GB超声波探伤标准

4.2 承压设备用钢锻件超声检测和质量分级 4.2.1 范围

本条适用于承压设备用碳钢和低合金钢锻件的超声检测和质量分级。

本条不适用于奥氏体钢等粗晶材料锻件的超声检测，也不适用于内外半径之比小于80%的环形和筒形锻件的周向横波检测。 4.2.2 探头

双晶直探头的公称频率应选用5MHz。探头晶片面积不小于150mm；单晶直探头的公称频率应选用2MHz～5MHz，探头晶片一般为φ14mm～φ25mm。 4.2.3 试块

应符合3.5的规定。 4.2.3.1 单直探头标准试块

采用CSI试块，其形状和尺寸应符合图4和表4的规定。如确有需要也可采用其他对比试块。

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图4 CSI标准试块

试块序号 L D 表4 CSI标准试块尺寸 mm

CSI-1 50 50 CSI-2 100 60 CSI-3 150 80 CSI-4 200 80 4.2.3.2 双晶直探头试块

a) 工件检测距离小于45mm时，应采用CSⅡ标准试块。

b) CSⅡ试块的形状和尺寸应符合图5和表5的规定。

图5 CSⅡ标准试块

表5 CSⅡ标准试块尺寸 mm

试块序号 CSII-1 CSII-2 CSII-3 CSII-4 孔径 φ2 φ3 φ4 φ6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 检测距离L 1 2 3 4 5 6 7 8 9

4.2.3.3 检测面是曲面时，应采用CSⅢ标准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6所示。

图6 CSIII标准试块

4.2.4 检测时机

检测原则上应安排在热处理后，孔、台等结构机加工前进行，检测面的表面粗糙度Rα≤6.3μm。

4.2.5 检测方法 4.2.5.1 一般原则

锻件应进行纵波检测，对筒形和环形锻件还应增加横波检测。 4.2.5.2 纵波检测

a) 原则上应从两个相互垂直的方向进行检测，尽可能地检测到锻件的全体积。主要检测方向如图7所示。其他形状的锻件也可参照执行。

b) 锻件厚度超过400mm时，应从相对两端面进行100%的扫查。

注: 为应检测方向； ※为参考检测方向。

图7 检测方向(垂直检测法)

4.2.5.3 横波检测

钢锻件横波检测应按附录C(规范性附录)的要求进行。 4.2.6 灵敏度的确定

4.2.6.1 单直探头基准灵敏度的确定

当被检部位的厚度大于或等于探头的3倍近场区长度，且探测面与底面平行时，原则上可采用底波计算法确定基准灵敏度。对由于几何形状所限，不能获得底波或壁厚小于探头的3倍近场区时，可直接采用CSI标准试块确定基准灵敏度。 4.2.6.2 双晶直探头基准灵敏度的确定

使用CSII试块，依次测试一组不同检测距离的驴3mm平底孔(至少三个)。调节衰减器，作出双晶直探头的距离一波幅曲线，并以此作为基准灵敏度。

4.2.6.3 扫查灵敏度一般不得低于最大检测距离处的矿2mm平底孔当量直径。 4.2.7 工件材质衰减系数的测定

4.2.7.1 在工件无缺陷完好区域，选取三处检测面与底面平行且有代表性的部位，调节仪器使第一次底面回波幅度(B1或Bn)为满刻度的50%，记录此时衰减器的读数，再调节衰减器，使第二次底面回波幅度(B或Bm)为满刻度的50%，两次衰减器读数之差即为(B1、B2)或(Bn、Bm)的dB差值(不考虑底面反射损失)。

4.2.7.2 衰减系数(T<3N，且满足，n>3N/T，m=2n)按式(1)计算:

B1B2）a＝（6/2(mn)T ……………………(1)

式中:

a——衰减系数，dB/m(单程)；

(BnBm)——两次衰减器的读数之差，dB； T——工件检测厚度，mm；

N——单直探头近场区长度，mm； m、n——底波反射次数。

4.2.7.3 衰减系数(T≥3N)按式(2)计算

式中:

(B1B2)——两次衰减器的读数之差，dB； 其余符号意义同式(1)。

4.2.7.4 工件上三处衰减系数的平均值即作为该工件的衰减系数。 4.2.8 缺陷当量的确定

4.2.8.1 被检缺陷的深度大于或等于探头的3倍近场区时，采用AVG曲线及计算法确定缺陷当量。对于3倍近场区内的缺陷，可采用单直探头或双晶直探头的距离一波幅曲线来确定缺陷当量。也可采用其他等效方法来确定。

4.2.8.2 计算缺陷当量时，若材质衰减系数超过4dB/m，应考虑修正。 4.2.9 缺陷记录

4.2.9.1 记录当量直径超过φ4mm的单个缺陷的波幅和位置。

4.2.9.2 密集区缺陷:记录密集区缺陷中最大当量缺陷的位置和缺陷分布。饼形锻件应记录

a(B1B2)6/2T ……………………(2)

大于或等于φ4mm当量直径的缺陷密集区，其他锻件应记录大于或等于φ3mm当量直径的缺陷密集区。缺陷密集区面积以50mm×50mm的方块作为最小量度单位，其边界可由6dB法决定。

4.2.9.3 底波降低量应按表6的要求记录。

表6 由缺陷引起底波降低量的质量分级 dB

等 级 底波降低量 BG/BF I ≤8 II >8～14 ⅡI >14～20 Ⅳ >20～26 V >26 注: 本表仅适用于声程大于近场区长度的缺陷。 4.2.9.4 衰减系数。 4.2.10 质量分级等级评定

4.2.10.1 单个缺陷的质量分级见表7。

4.2.10.2 缺陷引起底波降低量的质量分级见表6。

表7 单个缺陷的质量分级 mm

等级 I Ⅱ Ⅲ IV V >φ4+16dB 缺陷当量直径 ≤φ4 φ4+(>0dB～8dB) φ4+(>8dB～12dB) φ4+(>12 dB～16dB) 4.2.10.3 缺陷密集区质量分级见表8。

表8 密集区缺陷的质量分级 等 级 密集区缺陷占检测总面积的百分比，% I 0 II >O～5 Ⅲ >5～10 IV >10—20 V >20 4.2.10.4 表6、表7和表8的等级应作为独立的等级分别使用。

4.2.10.5 当缺陷被检测人员判定为危害性缺陷时，锻件的质量等级为v级。