奧氏體鋼鍛件的超聲波檢驗方法

2022-03-04 10:37:40 字數 4343 閱讀 5999

本標準包括用直射法、斜射法或兩者兼用對奧氏體鋼鍛件進行接觸法脈衝反射式超聲波探傷的規範和操作步驟。凡在定貨合同或技術條件中規定要按本標準對奧氏體鋼鍛件進行超聲波探傷時,必須執行本標準。但無磁護環件應按jb/zq6112《汽輪發電機用鋼質護環的超聲波檢驗方法》進行超聲波探傷,不得適用本標準。

本標準是參考astma745-85標準制訂的。

同本標準有關的標準有:

jb1834《a型脈衝反射式超聲波探傷儀技術條件》

1定貨條件

1.1 定貨要求按本標準進行超聲波探傷時,需方應在定貨合同中規定質量驗收等級。

1.2擬定技術條件時,供方廠應將說明掃查表面,掃查方向、校準槽的位置和深度、波束覆蓋範圍的超聲檢驗簡圖以及有關說明,提請需方認可。

2裝置2.1 儀器

2.1.1應採用a型脈衝反射式超聲波探傷儀。儀器的工作頻率至少要有0.5-5hmz。

2.1.2儀器的探傷效能指標,包括工作頻率、垂直線性、水平線性、動態範圍和衰減器的精度,應符合jb1834的規定。考慮到對粗晶材料的檢測,儀器應具有深度補償裝置和足夠的功率。

2.2 探頭

2.2.1所用儀器和探頭的組合靈敏度,應滿足所探工件最大聲程處的探測靈敏度要求。

解析度、盲區、訊雜比、工作頻率誤差應符合jb1834的規定。探頭(包括直探頭和斜探頭)應沒有明顯影響測量精度的偏斜和雙峰。

2.2.2用直射波束掃查時,應採用晶元直徑為20--35mm的換能器。

2.2.3用斜射波束掃查時,應採用相當於晶元直徑20--30mm的換能器。斜射波束在工件中的折射角應為30°--70°。

2.2.4為了精確測定缺陷,必要時也可以採用其它探頭。

2.3 耦合劑

在換能器和探測面之間應使用合適的、具有良好潤濕特性的耦合劑。校正和探傷應採用同樣的耦合劑。

2.4 對比試塊

2.4.1所有對比試塊都必須符合有關超聲檢驗用鋼質對比試塊的製造和控制方法的標準。但由於奧氏體鋼的特殊性質,不要求同上述標準絕對一致。

2.4.2對比試塊的晶粒大小(用測量對比試塊的相對透聲性表示)應同被測鍛件大致相近。

但由於大型奧氏體鋼鍛件透聲性變化很大,因此應選用同被測鍛件平均透聲性相近的試塊,即可以採用晶粒較粗或較細的補充試塊。

2.4.3在條件允許時,可以在鍛件上有代表性的部位加工乙個或幾個適當大小的對比孔或槽,代替試塊作為校正和探傷的基準。

工件上的這些孔或槽待以後加工時去掉。如果這些孔或槽以後加工去不掉,則在加工前必須徵得需方同意。

3對鍛件的要求

3.1鍛件原則上應在最終熱處理後,精加工前加工出探傷面進行超聲探傷。除在定貨合同中另有規定外,探傷面的表面粗糙度高度引數輪廓算術平均偏差ra值一般不得大於3.

2μm。探傷面表面應無氧化皮、漆皮、髒物等。

3.2 鍛件應加工成簡單的形狀,以利於掃查時聲束的覆蓋。

3.3在某些情況下,例如對於異形鍛件,要保證100%的掃查體積是不現實的。對於這樣的鍛件,應盡可能都掃查到。表明探傷覆蓋範圍的規定,應交需方認可。

4掃查4.1應至少在兩個互相垂直的方向上盡最大可能掃查鍛件的所有區域。相鄰兩次掃查之間的覆蓋應不小於晶元直徑的15%,掃查速度應不超過150mm/s。

4.2對於圓餅鍛件,至少要從乙個平面上用直探頭掃查,可能時還應從圓周上作徑向掃查。這裡所說的圓餅,是指直徑超過高度尺寸的圓柱體。

這種鍛件儘管在探傷時可能有中心孔或台階,但仍屬此類。

4.3對於長方形、實心圓柱形、環形和空心鍛件,應採用直探頭從整個外表面(圓周面或端麵)進行掃查。當長度同直徑的比超過6:

1或軸向長度超過600mm,要盡可能從兩端面作軸向掃查。在因為衰減不可能軸向穿透時,可以用軸向斜射束代替軸向直射波束。對內外徑的比大於或等於0.

6、壁厚小於或等於200mm的環形和空心鍛件,還要用斜探頭從外徑或內徑表面沿順時針和反時針進行掃查,以確保100%的體積覆蓋(或按定貨條件規定的覆蓋範圍覆蓋)。

5探測頻率

5.1應採用1--2.5mhz的標稱頻率檢查鍛件。由於衰減的影響,必要時可以採用0.5mhz。

5.2採用0.5mhz也無法探測的某些區域,經供需雙方協商,可以採用其它無損檢測方法,以保證鍛件質量。

6縱波檢驗

6.1 校正方法

縱波檢驗的靈敏度,應根據定貨鍛件的厚度和要求的質量等級,在適當厚度和當量的平底孔試塊上校正。當被探鍛件厚度小於或等於150mm時,可以採用當量試塊比較法或距離--振幅曲線法確定探測靈敏度。當被探鍛件厚度大於150mm但小於或等於600mm時,可以採用距離--振幅曲線法確定探測靈敏度。

當被探鍛件厚度大於600mm時,可以按5級鍛件或合同規定進行底波檢驗。對壁厚小於或等於200mm的空心圓形鍛件,可以用軸向斜射掃查代替端麵直射掃查,為此,可以在圓周掃查所要求的軸向槽上或為軸向斜射掃查特製的橫向槽上進行校正。

6.2 校正步驟

6.2.1採用合適的探測頻率,在鍛件無缺陷的部位上把底波高度調至儀器屏高的80%,以此靈敏度作為當量試塊比較法、距離-振幅曲線法的初始校正基準。

如果在此靈敏度上相當於最大探測深度上的平底孔回波高度小於屏高20%或小於距離--振幅曲線在此處的高度,則應進一步提高儀器的靈敏度,使其達到屏高的20%或達到曲線高度。

6.2.2在大鍛件中,距離--振幅曲線的一部分可能會超出儀器的垂直性極限。

為此,在繪製曲線時,可以將曲線的左半部分降低若干分貝繪製,也可以臨時記錄超出部分的分貝值,以便於對該區域的缺陷進行評價。

7橫波檢驗

7.1對壁厚小於等於200mm而且內外徑的比大於0.6的環狀或空心鍛件,應從外圓表面做橫波檢驗。

可以採用最大表面長度為30mm的槽作為校正基準,其長度方向垂直於聲傳播方向,深度按所要求的質量等級確定。可以做成寬度不大於其深度兩倍的矩形槽,也可以做成張角60°--75°的角槽。

7.2採用刻槽法時,一般需將探頭置於外圓表面上,聲束垂直於刻槽長度方向,移動探頭並調整儀器靈敏度,使外壁刻槽第二次反射(w形反射)或內壁刻槽第二次反射(n形的反射)回波高度至少為屏高的20%。連線外壁刻槽第

一、第二次回波峰值點或內壁刻槽第

一、二次回波的峰值點,以此作為全跨距校正的基準線。

7.3如果採用全跨距校正從內外壁表面的刻槽上都得不到至少為屏高20%的第二次回波,則應採用半跨距校正(此時內外壁均應各刻一槽,並使其互不影響),使來自外壁刻槽的第一次回波高度至少為屏高20%,連線內壁刻槽第一次回波的峰值點,以此作為半跨距校正的基準線。

7.4長的而且內徑小的筒形鍛件,是難以從內徑表面上進行探傷的。因此,內徑小於500mm,而且長度超過900mm的筒形鍛件,通常都不從內徑表面上進行掃查。

8材料評價

粗晶奧氏體材料經常顯示草狀回波,在高靈敏度下更是如此。因此,重要的是要嚴格判別記錄訊號和拒收訊號,以確定它們是缺陷引起的還是晶粒組織引起的。為了更準確地定出最小缺陷的尺寸,要求製備幾套不同晶粒度的校正試塊,以便能將缺陷區的衰減同試塊作合理的比較。

由於大型奧氏體鍛件的衰減通常會有較大的變化,因此允許用其它校正試塊比較,以便合理地評價拒收訊號。為了校正和評價訊號,經需方同意,也允許在鍛件本體有代表性的部位鑽孔對比。底波損失不僅由內部缺陷引起,而且同粗晶或不均勻的晶粒組織、耦合上的變化、非平行反射面以及在判定底波損失時必須考慮到的其它因素有關。

9質量驗收等級

需方可以採用本章各條所述質量等級之一,作為定貨要求。

9.1 縱波法探傷時的鍛件質量等級

9.1.1凡回波高度大於或等於所測缺陷深度處距離--振幅曲線的鍛件,均不能驗收。其中:

1級鍛件::以直徑3mm平底孔距離--振幅曲線為基準;

2級鍛件:以直徑6mm平底孔距離--振幅曲線為基準;

3級鍛件:以直徑10mm平底孔距離--振幅曲線為基準;

4級鍛件:以直徑13mm平底孔距離--振幅曲線為基準;

5級鍛件:用底波反射法探傷,在鍛件無缺陷部位將底波調至屏高80%,因缺陷訊號而引起底波降低為屏高5%以內時,應視為不合格。

9.1.2採用的質量等級應隨定貨鍛件的厚度、種類、大小、工況而定。在一般情況下,可以參照下表確定鍛件的質量等級,特殊情況下由供需雙方協商。

9.2 橫波法探傷時的鍛件質量等級

無論全跨距校正或半跨距校正,缺陷回波高度大於或等於基準線回波高度的

鍛件均不能驗收。其中:

1級鍛件:槽深為鍛件交貨厚度的3%;

2級鍛件:槽深為鍛件交貨厚度的5%,但最大為6mm。

10 記錄

下述波高的單個或密集缺陷訊號的位置和取向應做記錄:

a.由於缺陷波的存在使底波降為滿屏25%以下時,應做記錄。對於有同樣底

波損失而無缺陷訊號的區域,要以較低頻率作進一步的掃查,如仍不成功,則

該區應作為不能探傷區記錄。

b.不同於一般雜訊的訊號(即探頭在鍛件表面移動25mm以上時,它們在示波

屏上左右游動),應做記錄。

c.大於基準合格線50%的訊號,應做記錄。

附加說明:

本標準由德陽大型鑄鍛件研究所提出並歸口。

本標準由北京重型機械廠負責起草。

本標準主要起草人鄭中興。

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