壓縮機球墨鑄鐵零件的超聲波探傷方法及標準

壓縮機球墨鑄鐵零件的超聲波探傷

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球墨鑄鐵零件（以下簡稱“工件"）和其他類似部件的超聲波探傷。

2.術語

2.1 透聲性

超聲縱波垂直入射到測試面與底面平行的無缺陷工件時，聲波在其中往返一次所引起的聲壓降，單位為分貝(db)。

3.探傷人員

壓縮機球墨鑄鐵零件探傷應由具有一基礎知識和球墨鑄鐵件探傷經驗，并經考核取得有關部門認可的資格證書者擔任。

4.探傷器材

4.1 探傷儀

4.1.1 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。

4.1.2 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%。

4.1.3 儀器的水平線性、分辨力和衰減器的精度等指標均應符合ZB Y230的有關規定。

4.2 探頭

4.2.1 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%。

4.2.2 橫波斜探頭的晶片面積應在100~400mm^２，K值一般取1~3。

4.2.3 縱波雙晶直探頭晶片之間的聲絕緣必須良好。

4.3 儀器系統的性能

儀器系統的靈敏度余量和分辨力應按照ZB J04 001的有關規定進行測試。

4.3.1 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。

4.3.2 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。

4.4 試塊

標準試塊用碳鋼或低合金鋼鍛件材料制作，不允許存在大于等于φ2mm平底孔當量的缺陷。

4.4.1 縱波直探頭采用的標準試塊

4.4.1.1 工件探測距離大于等于1.6倍近場區，應采用縱波直探頭。

4.4.2縱波雙晶直探頭采用的標準試塊

4.4.2.1 工件探測距離小于1.6倍近場區，應采用縱波雙晶直探頭。

4.4.3 橫波斜探頭探傷采用的標準試塊的形狀和尺寸應按附錄A中A1.3條及圖A1的規定。

4.4.4 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。

4.5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。

5.探傷時機及準備工作

5.1探傷原則上應安排在最終熱處理后進行，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，仍應對其進行盡可能的探傷。

5.2工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清除。

5.3探傷面的表面粗糙度值應為Ra3.2μm。

6.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。

6.1探測方向

6.1.1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。

6.1.2主要工件的探測方向如圖4所示。

6.2掃查

6.2.1 應對工件整個探測面進行全面連續掃查。相鄰兩次掃查其相互重疊部分約為探頭晶片直徑的15%。

6.2.2 掃查時，探頭移動速度不得大于150mm/s。

6.2.3因工件幾何形狀限制而掃查不到的區域，應在探傷報告中予以注明。

6.3工件透聲性的測定

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，調節儀器使第一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，使第二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。

6.4探傷靈敏度的確定

6.4.1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φ3mm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φ3mm平底孔回波的最高點，繪在熒光屏上，連接這些點即可建立距離－幅度曲線。也可A、V、G計算法或A、V、G曲線板確定其距離－幅度曲線。

6.4.2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φ3mm平底孔，調節衰減器，使其中最高的回波幅度達到滿刻度的80%，不改變儀器的參數，測出其他平底孔回波的最高點，將其繪在熒光屏上，連接這些點，即可建立縱波雙晶探頭的距離－幅度曲線。

6.4.3補償

6.4.3.1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。

6.4.3.2透聲性補償：在檢測和缺陷定量時，應對試塊透聲性引起的探傷靈敏度和缺陷定量的誤差進行透聲補償。

6.4.3.3曲面補償：對于探測面是曲面的工件，應采用與工件曲率半徑相同或相近(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。

6.4.4 探測靈敏度不得低于最大探測距離的φ3mm平底孔當量。

6.5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定量。

7.缺陷檢測

7.1缺陷記錄

7.1.1反射回波幅度等于或高于距離－幅度曲線的缺陷。

7.1.2反射回波幅度雖未達到距離－幅度曲線，但造成第一次底面回波消失的缺陷。

7.1.3底波和缺陷回波均沒有的部位。

7.1.4雖不屬于上述三種情況，但探傷人員能判定是裂紋和縮孔的缺陷。

7.2缺陷尺寸的測定

7.2.1當缺陷回波幅度等于或高于距離－幅度曲線者，其邊界可用6dB法確定。工件厚度方向的尺寸由不同方向檢測所確定的缺陷上部和下部邊界確定。

7.2.2當缺陷波未達到距離－幅度曲線，但第一次底面回波消失時，缺陷的范圍應從底面反射波剛好消失時的探頭中心位置算起到出現底面反射波時的探頭中心位置為止。缺陷的深度由一組連續缺陷回波最左側的波峰位置確定。

7.2.3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。

7.2.4單個缺陷的面積以該缺陷的最大尺寸與其在垂直方向的最大尺寸之積計算。

7.2.5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。

8.缺陷等級分類

8.1工件中不允許存在裂紋和縮孔等危害性缺陷。

8.2工件的缺陷等級按表3規定，但對于圓柱形實心軸類工件的缺陷等級分類按表4規定。

8.3缺陷所在的截面積為探測部位的最小剖截面積。空心軸與實心軸的截面積均按實心軸計算。