机械工业部重型矿山(shān)机械工业局企业标准
JB/ZQ 6141-86
超声波检验用(yòng)钢质对比试块的制作和控制
本标准适用(yòng)于超声波检验用(yòng)钢质对比试块的制作和控制。
按本标准制作的对比试块，适用(yòng)于对平面形状的碳钢、合金钢锻件进行超声波探伤检验，对曲面形状的钢质锻件或铸件，经曲率或材质补偿后也可(kě)参照使用(yòng)。对比试块适用(yòng)于超
声波接触法探伤，也适用(yòng)于超声波水浸法探伤。对比试块还可(kě)在一定条件下用(yòng)于检查超声波
探伤仪和探头系统的特性。
本标准参照采用(yòng)ASTME428—71(1981年重新(xīn)审批) 《超声波检验用(yòng)钢质对比试块的
制作和控制标准》。
1与本标准有(yǒu)关的标准
ZBY230—84 《A型脉冲反射式超声探伤仪通用(yòng)技术条件》
ZBY231—84 《超声探伤用(yòng)探头性能(néng)测试方法》
JB/ZQ6142－86《超声波检验用(yòng)铝合金对比试块的制作和控制》
2技术要求
2.1 设备要求
检查对比试块声學(xué)性能(néng)所用(yòng)的超声波探伤仪和探头应符合ZB Y230和ZBY231标准的规
定。
2.2 材料要求
2.2.1 一般要求
材料质量的关键是它的声學(xué)特性必须与被检工件基本一致。為(wèi)此，材料的晶粒度、热处
理(lǐ)状态、物(wù)理(lǐ)性能(néng)、化學(xué)成分(fēn)等均需与被检件基本一致。一般可(kě)采用(yòng)中碳钢制成，晶粒度5
～6级，硬度250±25HB，参考化學(xué)成分(fēn)见表1。
表1 参考化學(xué)成分(fēn) %
C | Si | Mn | P | S |
0.42~0.50 | 0.17~0.37 | 0.50~0.80 | ≤0.040 | ≤0.045 |
2.2.2 声學(xué)特性要求
2.2.2.1 将对比试块的坯料进行****的探伤检查时，在坯料的轴向和径向内部均不应存在比直径2mm平底孔的信号还要小(xiǎo)8dB的缺陷信号。
2.2.2.2 当探伤灵敏度為(wèi)500mm深，直径2mm平底孔的反射波高达满幅度的9O％时，在对比试块上不应该出现达到20％波高的声學(xué)杂波信号(不可(kě)与電(diàn)子仪器中常见的電(diàn)噪声相混淆）。
2.2.2.3 用(yòng)2.5MHz频率的超声纵波在对比试块上的底面多(duō)次反射回波来观察试块材质的声
能(néng)衰减。将**次底波幅度调到满幅度的90％，并和后两次底面重复反射波幅相加后(共三
次)与无衰减的距离—幅度曲線(xiàn)的声學(xué)规律相比较，其差值应在±25％之内。将试块中的平
底孔反射与其声學(xué)规律相比较，其差值应在±10％以内。
2.2.3 试块尺寸要求
2.2.3.1 试块种类
本标准规定了以下三组对比试块。试块外形如图1、图2、图3所示。
2.2.3.2 CS1型对比试块
CS1型试块适合于超声波探测近场區(qū)范围的缺陷，也适用(yòng)于对厚度较薄的锻件中的缺陷进行定量测量和定位。制作定量面板和绘制包括近區(qū)的距离－幅度特性曲線(xiàn)时亦需采用(yòng)，它的规格见表2。
表2 CS1型对比试块孔径
2.2.3.3 CS2型对比试块
整套CS2型对比试块的材质应保持一致，孔深為(wèi)25～500mm，可(kě)用(yòng)于测绘距离-幅度特性曲線(xiàn)，它的规格见表3。
2.2.3.4 CS3型对比试块
CS3型试块适合于超声波检验时对大面积缺陷进行适当的静态和动态波形的定量比较，
也适合观察缺陷对底波影响的程度，它的规格见表4。
2.2.3.5 小(xiǎo)型对比试块
在特定条件下，根据工作需要，為(wèi)避免重量过大的成套试块使用(yòng)的不便，也可(kě)以采用(yòng)尺
寸较小(xiǎo)的试块。这种改变了外圆尺寸和其他(tā)要素的试块，只有(yǒu)在其声學(xué)特性同标准的成套试
块声學(xué)特性有(yǒu)可(kě)靠的对应关系的情况下方可(kě)使用(yòng)。
3 试块的制作
3.1 试块一般可(kě)采用(yòng)中碳钢，经压延、拉拔或锻造制成。试块应按CS系列规定的要求（见
图1、图2、图3和表1、表2、表3）进行加工。
3.2 磨削前应进行一次超声波检验，检验合格后再继续进行加工。
3.3 试块*好成组制作，以便相互比较，以确保它们之间的声學(xué)特性的一致性（平底孔直径2mm的试块更有(yǒu)必要）。
图1 CS1型对比试块
图2 CS2型对比试块
4 检查
4.1 加工精度检查
4.1.1 加工后的每一对比试块的几何尺寸、平面度、表面粗糙度以及直径2mm和2mm以上的平底孔均可(kě)用(yòng)物(wù)理(lǐ)方法进行检查。
4.1.2 平底孔可(kě)用(yòng)制作复型的方式来检查。复型材料建议用(yòng)硅橡胶树脂為(wèi)好，以免与孔粘连。检查时先用(yòng)汽油及无腐蚀的溶剂将孔清洗干净，然后用(yòng)干燥和过滤的空气吹干。吹干后
用(yòng)医用(yòng)注射器和尺寸适宜的针将复型材料注入孔中，注射时要从底部开始逐渐外移直到把孔填满，以确保孔内无空隙和残留空气。孔填满后插入一销钉、螺钉或其他(tā)适当的物(wù)體(tǐ)作為(wèi)坚固的芯杆，以便将复型取出。硅橡胶固化后即可(kě)取出复型进行检查。检查应在光學(xué)比较仪上
进行。
4.1.3 平底孔也可(kě)以通过对成品试块进行破坏性抽检，抽检率由试块制造厂和需方商(shāng)定。
4.2 声學(xué)特性检查
4.2.1 检查
4.2.1.1 当试块具有(yǒu)良好的外部尺寸和正确的孔形后就应做进一步试验来检查它的声學(xué)特性。如以浸液方法测定其特性时，则应将平底孔清洗干净后，将短橡皮塞头压入，将孔暂时
堵塞，或用(yòng)其他(tā)方法封住（孔与底面用(yòng)防水胶布粘住，确保密封）。
4.2.1.2 对比试块的超声波测试方法是将超声纵波沿轴向及径向入射到材料中去。可(kě)以采用(yòng)水浸法，用(yòng)清洁去气的水作耦合剂，也可(kě)采用(yòng)直接接触法，用(yòng)机油作耦合剂。
图3 CS2、CS3型对比试块
表3 CS2型对比试块尺寸 mm
序号 | 试块编号 | 孔径d | 测距L1 | 高度L2 | 外径φ | 参考图 | 序号 | 试块编号 | 孔径d | 测距L1 | 高度L2 | 外径φ | 参考图 |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 | 25/0 25/2 25/3 25/4 25/6 25/8 50/0 50/2 50/3 50/4 50/6 50/8 75/0 75/2 75/3 75/4 75/6 75/8 100/0 100/2 100/3 100/4 100/6 100/8 125/0 125/2 125/3 125/4 125/6 125/8 150/0 150/2 150/3 | 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 | 25 25 25 25 25 25 50 50 50 50 50 50 75 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100 100 125 125 125 125 125 125 150 150 150 | 25 50 50 50 50 50 50 75 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100 100 125 125 125 125 125 125 150 150 150 150 150 150 175 175 | ≥35 ≥35 ≥35 ≥35 ≥35 ≥35 ≥50 ≥50 ≥50 ≥50 ≥50 ≥50 ≥60 ≥60 ≥60 ≥60 ≥60 ≥60 ≥70 ≥70 ≥70 ≥70 ≥70 ≥70 ≥80 ≥80 ≥80 ≥80 ≥80 ≥80 ≥85 ≥85 ≥85 | 图2 图3 图3 图3 图3 图3 图2 图3 图3 图3 图3 图3 图2 图3图3图3图3图3图2图3图3图3图3图3图2图3图3图3图3图3图2图3图3 | 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 | 150/4 150/6 150/8 200/0 200/2 200/3 200/4 200/6 200/8 250/0 250/2 250/3 250/4 250/6 250/8 300/0 300/2 300/3 300/4 300/6 300/8 400/0 400/2 400/3 400/4 400/6 400/8 500/0 500/2 500/3 500/4 500/6 500/8 | 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 | 125 125 125 200 200 200 200 200 200 250 250 250 250 250 250 300 300 300 300 300 300 400 400 400 400 400 400 500 500 500 500 500 500 | 175 175 175 200 200 200 200 200 200 250 275 275 275 275 275 300 325 325 325 325 325 400 425 425 425 425 425 500 525 525 525 525 525 | ≥85 ≥85 ≥85 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥110 ≥110 ≥110 ≥110 ≥110 ≥110 ≥120 ≥120 ≥120≥120≥120 ≥120 ≥140 ≥140 ≥140 ≥140 ≥140 ≥140 ≥155 ≥155 ≥155 ≥155 ≥155 ≥155 | 图3 图3 图3 图2 图3 图3 图3 图3 图3 图2 图3 图3 图3 图3 图3 图2 图3 图3 图3 图3 图3 图2 图3 图3 图3 图3 图2 图3 图3 图3 图3 图3 |
表4 CS3型对比试块尺寸（见图3） mm
序号 | 试块 编号 | 孔径d | 测距L1 | 高度L2 | 外径φ | 序号 | 试块 编号 | 孔径d | 测距L1 | 高度L2 | 外径φ |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | 50/10 100/10 100/15 150/10 150/15 150/20 200/10 200/15 200/20 | 10 10 15 10 15 20 10 15 20 | 50 100 100 150 150 150 200 200 200 | 75 125 125 175 175 175 225 225 225 | 70 80 80 90 90 90 100 100 100 | 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | 300/10 300/15 300/20 400/10 400/15 400/20 500/10 500/15 500/20 | 10 15 20 10 15 20 10 15 20 | 300 300 300 400 400 400 500 500 500 | 325 325 325 425 425 425 525 525 525 | 120 120 120 140 140 140 160 160 160 |
4.2.2 面积—幅度特性曲線(xiàn)
4.2.2.1 绘制面积—幅度特性曲線(xiàn)需要一套具有(yǒu)相同测距和不同孔径的试块。测定时关掉仪
器上的抑制，使脉冲显示的垂直动态范围尽可(kě)能(néng)大。图中表示幅度的坐(zuò)标可(kě)以用(yòng)波高百分(fēn)比
或衰减分(fēn)贝值表示；而横坐(zuò)标可(kě)用(yòng)平底孔面积或相对面积之比(平底孔面积与探头面积之比)来表示。
4.2.2.2 当使用(yòng)波高百分(fēn)比时，将*大平底孔的反射波调到*大值后，不要改变仪器的任何条件，再对不同孔径的反射波测定其波高百分(fēn)比。
4.2.2.3 当使用(yòng)衰减法时，先用(yòng)仪器增益将*小(xiǎo)平底孔的反射波调好，并以此作為(wèi)基准波高，然后在维持基准波高的前提下，测定不同孔径的衰减分(fēn)贝值。
4.2.2.4 根据上述结果即可(kě)绘出面积—幅度曲線(xiàn)，见附录A中的图Al。
4.2.3 距离—幅度曲線(xiàn)
4.2.3.1 绘制距离—幅度特性曲線(xiàn)需要一定数量的具有(yǒu)相同孔径和不同测距的试块。测定时把相当于探头近场區(qū)距离的平底孔反射信号幅度调到80％，然后不要改变仪器的任何条件，
再去测试其他(tā)测试距离的试块，并将反射波幅度与测试距离的关系绘成特性曲線(xiàn)。另外，距
离—幅度曲線(xiàn)中的幅度单位可(kě)以用(yòng)衰减分(fēn)贝值表示，而距离坐(zuò)标可(kě)用(yòng)单对数值表示，见附录
A中的图A2。
4.2.4 不合格试块
任何—个试块，如果表现出不规则的声學(xué)特性，或明显地出现不允许的误差，则该试块
即為(wèi)不合格。不合格试块不能(néng)使用(yòng)，亦不允许采用(yòng)修整平底孔的办法来满足所需的声學(xué)特性。
5对比试块的标记、涂层和堵塞
5.1 标志(zhì)
每个试块上均需作上長(cháng)久性印记(金属压印)，标明试块型号、测距及孔径。如CS2 －300—6，即CS2型对比试块，300mm的测距，直径6mm的平底孔。数字标志(zhì)一般刻印在试块侧面上部，以便试块成组堆放时观察。
5.2 保护涂层
在腐蚀环境下使用(yòng)的碳钢、合金钢对比试块可(kě)采用(yòng)镀镍方式保护，镀层厚度应在0.02mm
以下，并不得对试块的几何尺寸及声學(xué)特性产生影响。
5.3 堵塞
符合要求并经正确标记的对比试块可(kě)用(yòng)以下方法对平底孔进行堵塞：
a. 先用(yòng)无腐蚀性的溶剂将孔清洗干净，再用(yòng)过滤、干燥的空气吹干。
b. 将一压配合且長(cháng)度比平底孔短的塞头(铅质)压入平底孔中。塞头外露部分(fēn)应磨平。
6 报告
每套试块应报告以下内容：
a．面积—幅度曲線(xiàn)和距离—幅度曲線(xiàn)；
b．测试仪器和探头说明及选用(yòng)的工作条件；
c．合格证。合格证上应有(yǒu)检验人员的签名，同时要注明无损检测人员技术资格等级和
证号，无资格证者签证无效。
附录A
特性曲線(xiàn)（补充件）
A 1 面积－幅度曲線(xiàn)
A1.1 按本标准规定绘制的面积－幅度曲線(xiàn)如图A1所示。
A1.2 曲線(xiàn)用(yòng)CTS－15型超声波探伤仪、2.5MHz、直径20mm刚玉保护膜脉冲探头，在仪器条件為(wèi)抑制关，发射3的情况下测绘。
A 2 距离－幅度曲線(xiàn)
A2.1 按本标准规定绘制的距离－幅度曲線(xiàn)如图A2、A3所示。
A2.2 图A2中的曲線(xiàn)用(yòng)CTS－22型超声波探伤仪、2.5MHz、直径20mm刚玉保护膜探头，在仪器条件為(wèi)抑制关、增益小(xiǎo)的情况下测绘。
A2.3 图A3中的曲線(xiàn)用(yòng)USIP－11型超声波探伤仪、K2G、直径24mm探头，在抑制关、功率2、增益小(xiǎo)、分(fēn)辨力2、重频×1、波高80%的情况下测绘。
图A1
图A2
附加说明：
本标准由德阳大型铸锻件研究所提出并归口。
本标准由**重型机器厂负责起草(cǎo)。
本标准主要起草(cǎo)人王开松。
图A3
机械工业部重型矿山(shān)机械工业局1986-03-25发布 1986-05-01实施