JB 5439-91压缩机球墨铸铁零件的超声波探伤
JB 5439-91
压缩机球墨铸铁零件的超声波探伤
1主题内容与适用范围
本标准规定了采用A型脉冲反射式超声波探伤仪所进行的探伤方法和缺陷等级分类。
本标准适用于压缩机球墨铸铁零件（以下简称“工件”）和其他类似部件的超声波探伤。
2引用标准
ZB Y230 A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件
ZB 04 001 A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试方法
JB 3111 无损检测名词术语
3术语
3.1 透声性
超声纵波垂直入射到测试面与底面平行的无缺陷工件时，声波在其中往返一次所引起的声压降，单位为分贝(db)。
3.2本标准其他术语按JB3111的规定。
4探伤人员
压缩机球墨铸铁零件探伤应由具有一基础知识和球墨铸铁件探伤经验，并经考核取得有关部门认可的资格证书者担任。
5探伤器材
5.1 探伤仪
5.1.1采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其频率范围应在1~5MHz之间。
5.1.2仪器至少应在满刻度的75%范围内呈线性显示，垂直线性误差不得大于5%。
5.1.3仪器的水平线性、分辨力和衰减器的精度等指标均应符合ZB Y230的有关规定。
5.2 探头
5.2.1纵波直探头的晶片直径应在10~30mm之间，工作频率为1~5MHz，频率误差为±10%。
5.2.2横波斜探头的晶片面积应在100~400mm２，K值一般取1~3。
5.2.3纵波双晶直探头晶片之间的声绝缘必须良好。
5.3 仪器系统的性能
仪器系统的灵敏度余量和分辨力应按照ZB J04001的有关规定进行测试。
5.3.1在工作频率下，纵波直探头的灵敏度余量不得低于30dB，横波斜探头的灵敏度余量按附录A（补充件）A1.2条的规定。
5.3.2在工作频率下，纵波直探头的分辨力不得低于20dB，横波斜探头的分辨力不得低于15dB。
5.4 试块
标准试块用碳钢或低合金钢锻件材料制作，不允许存在大于等于φ2mm平底孔当量的缺陷。
5.4.1纵波直探头采用的标准试块
5.4.1.1工件探测距离大于等于1.6倍近场区，应采用纵波直探头。
5.4.1.2纵波直探头探伤采用的标准试块的形状和尺寸按图1和表1。
图1
表1 mm
高度H | 45 | 70 | 95 | 120 | 145 | 170 | 220 |
直径D | 50 | 60 | 70 | 80 | |||
5.4.2 纵波双晶直探头采用的标准试块
5.4.2.1工件探测距离小于1.6倍近场区，应采用纵波双晶直探头。
5.4.2.2纵波双晶直探头探伤采用的标准试块开头和尺寸按图2和表2。
图2
表2 mm
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
探测距离L | 5 | 10 | 15 | 10 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 |
5.4.4探伤面是曲面时，应采用与工件曲率半径相同或接近(0.7~1.1倍)的对比试块来测定由于曲率不同而引起的声能损失，其形状和尺寸按图3及表1。
图3
5.5 耦合剂
可采用机油、甘油、油脂等透声性能好，且不损害工件的耦合剂。
6 探伤时机及准备工作
6.1 探伤原则上应安排在*终热处理后进行，若因热处理后工件形状不适于超声探伤，也可将探伤安排在热处理前，但热处理后，仍应对其进行尽可能完全的探伤。
6.2 工件应在外观检查合格后，方可进行超声探伤，所有影响超声检测的物质都应予以**。
6.3探伤面的表面粗糙度值应为Ra3.2μm。
7 探伤方法
工件超声探伤以纵波直探头和纵波双晶直探头为主要探伤方法。如因受工件形状和缺陷方向的限制，无法单独用纵波探伤进行有效的检测，经供需双方协商同意，可采用附录A规定的横波检验方法。
7.1 探测方向
7.1.1 原则上应从探测面上两相互垂直的方向进行，并应尽量扫查到工件的整个体积。
7.1.2 主要工件的探测方向如图4所示。
7.2 扫查
7.2.1应对工件整个探测面进行**连续扫查。相邻两次扫查其相互重叠部分约为探头晶片直径的15%。
7.2.2扫查时，探头移动速度不得大于150mm/s。
7.2.3 因工件几何形状限制而扫查不到的区域，应在探伤报告中予以注明。
7.3 工件透声性的测定
将纵波直探头与工件上探测面和底面平行而且无缺陷的部位耦合接触，调节仪器使**次底面回波幅度达到满刻度的50%，记录此时衰减器的读数。再调节衰减器，使**次底面回波的幅度达到满刻度的50%，两次衰减器读数之差即为该测量点的透声性。测量点不得少于三点，以其平均值表示该区域的透声性。
7.4 探伤灵敏度的确定
7.4.1 纵波直探头探伤灵敏度的调整
首先，将工件与探测距离等于或*接近工件厚度的标准试块相比较，求出透声性补偿值和表面粗糙度补偿值。然后在该试块上测试，使其φ3mm平底孔的回波幅度达到满刻度的10%~20%，不改变仪器的参数，对探测距离较小的一系列试块逐一测试，测出其φ3mm平底孔回波的**点，绘在荧光屏上，连接这些点即可建立距离－幅度曲线。也可A、V、G计算法或A、V、G曲线板确定其距离－幅度曲线。
图4
7.4.2 纵波双晶探头探伤灵敏度的调整
测试一组不同探测距离的φ3mm平底孔，调节衰减器，使其中**的回波幅度达到满刻度的80%，不改变仪器的参数，测出其他平底孔回波的**点，将其绘在荧光屏上，连接这些点，即可建立纵波双晶探头的距离－幅度曲线。
7.4.3 补偿
7.4.3.1 表面粗糙度补偿：在探伤和缺陷定量时，应对由于表面粗糙度引起的能量消耗进行补偿。
7.4.3.2 透声性补偿：在检测和缺陷定量时，应对试块透声性引起的探伤灵敏度和缺陷定量的误差进行透声补偿。
7.4.3.3 曲面补偿：对于探测面是曲面的工件，应采用与工件曲率半径相同或相近(0.7~1.1倍)的对比试块来校正，否则应进行适当的曲面补偿。
7.4.4探测灵敏度不得低于**探测距离的φ3mm平底孔当量。
7.5 探伤灵敏度的复查
探伤中，应核查探伤灵敏度，发现探伤灵敏度有改变时，应重新调整。当增益电平降低2dB以上时，应对上一次校准以来所检查的工件进行复探；当增益电平升高2dB以上时，应对所有记录缺陷进行重新定量。
8 缺陷检测
8.1 缺陷记录
8.1.1 反射回波幅度等于或高于距离－幅度曲线的缺陷。
8.1.2 反射回波幅度虽未达到距离－幅度曲线，但造成**次底面回波消失的缺陷。
8.1.3 底波和缺陷回波均没有的部位。
8.1.4 虽不属于上述三种情况，但探伤人员能判定是裂纹和缩孔的缺陷。
8.2 缺陷尺寸的测定
8.2.1当缺陷回波幅度等于或高于距离－幅度曲线者，其边界可用6dB法确定。工件厚度方向的尺寸由不同方向检测所确定的缺陷上部和下部边界确定。
8.2.2 当缺陷波未达到距离－幅度曲线，但**次底面回波消失时，缺陷的范围应从底面反射波刚好消失时的探头中心位置算起到出现底面反射波时的探头中心位置为止。缺陷的深度由一组连续缺陷回波*左侧的波峰位置确定。
8.2.3 当两块缺陷间距小于其中较大缺陷直径时，两缺陷可折合为一个缺陷，缺陷面积按实测计。
8.2.4 单个缺陷的面积以该缺陷的**尺寸与其在垂直方向的**尺寸之积计算。
8.2.5 对于有疑问的缺陷，也可采用其他行之有效的方法来进行验证。
9 缺陷等级分类
9.1 工件中不允许存在裂纹和缩孔等危害性缺陷。
9.2 工件的缺陷等级按表3规定，但对于圆柱形实心轴类工件的缺陷等级分类按表4规定。
9.3 缺陷所在的截面积为探测部位的*小剖截面积。空心轴与实心轴的截面积均按实心轴计算。
表3
质量等级 | 超过距离－幅度曲线的缺陷 | 底波消失类缺陷 |
1 | 缺陷面积小于等于缺陷所在截面积的5％ | 缺陷面积小于等于缺陷所在截面积的10％ |
2 | 缺陷面积小于等于缺陷所在截面积的10％ | 缺陷面积小于等于缺陷所在截面积的20％ |
3 | 缺陷面积小于等于缺陷所在截面积的20％ | 缺陷面积小于等于缺陷所在截面积的30％ |
4 | 缺陷面积大于缺陷所在截面积的20％ | 缺陷面积大于缺陷所在截面积的30％ |
表4
质量等级 | 缺陷长度 |
1 | 缺陷轴向长度小于等于缺陷所在截面积5％的正平方根 |
2 | 缺陷轴向长度小于等于缺陷所在截面积10％的正平方根 |
3 | 缺陷轴向长度小于等于截面积20％的正平方根 |
4 | 缺陷轴向长度大于等于截面积20％的正平方根 |
10 探伤报告
探伤报告应包括以下内容：
a.委托探伤的单位，探伤报告编号，签发日期；
b.工件的名称、编号、材料编号、热处理状态、探伤面的表面粗糙度、透声性、工件尺寸草图；
c.超探仪的型号、探头型号、探伤频率、耦合剂、探伤灵敏度；
d.在草图上，标明检测区域。如有因几何形状限制而检测不到的部位也必须在草图上标明；
e.缺陷的类型，尺寸和位置；
f.缺陷等级和探伤结论；
g.探伤人员和审核人员签字。探伤人员的资格证号、等级、姓名和探伤日期。
附录A
横波检验
（补充件）
A1 检测设备
A1.1仪器和探头应符合5.1、5.2和5.3条的要求。
A1.2仪器和探头的组合灵敏度余量在**检测声程时不得低于10dB。
A1.3校正试块的形状和尺寸按图A1和表A1。
A2 距离－幅度曲线的制作
利用图A1所示的基本校正试块，采用斜探头，探测试块深度位置分别为T/4、T/2、3T/4的横孔，并在荧光屏上分别标记出各个波幅点，连接这些点就得到距离－幅度曲线。
A3 扫查
横波斜探头探伤至少要沿探伤面上相互垂直的两个方面进行扫查。在扫查的同时，应不断偏转探头，偏转角度不得少于15°。
A4 缺陷记录
A4.1 记录回波幅度超过距离－幅度曲线的缺陷。
A4.2 探伤人员认为有必要记录的危害性缺陷。
A5 验收标准
验收标准应由供需双方商定。
A6 探伤报告
探伤报告应按本标准第10章的规定。
图A1
表A1 mm
材料公称厚度 | 校正试块厚度T | 孔径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 |
附加说明：
本标准由**压缩机标准化技术委员会提出。
本标准由机械电子工业部合肥通用机械研究所归口并负责起草。
本标准主要起草人袁榕。
机械电子工业部1991-07-22批准，1992-07-01实施。
