中华人民(mín)共和國(guó)机械行业标准
JB5440－91
压缩机锻钢零件的超声波探伤
1 主题内容与适用(yòng)范围
本标准规定了采用(yòng)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(fēn)类。
本标准适用(yòng)于压缩机锻钢零件（以下简称“工件”）和其他(tā)类似锻件的超声波探伤。
本标准不适用(yòng)于奥氏體(tǐ)等粗晶材料钢锻件的超声波探伤。
2 引用(yòng)标准
ZB J04001A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能(néng)测试方法
ZBY230 A型脉冲反射式超声探伤仪通用(yòng)技术条件
JB3111 无损检测名词术语
3术语
3.1 密集區(qū)缺陷
即在荧光屏扫描線(xiàn)相当于30mm声程范围内同时有(yǒu)3个或3个以上的缺陷反射信号；或是在30mm×30mm的探测面上发现在同一深度范围内有(yǒu)3个或3个以上的缺陷反射信号。
3.2 由缺陷引起的底波降低量BG/BF(dB)
即无缺陷完好區(qū)内的**次底波高度（BG）和有(yǒu)缺陷區(qū)域内的**次底波高度（BF）的幅度之比，用(yòng)dB值表示。
3.3 本标准其他(tā)术语符合JB3111的规定。
4探伤人员
压缩机锻钢零件探伤应由具有(yǒu)一定基础知识和锻件探伤经验，并经考核取得有(yǒu)关部门认可(kě)的资格证书者担任。
5探伤器材
5.1 探伤仪
5.1.1 采用(yòng)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%范围内呈線(xiàn)性显示，垂直線(xiàn)性误差不得大于5%。
5.1.3 仪器的水平線(xiàn)性、分(fēn)辨力和衰减器的精度等指标均应符合ZB Y230的有(yǒu)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，工作频率為(wèi)1~5MHz，误差為(wèi)±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(néng)
仪器系统的灵敏度余量和分(fēn)辨力应按ZB J04 001的有(yǒu)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(fēn)辨力不得低于20dB，横波斜探头的分(fēn)辨力不得低于15dB。
5.4 试块
标准标块用(yòng)碳钢或低合金钢锻件材料制作，其衰减系数应与被检工件相同或相近，不得存有(yǒu)大于等于φ2mm平底孔当量的缺陷。
5.4.1 纵波直探头采用(yòng)的标准试块
5.4.1.1 工件探测距离大于等于1.6倍近场區(qū)，应采用(yòng)纵波直探头。
5.4.1.2 纵波直探头探伤采用(yòng)的标准试块的形状和尺寸按图1和表1。
5.4.2 纵波双晶直探头采用(yòng)的标准试块
图1
表1 mm
高度Ｈ | 70 | 120 | 170 | 220 |
直径Ｄ | 50 | 60 | 80 |
5.4.2.1 工件探测距离小(xiǎo)于1.6倍近场區(qū)，应采用(yòng)纵波双晶直探头。
5.4.2.2 纵波双晶直探探作采用(yòng)的标准试块形状和尺寸按图2和表2。
图2
表2 mm
序号 | φ2 | φ3 | φ4 | φ6 |
| 探 测 距 离 L |
1 | 5 |
2 | 10 |
3 | 15 |
4 | 20 |
5 | 25 |
6 | 30 |
7 | 35 |
8 | 40 |
9 | 45 |
5.4.3 横波斜探头探伤采用(yòng)的标准试块的形状和尺寸按附录A中A1.3条及图A1的规定。
5.4.4 探伤面是曲面时，应采用(yòng)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(néng)损失，其形状和尺寸按图3。
图3
5.5 耦合剂
可(kě)采用(yòng)机油、甘油、油脂等透声性能(néng)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(lǐ)后进行。若因热处理(lǐ)后工件形状不适于超声探伤，也可(kě)将探伤安排在热处理(lǐ)前，但热处理(lǐ)后，仍应对其进行尽可(kě)能(néng)完全的探伤。
6.2 工件应在外观检查合格后，方可(kě)进行超声探伤，所有(yǒu)影响超探的油污及其他(tā)附着物(wù)都应予以**。
6.3 探伤面的表面粗糙度值应為(wèi)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為(wèi)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(yòng)纵波探伤进行有(yǒu)效的检测，经供需双方协商(shāng)同意，可(kě)采用(yòng)附录A规定的横波探伤。
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，并应尽量查到工件的整个體(tǐ)积。
7.1.2 压缩机主要零件的探测方向如图4所示。
7.2 扫查
7.2.1 应对工件整个探测面进行**连续的扫查。相邻两次扫查其重叠部分(fēn)约為(wèi)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 因工件几何形状所限而扫查不到的區(qū)域，应在探伤报告中予以注明。
7.3 工件材质衰减系数的测定
7.3.1 在工件无缺陷完好區(qū)域，选取三处探测面与底面平行且有(yǒu)代表性的部位，调节仪器使**次底面回波幅度（B1）為(wèi)满刻度的50%，记录此时衰减器读数。再调节衰减器，使**次底面回波幅度（B2）為(wèi)满刻度的50%，两次衰减器读数之差即為(wèi)（B1-B2）的dB差值。
7.3.2 衰减系数的计算公式為(wèi)：
a=[(B1-B2)-6dB]/2S
式中：a－衰减系数，dB/m；
(B1-B2)－两次衰减器的读数之差，dB；
S－工件的探测声程，m。
7.3.3 工件上三处部位衰减系数的平均值即作為(wèi)该工件的衰减系数。
7.4 探伤灵敏度的确定
图4
7.4.1 纵波直探头探伤灵敏度的确定
当被探部位的厚度大于探头的1.6倍近场區(qū)时，原则上可(kě)选用(yòng)底波（采取A、V、G计算法）确定探伤灵敏度。对由于几何形状所限，不能(néng)获得底波者，可(kě)直接采用(yòng)试块法确定探伤灵敏度。
7.4.2 纵波双晶直探头探伤灵敏度的确定
根据需要选择不同直径平底孔的试块，并测试一组不同探测距离的平底孔（至少6个）。调节衰减器，使其中*高的回波幅度达到满刻度的80%。不改变仪器的参数，测出其他(tā)平底孔回波的*高点，将其绘在荧光屏上，连接这些点，即是对应于不同直径平底孔的纵波双晶直探头的距离－幅度曲線(xiàn)。
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，应对由表面粗糙度引起的能(néng)量消耗进行补偿。
7.4.3.2 材质衰减补偿：在探伤和缺陷定量时，应对由材质衰减引起的探伤灵敏度和缺陷当量的变化进行衰减补偿。
7.4.3.3 曲面补偿：对于探测面是曲面的工件，可(kě)采用(yòng)与工件曲率半径相同或接近（0.7~1.1倍）的对比试块，否则应补偿因曲率不同引起的声能(néng)损失。
7.4.4 探伤灵敏度一般不低于工件*大探测距离处的φ2mm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(yǒu)改变时，应重新(xīn)调整。当增益電(diàn)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；当增益電(diàn)平升高2dB以上时，应对所有(yǒu)记录缺陷进行重新(xīn)定量。
8缺陷检测
8.1 缺陷当量的确定
8.1.1 采用(yòng)A、V、G计算法确定缺陷当量。对位于近场區(qū)不能(néng)用(yòng)上述方法确定缺陷当量的，可(kě)以利用(yòng)双晶直探头，采用(yòng)不同直径平底孔的试块，通过比较法来确定缺陷当量。
8.1.2 密集區(qū)缺陷和单个大缺陷的边界可(kě)利用(yòng)半波高度法来确定。
8.1.3 计算缺陷当量时若材质衰减系数超过4dB/m，应进行修正。
8.2 缺陷记录
8.2.1 记录当量平底孔直径超过φ2mm的单个缺陷的位置和波幅。
8.2.2 记录当量平底孔直径超过φ2mm的密集區(qū)缺陷，及其*大缺陷的位置和分(fēn)布，密集區(qū)缺陷面积以30mm×30mm的方块作為(wèi)*小(xiǎo)度量单位。
8.2.3 记录由缺陷引起的底面回波降低量及其分(fēn)布范围。
8.2.4 虽不属于上述情况，但探伤人员能(néng)判定是危害性的缺陷也应予以记录。
8.2.5 应记录材质衰减系数。
9缺陷等级分(fēn)类
9.1 单个缺陷的等级分(fēn)类按表3规定。
表3 mm
等 级 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
缺陷当量直径 | ≤2 | >2~3 | >3~4 | >4~5 | >5~6 | >6~8 | >8~10 | >10 |
9.2 由缺陷引起的底波降低量等级分(fēn)类按表4规定。
表4 dB
等 级 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
底波降低量（BG/BF） | ≤8 | >8~14 | >14~20 | >20~26 | >26 |
9.3 密集區(qū)缺陷等级分(fēn)类按表5规定。
表5 %
等 级 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
密集區(qū)缺陷面积占探伤总面积的百分(fēn)比 | 0 | >0~5 | >5~10 | >10~20 | >20 |
9.4 表3、表4、表5的等级在评定工件质量时，应作為(wèi)独立的等级分(fēn)别使用(yòng)。
9.5 对于被探伤人员判定為(wèi)危险性的缺陷，其分(fēn)级不受上述条文(wén)的限制。
10 探伤报告
探伤报告应包括下述内容：
a. 委托探伤的单位，探伤报告编号，签发日期；
b. 锻钢件的名称、编号、材料牌号、热处理(lǐ)状态、探伤面的表面粗糙度、工件尺寸草(cǎo)图；
c. 探伤仪的型号、探头型号、探伤频率、耦合剂、探伤灵敏度和扫查方式；
d. 在草(cǎo)图上，标明检测區(qū)域。如有(yǒu)因几何形状限制而检测不到的部位也必须在草(cǎo)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、等级和日期。
附录A
横波检验
(补充件)
A1 检测设备
A1.1 仪器和探头的性能(néng)应符合5.1条、5.2条及5.3条的要求。
A1.2 仪器和探头的组合灵敏度余量在达到所探工件*大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。
图A1
表A1 mm
材料公称厚度 | 试块厚度Ｔ |
≤25 | 25 |
>25~50 | 50 |
>50~100 | 100 |
>100~150 | 150 |
>150~200 | 200 |
A2 距离－幅度曲線(xiàn)的制作
利用(yòng)图A1所示的基本校正标块，采用(yòng)斜探头，探测试块深充位置分(fēn)别為(wèi)T/4、T/2、3T/4的横孔，分(fēn)别找出各个*大反射波幅点位置，并在荧光屏上标记出来，连接这些点就得到其距离－幅度曲線(xiàn)。
A3 扫查
斜探头至少应在探伤面上相互垂直的两个方向进行扫查。在扫查时，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－幅度曲線(xiàn)的缺陷，并测定其几何尺寸和位置。
A4.2 探伤人员认為(wèi)有(yǒu)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(shāng)定。
A6 探伤报告
探伤报告应按本标准第10章的规定。
附加说明：
本标准由國(guó)内压缩机标准化技术委员会提出。
本标准由机械電(diàn)子工业部合肥通用(yòng)机械研究所归口并负责起草(cǎo)。
本标准主要起草(cǎo)人袁榕。
机械電(diàn)子工业部1991-07-22批准
1992-07-01实施