中华人民(mín)共和國(guó)专业标准
A型脉冲反射式超声探伤系统
工作性能(néng) 测试方法 ZB J04001-87
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1适用(yòng)范围
1.1 本标准适用(yòng)于在探伤现场条件下测试超声探伤系统的工作性能(néng)。超声探伤系统指实际探伤工作中使用(yòng)的设备，包括A型脉冲反射式超声探伤仪，超声探头及连接它们的高频電(diàn)缆。测试时只需使用(yòng)本标准中规定的标准试块而不需任何電(diàn)子仪器。
1.2 本标准只规定超声探伤系统性能(néng)的测试方法，但不提出系统的性能(néng)指标或其验收条件。当需要时，供需双方可(kě)事先协商(shāng)规定验收产品时所使用(yòng)超声探伤系统应达到的*低性能(néng)指标。
1.3 本标准不适用(yòng)于测试超声探伤仪或超声探头的单件性能(néng)。在单独测试其中某一单件时，可(kě)按ZB Y230—84《A型脉冲反射式超声探伤仪通用(yòng)技术条件》及ZB Y231—84《超声探伤用(yòng)探头性能(néng)测试方法》分(fēn)别进行测试，但必须配备适当的電(diàn)子仪器。
1.4 本标准只适用(yòng)于手工探伤，不适用(yòng)于自动化超声探伤。
1.5 本标准只适用(yòng)于包括一般接触式超声直探头或斜探头的系统，不适用(yòng)于包括其他(tā)类型（例如双晶式、水浸式等）超声探头的系统。
2术语定义
2.1 灵敏度余量：超声探伤系统中，以一定電(diàn)平表示的标准缺陷探测灵敏度与*大探测灵敏度之间的差值。
2.2 分(fēn)辨力：超声探伤系统能(néng)够把距探头不同距离的两个邻近缺陷在示波屏上作為(wèi)两个回波區(qū)别出来的能(néng)力。
2.3 其它术语定义参照JB 3111—82《无损检测名词术语》。
3测试项目
3.1 采用(yòng)直探头时：灵敏度余量、垂直線(xiàn)性、水平線(xiàn)性、分(fēn)辨力及盲區(qū)，分(fēn)别按照4、5、6、7、8各章进行测试。
3.2 采用(yòng)斜探头时：垂直線(xiàn)性、水平線(xiàn)性、入射点、折射角、分(fēn)辨力及灵敏度余量，分(fēn)别按照5、6、9、10、11、12各章进行测试。
3.3 根据设备使用(yòng)情况，由使用(yòng)单位或由供需双方协商(shāng)规定应测试的项目以及每仪测试的周期。
4灵敏度余量测试方法
4.1 概要
本测试是為(wèi)了检查超声探伤系统灵敏度的变化情况，用(yòng)灵敏度余量值表示。测试时使用(yòng)DB—P20—2型试块（见附录A），探伤仪的抑制置于“0”或“断”，其它调整取适当值，*好选取在随后探伤工作中将使用(yòng)的调整值。
4.2 方法
4.2.1 将仪表的增益调至*大，但如電(diàn)噪声较大时，应降低增益（调节增益控制器或衰减器），使電(diàn)噪声電(diàn)平降至10%满刻度。设此时衰减器的读数為(wèi)So。
4.2.2 将探头压在试块上，中间加适当的耦合剂，以保持稳定的声耦合调节衰减器，使平底孔回波高度降至50%满刻度。设此时衰减器的读数為(wèi)S1。
4.2.3 超声探伤系统的灵敏度余量（以dB表示）由下式给出。
S= S1-So………………………………………………………⑴
5垂直線(xiàn)性测试方法
5.1 概要
本测试是為(wèi)了检查超声探伤仪增益線(xiàn)性和衰减器精度两者的综合效果。测试时使用(yòng)DB—PZ20—2型或Z20—4型试块（见附录A），探伤仪的抑制置于“0”或“断”，其它调整取适当值。
5.2 方法
5.2.1 将探头压在试块上，中间加适当的耦合剂，以保持稳定的声耦合；并将平底孔的回波调至屏幕上时基線(xiàn)的近中央处。
5.2.2 调节衰减器或探头位置，使孔的回波高度恰為(wèi)100%满刻度，此时衰减器至少应有(yǒu)30dB的衰减余量.
5.2.3 以每次2dB的增量调节衰减，每次调节后用(yòng)满刻度的百分(fēn)值记下回波幅度，一直继续到衰减值為(wèi)26dB，测量精度為(wèi)0.1% 。将测试结果列如表1。测试值与波高理(lǐ)论值之差為(wèi)偏差值，从表中取*大正偏差d（＋）和*大负偏差d（－）的**值之和為(wèi)垂直線(xiàn)性误差d（以百分(fēn)值计），它由式⑵给出
…………………………………………⑵
5.2.4 按5.2.3条的方法将衰减值增加到30dB，判定这时是否能(néng)清楚地确认回波的存在。回波的消失情况代表探伤系统的动态范围。
表１ 垂直線(xiàn)性测试记录
衰 减 量 (dB) | 波高理(lǐ)论值 (%) | 测 试 值 (%) | 偏 差 (%) | 回波的消失情况 |
0 | 100.0 | | | — |
2 | 79.4 | | | — |
4 | 63.1 | | | — |
6 | 50.1 | | | — |
8 | 39.8 | | | — |
10 | 31.6 | | | — |
12 | 25.1 | | | — |
14 | 20.0 | | | — |
16 | 15.8 | | | — |
18 | 12.5 | | | — |
20 | 10.0 | | | — |
22 | 7.9 | | | — |
24 | 6.3 | | | — |
26 | 5.0 | | | |
30 | | | | |
6水平線(xiàn)性测试方法
6.1 概要
本测试是為(wèi)了检查超声探伤系统的时基線(xiàn)性。测试时使用(yòng)探伤面与底面平行而表面光滑的任何试块，试块的厚度原则上相当于探测声程的1/5，采用(yòng)任意的常用(yòng)探头。探伤仪的抑制置于“0”或“断”，其它调整取适当值。
6.2 方法
6.2.1 将探头压在试块上，中间加适当的耦合剂，以保持稳定的声耦合。调节探伤仪器的增益和扫描控制器，使屏幕上显示出第6次底波。
6.2.2 当底波B1和B6的幅度分(fēn)别為(wèi)50％满刻度时，将它们的前沿分(fēn)别对准刻度0和100（设水平全刻度為(wèi)100格）。B1和B6的前沿位置在调整中如相互影响，则应反复进行调整。
图1
6.2.3 再依次分(fēn)别地将底波B2、B3、B4、B5调到50％满刻度，并分(fēn)别读出底波B2、B3、B4、B5的前沿与刻度20、40、60、80的偏差α2 、α3、α4、α5（以格数计），然后取其中*大的偏差值αmax 。 见图１中的B1～B6是分(fēn)别调到同一幅度，而不是同时达到此幅度。水平線(xiàn)性误差由式⑶给出：
%………………………………………⑶
7分(fēn)辨力测试方法
7.1 概要
本测试是為(wèi)了检查超声探伤系统的分(fēn)辨力。测试时使用(yòng)1号标准试块（ZB Y 232—84《超声探伤用(yòng)1号标准试块技术条件》）或CSK—IA型试块（见附录B），探伤仪的抑制置于“0”或“断”，其它调整取适当值。
7.2 方法
7.2.1 将探头压在试块上如图2所示的位置，中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合。调整仪器的增益并左右移动探头，使来自A 、B两个面的回波幅度相等并约為(wèi)20％～30％满刻度，如图3中h1。
图2 图3
7.2.2 调节衰减器：使A、B两波峰间的波谷上升到原来波峰高度，此时衰减器所释放的dB数（等于用(yòng)衰减器读出的缺口深度h1/h2之值）即為(wèi)以dB值表示的超声探伤系统的分(fēn)辨力X。
8盲區(qū)测试方法
8.1 概要
本测试是為(wèi)了测定超声探伤系统在规定探伤灵敏度下，从探伤表面至可(kě)探测缺陷的*小(xiǎo)距离。测试时使用(yòng)DZ—1型试块（见附录C）。探伤仪的抑制置于“0”或“断”，除灵敏度调节外，其它调整取适当值。
8.2 方法
8.2.1 调节超声探伤仪灵敏度，使符合探伤规范的要求（作為(wèi)参考，可(kě)以采用(yòng)Φ20mm直探头，并调整仪器灵敏度使来自DB—P Z20—2型或Z20—4型试块的平底孔回波达50％满刻度）。
8.2.2 将探头压在DZ—1型试块上，中间加适当耦合剂以保持稳定的声耦合。选择能(néng)够分(fēn)辨得开的*短探测距离的Φ2mm横孔，并将孔的回波幅度调至大于50％满刻度，如回波的前沿和始波后沿相交的波谷低于10％满刻度，则此*短距离即為(wèi)盲區(qū)。
9斜探头入射点测试方法
9.1 概要
本测试是為(wèi)了测定斜探头声束中心在入射探伤面上的位置（入射点）。测试时使用(yòng)1号标准试块（ZB Y232）或CSK—IA试块。
9.2 方法
9.2.1 将斜探头压在试块上如图4所示的位置，中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合。使声束朝向R100mm的曲面，并在探头声束轴線(xiàn)与试块侧面保持平行的情况下前后移动探头，至曲面回波的幅度达到*大。
9.2.2 读出试块上R100mm 圆心标记線(xiàn)所对应的探头侧面刻度，此刻度位置即斜探头的入射点，读数应**到0.5mm。
图 4
10 斜探头折射角或K值的测试方法
10.1 概要
本测试是為(wèi)了测定斜探头声束入射于探伤面时的折射角（）或斜探头的K（K＝tg）的值。测试时使用(yòng)1号标准试块（ZB Y232）或CSK—IA型试块。
10.2 方法
10.2.1 根据斜探头折射角的不同标称值，把探头压在1号标准试块上的不同位置（如图5），中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合。
a. 当折射角為(wèi)34o～66o时，探头放在图5（a）的位置，使用(yòng)Ф50mm孔的回波进行测定。
b. 当折射角為(wèi)60o～75o时，探头放在图5（b）的位置，使用(yòng)Ф50mm孔的回波进行测定。
图 5
c. 当折射角為(wèi)74o～80o时，探头放在图5（c）的位置，使用(yòng)Ф1.5mm孔的回波进行测定。
在探头声束轴線(xiàn)与试块侧面保持平行的情况下前后移动探头，使回波达到*大。
10.2.2 读出探头入射点在试块侧面上所对应的角度刻度值，此刻度值即為(wèi)斜探头的折射角β，读数应**到0.5度。
10.2.3 也可(kě)使用(yòng)CSK—IA型试块直接测定斜探头的K值。将斜探头压在试块上的不同位置，如图5（a）和5（b），中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合。
a. 当K值為(wèi)1.0～1.5时，探头放在图5（a）的位置，使用(yòng)Ф50mm孔的回波进行测定。
b. 当K值為(wèi)2.0～3.0时，探头放在图5（b）的位置，使用(yòng)Ф50mm孔的回波进行测定。
在探头声束轴線(xiàn)与试块侧面保持平行的情况下前后移动探头，使回波达到*大。从探头入射点在试块侧面所对应的刻度值即可(kě)直接读出斜探头的K值。
11 斜探头分(fēn)辨力测试方法
11.1 概要
本测试是為(wèi)了检查超声探伤系统（斜探头）的分(fēn)辨力。测试时使用(yòng)CSK—IA型试块，探伤仪的抑制置于“0”或“断”，其它调整取适当值。
11.2 方法
11.2.1 根据斜探头的折射角或K值，将探头压在CSK—IA型试块上，其位置如图5（a） 或5（b）所示，中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合。移动探头位置使来自Ф50mm和Ф44mm两孔的回波A、B高度相等，并约為(wèi)20％～30％满刻度,如图6中h1。
图 6
11.2.2 调节衰减器，使A、B两波峰间的波谷上升到原来波峰高度，此时衰减器所释放的dB数（等于用(yòng)衰减器读出的缺口深度h1／h2之值）即為(wèi)以dB值表示的超声探伤系统（斜探头）分(fēn)辨力Z。
12 斜探头灵敏度余量测试方法
12.1 概要
本测试是為(wèi)了检查超声探伤系统在经过一段使用(yòng)时期后的灵敏度变化情况，以及在实际应用(yòng)中表示不同斜探头灵敏度的相对值。测试时使用(yòng)1号标准试块（ZB Y232）或CSK—IA型试块。探伤仪的抑制置于“0”或“断”，其它调整取适当值。
12.2 方法
12.2.1 将超声探伤仪的增益调至*大；但如電(diàn)噪声较大时，应降低增益（调节增益控制器或衰减器）使電(diàn)噪声電(diàn)平降至10％满刻度，设此时衰减器的读数為(wèi)o。
12.2.2 将探头压在试块上，位置如图4所示，中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合。调节衰减器使来自R100mm曲面的回波高度降至50％满刻度。设此时衰减器的读数為(wèi)1。
12.2.3 斜探头灵敏度余量（以dB表示）由下式给出：
＝1－o……………………………………………⑷
13 测试报告
在测试报告中，除应按要求的检查内容记录各个项目的测试结果外，还应同时记录下列各项：
a. 探伤仪和探头的制造厂名、型式和编写；
b. 试块的制造厂名、型式和编号；
c. 测试频率；
d. 仪器上各控制器的调整值；
e. 测试操作者姓名；
f. 测试日期；
g. 事先规定需记录的其它内容。
附录A DB-P型试块
（补充件）
A1形状和尺寸
mm
型号DB—P | Z20—2 | Z20—4 |
l | 200 | 200 |
L | 225 | 225 |
D | 2 | 4 |
A2技术要求
a. 试块材料采用(yòng)45号上等碳素结构钢，主要化學(xué)成份应符合GB 699—65《上等碳素结构钢钢号和一般技术条件》规定；
b. 试块坯料经锻造和热处理(lǐ)，晶粒度应达7级；
c. 试块的探测面及侧面，在2.5MHz以上频率及高灵敏度条件下进行探伤，不得出现大于距探测面20mm处的Ф2mm平底孔反射回来的回波幅度1/4的缺陷回波。
附录B CSK-ⅠA型试块
（补充块）
B1形状和尺寸
尺寸公差±0.1
各边不垂直度不大于0.05
B2技术要求
a. 试块材料采用(yòng)20号上等碳素结构钢，主要化學(xué)成份符合GB699的规定；
b. 试块坯料经锻造和热处理(lǐ)，晶粒度应达7级；
c. 使用(yòng)5MHz的直探头，分(fēn)别对试块的前侧面、后侧面、顶面、底面进行**积的接触法超声波探伤，不得出现大于距探测面20mm处的Ф2mm反射回来的回波幅度1/4的缺陷回波。
附录C DZ-Ⅰ型试块
(补充件)
C1形状和尺寸
C2技术要求
a. 试块材料采用(yòng)45号上等碳素结构钢,主要化學(xué)成份应符合GB699的规定；
b. 试块坯料经锻造和热处理(lǐ)，晶粒度应达7级；
c. 试块的探测面及侧面，在2.5Mhz以上频率及高灵敏度条件下进行探伤,不得出现于距深测面20mm处的Ф2mm反射回来的回波幅度1/4的缺陷回波。
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附加说明：
本标准由上海材料研究所提出并归口。
本标准由上海材料研究所负责起草(cǎo)。
本标准主要起草(cǎo)人：曾克京