有中心孔的锻件时，需要提高的增益数值，按式(2)计算：

式中：R——被检部位的外径，mm；

r——被检部位的内径，mm；

6．2．2．6当锻件检验具备一定条件时，也可采用4临曲线法。

7 缺陷的评定

7．1缺陷的记录与评定

7．1．1在检验时发现的缺陷回波超过验收基准--6dB时，应进行记录。

7．1．2对于单个分散的缺陷回波，用当量法和半波高度法评定。

7．1．2．1利用当量法或其他方法，测定其当量大小，并记录缺陷位置和数量。

7．1．2．2对大于探头直径的线状缺陷和其他缺陷，利用半波高度法，沿锻件的周向和轴向，测定缺陷的指示长度，计算缺陷的大小。

7．1．3对于密集性缺陷回波，可利用下列方法评定。

7．1．3．1在被检件中边长50mm的立方体内，有5个以上缺陷回波高度超过产品技术条件规定值的--6dB时，称为密集性缺陷，并予以记录。

7．1．3．2利用缺陷回波出现在扫描线上的位置，测定密集性缺陷的深度范围。

7．1．3．3利用探头移动过程中扫查到缺陷的分布范围，测定密集性缺陷的平面分布区域。

7．1．4横波检验时所发现的缺陷回波高度超过距离一振幅曲线高度的一6dB时，应予记录，同时应记录缺陷检出位置及声程。

7．1．5进行检验及缺陷评定时，必须考虑被检锻件表面粗糙度影响和材料衰减的修正。

7．1．6缺陷性质的评定，应根据缺陷回波的静态和动态特征，以及材料特性，工艺因素等综合分析，大致进行评定，必要时用其他方法验证。

7．1．7根据产品技术条件的要求，可对锻件底波降低量进行评定。

7．2衰减系数(α)的测定

需要作锻件超声波衰减系数测定时，按下列方法进行。

7．2．1在被测锻件上，选取3处有代表性部位，测出第1次底面回波高度B，和第2次底面回波高度B₂的分贝数。

7．2．2衰减系数(俚)按式(3)计算。

 

式中：α——衰减系数，dB/mm；

T——锻件的厚度或直径(T≥3N)，mm；

B₁、B₂——第1次和第2次底面回波高度，dB：

N——探头的近场长度，mm。

8 质量等级

8．1锻件的超声波检验质量等级见表2。

表2 质量特级

质量等级	l	2	3	4
平底孔当量直径d．mm	d≤2	2≤4	4≤8	8≤16

8．2锻件质量允许等级，应符合相应的技术条件并预先在协议中规定。

9 检验报告

锻件检验报告应包括下列内容。

9．1锻件的状况检验锻件名称、编号、牌号、图号、热处理状态、主要部位尺寸、重量、表面粗糙度。

9．2检验条件设备、仪器型号、探头频率及尺寸和形状(折射角)、检验标准号、质量等级、检验方法、检验灵敏度、对比试块及人工缺陷的尺寸和位置(横波法)、耦合剂、检验人员及签发报告者姓名、技术资格等级、检验日期。

9．3检验结果

缺陷位置、当量直径、缺陷分布草图、缺陷评定以及其他。