中华人民(mín)共和國(guó)**机械工业部部标准
JB 3963-85
压力容器锻件超声波探伤
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本标准适用(yòng)于采用(yòng)脉冲反射式超声波探伤仪对公称厚度大于等于50mm的压力容器用(yòng)碳钢和低合金钢锻件进行的超声波探伤。并且规定了探伤方法和结果的等级分(fēn)类。
本标准不适用(yòng)于奥氏體(tǐ)不锈钢等粗晶材料，也不适用(yòng)于内径与外径之比在75%以下的环形和筒形锻件的横波探伤。
1术语定义
1.1 各类锻件的定义及其公称厚度的规定。
锻件主要形状如图1所示：
图1
1.1.1 筒形锻件—轴向長(cháng)度L大于其外径尺寸D的轴对称空心锻件如图1(a)所示。t為(wèi)公称厚度。
1.1.2 环形锻件－轴向長(cháng)度L小(xiǎo)于等于其外径尺寸D的轴对称空心锻件如图1(a)所示。t為(wèi)公称厚度。
1.1.3 饼形锻件－轴向長(cháng)度L小(xiǎo)于等于其外径尺寸D的轴对称形锻件如图1(b)所示。t為(wèi)公称厚度。
1.1.4 碗形锻件－用(yòng)作容器封头，中心部分(fēn)凹进去的轴对称形锻件如图1(c)所示。t為(wèi)公称厚度。
1.1.5 方形锻件－相交面互相垂直的六面體(tǐ)锻件如图1(d)所示。
三维尺寸a、b、c中*小(xiǎo)者為(wèi)公称厚度。
1.2 底波降低量BG/BF(dB)
无缺陷區(qū)的**次底波高度(BG)和有(yǒu)缺陷區(qū)的**次底波高度(BF)之比。由缺陷引起的底面反射的降低量用(yòng)dB值表示。
1.3 密集區(qū)缺陷
当荧光屏扫描線(xiàn)上相当于50mm 的声程范围内同时有(yǒu)5个或者5个以上的缺陷反射信号；或者在50mm×50mm的探测面上发现同一深度范围内有(yǒu)5个或5个以上的缺陷反射信号。
1.4 缺陷当量直径
用(yòng)AVG方法求出的假定与超声波束相垂直的平底孔的直径，称為(wèi)缺陷当量直径或简称為(wèi)当量直径。
1.5AVG曲線(xiàn)
以纵座标轴表示相对的反射回波高度，以横座标轴表示声程，对不同直径且假定与超声波束相垂直的圆平面缺陷所画出的曲線(xiàn)图叫AVG曲線(xiàn)，亦称DGS曲線(xiàn)。
2探伤人员
锻件探伤应由具有(yǒu)一定基础知识和锻件探伤经验，并经考核取得國(guó)家认可(kě)的资格证书者担任。
3探伤器材
3.1 探伤仪
3.1.1 应采用(yòng)A型脉冲反射式超声波探伤仪，其频响范围至少应在1~5MHz内。
3.1.2 仪器应至少在满刻度的75%范围内呈線(xiàn)性显示（误差在5%以内），垂直線(xiàn)性误差应不大于5%。
3.1.3 仪器和探伤的组合灵敏度：在达到所探工件*大声程处的探伤灵敏度时，有(yǒu)效灵敏度余量至少為(wèi)10dB。
3.1.4 衰减器的精度和范围，仪器的水平線(xiàn)性、动态范围等均应符合ZB Y230-84《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用(yòng)技术条件》中的有(yǒu)关规定。
3.2 探头
3.2.1 探头的公称频率主要為(wèi)2.5MHz，频率误差為(wèi)±10%。
3.2.2 主要采用(yòng)晶片尺寸為(wèi)Φ20mm的硬保护膜直探头。
3.2.3 必要时也可(kě)采用(yòng)2MHz或2.25MHz，以及晶片尺寸不大于Φ28mm的探头。
3.2.4 探头主声束应**峰，无偏斜。
3.3 耦合剂
可(kě)采用(yòng)机油、甘油等透声性能(néng)好，且不损害工件的液體(tǐ)。
4探伤时机及准备工作
4.1 探伤时机
探伤原则上应按排在*终热处理(lǐ)后，在槽、孔、台阶等加工前，比较简单的几何形状下进行。热处理(lǐ)后锻件形状若不适于超声波探伤也可(kě)在热处理(lǐ)前进行。但在热处理(lǐ)后，仍应对锻件尽可(kě)能(néng)完全地进行探伤。
4.2 准备工作
4.2.1 探伤面的光洁度不应低于Ñ5，且表面平整均匀，并与反射面平行，圆柱形锻件其端面应与轴線(xiàn)相垂直，以便于轴向探伤。方形锻件的端面应加工平整，相邻的端面应互相垂直。
4.2.2 探伤表面应无划伤以及油垢和污物(wù)等附着物(wù)。
4.2.3 锻件的几何形状及表面检查均合格后，方可(kě)进行探伤。
4.3 重要區(qū)
锻件的重要區(qū)应在设计图样中或按JB 755-85《压力容器锻件技术条件》予以注明。
5探伤方法
锻件一般应进行纵波探伤，对筒形锻件还应进行横波探伤，但扫查部位和验收标准应由供需双方商(shāng)定。
5.1 横波探伤
横波探伤应按附录B的要求进行。
5.2 纵波探伤
5.2.1 扫查方法
5.2.1.1 锻件原则上应从两相互垂直的方向进行探伤，尽可(kě)能(néng)地探测到锻件的全體(tǐ)积。主要探测方向如图2所示，其他(tā)形状的锻件也可(kě)参照执行。
5.2.1.2 扫查范围：应对锻件整个表面进行连续**扫查。
5.2.1.3 扫查速度：探头移动速度不超过150mm/s。
5.2.1.4 扫查复盖应為(wèi)探头直径的15%以上。
5.2.1.5 当锻件探测厚度大于400mm时，应从相对两端面探伤。
5.2.2 探伤灵敏度的校验。
5.2.2.1 原则上利用(yòng)大平底采用(yòng)计算法确定探伤灵敏度，对由于几何形状所限，以及缺陷在近场區(qū)内的工件，可(kě)采用(yòng)试块法（见附录A）。
5.2.2.2 用(yòng)底波法校正灵敏度，校正点的位置应选在工件上无缺陷的完好區(qū)域。
5.2.2.3 曲面补偿：对于探测面是曲面而又(yòu)无法采用(yòng)底波法的工件，应采用(yòng)曲率与工件相同或相近(0.7~1.1倍)的参考试块（见附录A）；或者采用(yòng)小(xiǎo)直径晶片的探头，使其近场區(qū)的長(cháng)度小(xiǎo)于等于1/4工件半径，这样可(kě)不需进行曲面补偿。
5.2.2.4 探伤灵敏度不得低于Φ2mm当量直径。
5.2.3 缺陷当量的确定
5.2.3.1 采用(yòng)AVG曲線(xiàn)及计算法确定缺陷当量。
5.2.3.2 计算缺陷当量时，当材质衰减系数超过4dB/m时，应考虑修正。
5.2.3.3 材质衰减系数的测定。
图2 探测方向（垂直探伤法）
a. 应在被测工件无缺陷區(qū)域，选取三处有(yǒu)代表性的部位，求B1/B2的值，即**次底波高度(B1)与**次底波高度(B2)之比的dB差值。
b. 衰减系数a(dB/m)的计算公式為(wèi)
a=(B1/B2(dB)-6dB)/2T
式中：T－声程，m。
5.2.3.4AVG曲線(xiàn)图见附录C。
5.3 灵敏度的重新(xīn)校验
5.3.1 除每次探伤前应校准灵敏度外，遇有(yǒu)下述情况时，必须对探伤灵敏度进行重新(xīn)校准：
a. 校正后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮等发生任何改变时；
b. 开路電(diàn)压波动或操作者怀疑灵敏度有(yǒu)变动时；
c. 连续工作4h以上；d. 工作结束时。
5.3.2 当增益電(diàn)平降低2dB以上时，应对上一次校准以来所有(yǒu)检查的锻件进行复探；当增益電(diàn)平升高2dB以上时，应对所有(yǒu)的记录信号进行重新(xīn)评定。
6记录
6.1 记录当量直径超过Φ4mm的单个缺陷的波幅和位置。
6.2 密集性缺陷：记录密集性缺陷中*大当量缺陷的位置和分(fēn)布。
6.2.1 饼形锻件应记录大于等于Φ4mm当量直径的缺陷密集區(qū)。
6.2.2 其他(tā)锻件应记录大于等于Φ3mm当量的缺陷密集區(qū)。
6.2.3 缺陷密集區(qū)面积以50mm×50mm的方块作為(wèi)*小(xiǎo)量度单位，其边界可(kě)由半波高度法决定。
6.3 应按表2要求记录底波降低量。
6.4 衰减系数：若供需双方有(yǒu)规定时，应记录衰减系数。
7等级分(fēn)类
7.1 单个缺陷反射的等级见表1。
表1 单个缺陷反射的等级
等 级 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ |
缺陷当量直径 | ≤Φ4 | Φ4+(7~8dB) | Φ4+(>8~12dB) | Φ4+(>12~16dB) | >Φ4+16dB |
7.2 底波降低量的等级见表2。
表2 由缺陷引起底波降低量的等级
等 级 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ |
底 波 降低量 | BG/BF | ≤8 | >8~14 | >14~20 | >20~26 | >26 |
| | | | | | | |
注：①在计算缺陷引起的底面反射降低量时，应扣除4dB/m的材质衰减。
②表2仅适用(yòng)于声程大于一倍近场區(qū)的缺陷。
7.3 密集區(qū)缺陷等级见表3。
表3 由密集區(qū)缺陷引起的等级
等 级 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ |
密集區(qū)缺陷占探伤总面积百分(fēn)比H | 0 | >0~5% | >5%~10% | >10%~20% | >20% |
注：表1~表3的等级应作為(wèi)独立的等级分(fēn)别使用(yòng)。
7.4 如果工件的材质衰减对探伤效果有(yǒu)较大的影响时，应重新(xīn)进行热处理(lǐ)。
7.5 按7.1、7.2、7.3条认定级别的缺陷，如果被探伤人员探定為(wèi)危害性缺陷时，可(kě)以不受上述条文(wén)的限制。
8探伤报告
探伤报告不应少于以下内容。
8.1 工件情况：工件名称、材料牌号、编号、材质衰减、主要部位尺寸草(cǎo)图、探伤面的光洁度。
8.2 探伤条件：探伤仪型号、探头频率、晶片尺寸(K值)、探测方向、探伤灵敏度、参考反射體(tǐ)、耦合剂等。
8.3 探伤结果
8.3.1 缺陷位置、缺陷当量直径、底波降低區(qū)及缺陷分(fēn)布示意图。
8.3.2 缺陷等级及其他(tā)。
8.4 探伤人员的资格证号、等级、姓名。报告签发人的资格证书、等级、姓名、日期。
附件A
试块要求
（补充件）
A1 遠(yuǎn)场區(qū)使用(yòng)，探测表面為(wèi)平面时，应采用(yòng)CS2型标准试块。
A2 遠(yuǎn)场區(qū)使用(yòng)，探测表面為(wèi)平面时，应采用(yòng)CS1型标准试块。
图A1
A3 探伤面是曲面时，原则上应采用(yòng)与工件具有(yǒu)大致相当曲率半径的对比试块，其具體(tǐ)形状如图A1所规定。
附录B
横波探伤
（补充件）
B1 横波探伤仅适用(yòng)于内外径之比大于等于75%的环形和筒形锻件。
B2 探头
B2.1 探头公称频率主要為(wèi)2.5MHz，也可(kě)用(yòng)2MHz。
B2.2 探头晶片面积140~400mm2。
B2.3 原则上应采用(yòng)K1探头，但根据工件几何形状的不同，也可(kě)采用(yòng)其他(tā)的K值探头。
B3 参考反射體(tǐ)
B3.1 為(wèi)了调整探伤灵敏度，利用(yòng)被探工件壁厚或長(cháng)度上的加工余量部分(fēn)制作对比试块，在锻件内外表面，分(fēn)别沿轴向和周向加工平行的V形槽作為(wèi)标准沟槽，V形槽長(cháng)度為(wèi)25mm，深度為(wèi)锻件壁厚的1%，角度為(wèi)60°。也可(kě)采用(yòng)其他(tā)等效的反射體(tǐ)（如边角反射等）。
B4 探伤方法
B4.1 扫查方法
B4.1.1 扫查方法见图B1。
图B1
B4.1.2 探头移动速度不应超过150mm/s。
B4.1.3 扫查复盖应為(wèi)探头宽度的15%以上。
B4.2 灵敏度检验
从锻件外圆面将探头对准内圆面的标准沟槽，调整增益，使*大反射高度為(wèi)满幅的80%，将该值在面板上作一点，以其為(wèi)探伤灵敏度；再移动探头探外圆面的标准沟槽，并将*大反射高度亦在面板上作一点，将以上两点用(yòng)直線(xiàn)连接并延長(cháng)，使之包括全部探伤范围，绘出距离－振幅曲線(xiàn)。内圆面探伤时以同一顺序进行，但探头斜楔应与内圆面曲率一致。
B5 记录
记录超过距离－振幅曲線(xiàn)一半的缺陷反射和缺陷检出位置。
附录C
AVG曲線(xiàn)图
（参考件）
C1AVG曲線(xiàn)参考图举例如下：
图C1 AVG曲線(xiàn)图（UsIP-11型仪器，Φ24mmK2G）
图C2 AVG曲線(xiàn)图（CTS-22型仪器，2.5MHz、Φ20mm）
C2AVG曲線(xiàn)图必须在CS1和CS2型标准试块上测定后绘制。