中华人民(mín)共和國(guó)机械工业部部标准
JB 1581—85 代替JB1581—75
汽轮机、汽轮发電(diàn)机转子和主轴锻件超声探伤方法
本标准适用(yòng)于JB1265—72《電(diàn)站汽轮机和船用(yòng)汽轮机主轴、整體(tǐ)转子锻件技术条件》以及JB 1267—72《汽轮发電(diàn)机转子锻件技术条件》中各类转子和主轴锻件的超声探伤。其它轴类锻件可(kě)参考使用(yòng)。
1应用(yòng)前提
1.1 本标准采用(yòng)2~2.5MHz的探测频率，按照脉冲反射式原理(lǐ)，在转子和主轴锻件的外圆表面用(yòng)直探头进行接触法探伤，探头的更大直径為(wèi)28mm。必要时可(kě)使用(yòng)其它行之有(yǒu)效的方法（如变换探测频率、探头规格、增加探伤面等）进行检查。
1.2 从事转子和主轴锻件超声探伤的人员应持有(yǒu)有(yǒu)关部门颁发的相应资格的证书，并能(néng)正确理(lǐ)解和使用(yòng)本标准。
2一般要求
2.16.3 需探伤的转子和主轴锻件，其外形应尽可(kě)能(néng)加工成简单的圆柱形状，避免出现妨碍探伤工作的锥體(tǐ)、沟槽、圆孤形过渡區(qū)等几何形状。表面粗糙度Ra应不大于6.3μm，并且没有(yǒu)划伤、机加工留下的细屑、油漆或其它外来粘附物(wù)。
2.2 锻造厂為(wèi)反映出厂质量而作的超声探伤，一般应在*终热处理(lǐ)之后进行，如果必须在*终热处理(lǐ)之前加工出**、沟槽、锥體(tǐ)等几何形状，也允许采用(yòng)加工这些几何形状之前的*后一次探伤结果作為(wèi)评定锻件质量的依据。
2.3 *终热处理(lǐ)之后為(wèi)反映出厂质量而作的探伤，必须在锻件的材质衰减系数不大于每米4分(fēn)贝的情况下进行。
2.4 材质衰减系数的测定，应在被探部位的端部200~500mm轴向范围内无缺陷信号的圆周面上用(yòng)2~2.5MHz的探测频率进行。
2.5 锻件交货前未能(néng)进行探伤的部位，交货后可(kě)由订货厂补作探伤，其探伤结果也同样是评定锻件质量的依据。
3设备要求
3.1 用(yòng)于转子和主轴锻件探伤的探伤仪，应至少具有(yǒu)1.25、2.5、5MHz三种频率，或者数值相近的其它探测频率。
3.2 探伤仪应备有(yǒu)数值可(kě)按1dB或2dB间隔进行全量程调节、*大衰减量不低于50dB的衰减器。衰减器的精度应在任意12dB中误差不大于±1dB。
3.3 在用(yòng)2~2.5MHz、直径20mm的直探头探测CS—2型试块上测距500mm、直径2mm平底孔时，探伤装置的有(yǒu)效灵敏度余量应在平底孔的信号幅度等于示波屏垂直显示极限75%的情况下，不小(xiǎo)于20dB。
3.4 探伤仪的水平線(xiàn)性误差应不大于2%，垂直線(xiàn)性误差不大于5%，分(fēn)辨力应不小(xiǎo)于20dB，*大灵敏度下的盲區(qū)应不大于20mm，按ZBY230—84《A型脉冲反射式超声探伤仪通用(yòng)技术条件》的规定测量。
3.5 探头性能(néng)应按ZBY231—84《超声探伤用(yòng)探头性能(néng)测试方法》的规定。
4参考试块
4.1 在需要使用(yòng)参考试块调节扫描線(xiàn)比例和探伤灵敏度、绘制“距离—幅度”曲線(xiàn)和确定缺陷当量时，应使用(yòng)CS—2型参考试块。
CS—2型参考试块的形状、尺寸、数量、材质、加工要求等见本标准的附录A。
4.2 本标准不限制使用(yòng)与CS—2型试块有(yǒu)等效作用(yòng)的其它试块。
5探伤灵敏度
5.1 用(yòng)于转子和主轴锻件的探伤灵敏度，应能(néng)有(yǒu)效地发现被检锻件中当量直径等于和大于2mm的缺陷。
為(wèi)便于发现缺陷，允许在寻找缺陷的扫查中使用(yòng)高于规定数值的灵敏度，但在发现缺陷之后进行的各项测定工作，则必须在规定的灵敏度下进行。
5.2 為(wèi)了调整探伤灵敏度的需要，应在扫描線(xiàn)上方等于屏高40%~80%的范围内事先选定一个平行于扫描線(xiàn)的基准高度。
5.3 当被探部位的厚度大于探头的三倍近场區(qū)时，可(kě)任意选用(yòng)底波调整法或试块调整法调整探伤灵敏度；当被探部位的厚度等于或小(xiǎo)于探头的三倍近场區(qū)时，应采用(yòng)试块调整法。
5.4 底波调整法
5.4.1 先用(yòng)能(néng)足以显示材料组织的高灵敏度在锻件上找出无缺陷的部位。
5.4.2 在符合5.4.1款要求的部位上把底波幅度调到等于基准高度。
5.4.3 根据被探部位的厚度以及底面形状提高探伤仪增益至规定数值（见5.4.4款和5.4.5款）。
5.4.4 探测实心锻件时，需提高的增益数值可(kě)用(yòng)下式求得：
Ma=2λDa/πd2
式中：Ma——需提高的增益倍数； Da——被探部位的直径，mm；
d——平底孔直径，mm（此处d等于2mm）；λ——波長(cháng)，mm；
π——圆周率，即3.14159。
5.4.5 探测有(yǒu)中心孔的锻件时，需提高的增益数值可(kě)用(yòng)下式求得：
_____
Mr=(2λT/πd2)·√Di/Da
式中：Mr——需提高的增益倍数； T——被探部位的厚度，mm；
Da——被探部位的外径，mm； Di——被探部位的内径，mm；
d——平底孔直径，mm（此处d等于2mm）；λ——波長(cháng)，mm；
π——圆周率，即3.14159。
5.5 试块调整法
5.5.1 使用(yòng)CS—2型参考试块或具有(yǒu)等效作用(yòng)的其它试块上测距等于或近于锻件厚度、直径2mm的平底孔进行调整。
5.5.2 把符合5.5.1款要求的平底孔信号幅度调至等于基准高度。
5.5.3 根据被探部位的直径提高探伤仪的增益至规定数值（见5.5.4），用(yòng)以补偿锻件圆孤面引起的声能(néng)损失。
5.5.4 需提高的增益数值应从CS—R型试块上测得。
CS—R型试块的形状、尺寸、数量、材质、加工要求等，见本标准的附录B。
6扫描線(xiàn)的比例调节
在调节扫描線(xiàn)的比例时，应使**次底波的前沿位置不超过示波屏水平极限的80%，以利观察一次底波之后的某些信号情况。
7扫查要求
7.1 探头在被探部位的移动速度不大于150mm/s，相邻两次扫查之间应有(yǒu)一定的重叠，重叠宽度不小(xiǎo)于扫查宽度的15%。
7.2 在同一个探伤面上，应进行两次扫查，并使两次扫查之间的扫查方向相垂直。
7.3 在扫查过程中不但要注意观察底波之前有(yǒu)无缺陷信号，而且要注意观察底波之后有(yǒu)无缺陷信号。
7.4 如果遇到底波信号或其它非缺陷信号（如探头反射信号、迟到波信号等）发生明显降低或消失时，应及时查明发生此种情况的原因。
8缺陷信号的分(fēn)类
8.1 密集缺陷信号：在边長(cháng)50mm的立方體(tǐ)内，数量不少于5个，当量直径不小(xiǎo)于2mm的缺陷信号。
8.2 分(fēn)散缺陷信号：在边長(cháng)50mm的立方體(tǐ)内，数量少于5个，当量直径不小(xiǎo)于2mm的缺陷信号。
8.3 单个缺陷信号：间距大于50mm、当量直径不小(xiǎo)于2mm的缺陷信号。
8.4 连续缺陷信号：某个测距上当量直径不小(xiǎo)于2mm，幅度波动范围能(néng)在探头持续移动距离等于或大于30mm的區(qū)间内不大于2dB的缺陷信号。
8.5 游动缺陷信号：探头在被探部位移动时，信号前沿位置的移动距离相当于25mm或25mm以上工件厚度的缺陷信号。
9缺陷的测量与记录
9.1 探伤中遇到缺陷信号之后，应根据缺陷信号的类别采用(yòng)不同的方法对缺陷进行测定。
9.2 当遇到单个或分(fēn)散缺陷信号时应进行的测量工作：
a. 缺陷的当量直径；
b. 缺陷在锻件上的位置。
9.3 在实心锻件上遇到密集缺陷信号时应进行的测量工作：
a. 缺陷的深度分(fēn)布范围（根据缺陷信号前沿在扫描線(xiàn)上的位置进行测量）；
b. 缺陷的轴向分(fēn)布范围（根据探头中心声束扫查到缺陷的移动范围进行测定）；
c. 缺陷的*大当量直径；
d. 缺陷密集區(qū)在锻件上的位置。
9.4 在空心锻件上遇到密集缺陷信号时应进行的测量工作：
a. 缺陷的深度分(fēn)布范围（根据缺陷信号前沿在扫描線(xiàn)上的位置进行测量）；
b. 缺陷的轴向分(fēn)布范围（根据探头中心声束扫查到缺陷的移动范围进行测量）；
c. 缺陷的周向分(fēn)布范围（测量方法与9.4b相同，但必须根据被测部位的曲率对测量值进行几何修正）；
d. 缺陷的*大当量直径；
e. 缺陷密集區(qū)在锻件上的位置。
9.5 当遇到连续缺陷信号时应进行的测量工作：
a. 缺陷的指示長(cháng)度和垂直于指示長(cháng)度的缺陷宽度（用(yòng)半波高度测長(cháng)法进行测量，沿周向测量时，应根椐被测部位的曲率对测量值进行几何修正）；
b. 缺陷的*大当量直径；
c. 缺陷在锻件上的位置。
9.6 当遇到游动缺陷信号时应进行的测量工作：
a. 信号的游动范围（用(yòng)相当于工件厚度的*小(xiǎo)值和*大值两个数值表示）；
b. 能(néng)探测到缺陷的探头周向移动范围（弧長(cháng)）；
c. 缺陷信号幅度*大处的缺陷当量和缺陷位置；
d. 缺陷的轴向長(cháng)度（用(yòng)半波高度测長(cháng)法进行测量）；
e. 缺陷在锻件上的位置。
9.7 在根据缺陷信号幅度测量缺陷当量直径时，应使用(yòng)平底孔的“距离—幅度”关系进行修正。
9.8 在由缺陷引起底波明显降低的部位，应对底波的降低程度及明显降低的區(qū)域进行测量。
9.9 对游动距离小(xiǎo)于工件厚度25mm的缺陷信号，可(kě)用(yòng)四参数作图法估判缺陷的位置和走向。
注：四参数作图法是在能(néng)探测缺陷的探头周向移动范围内建立多(duō)个测量点，利用(yòng)各个测量点上测到的缺陷测距、缺陷信号幅度和底波幅度分(fēn)析缺陷位置、走向以及尺寸的一种作图方法。
9.10 在需要制定缺陷性质时，应根据缺陷的尺寸（当量、長(cháng)度、宽度等），数量、形状、方位、分(fēn)布状况，信号静态和动态的特征，锻件材料的特性、冶炼、锻造、热处理(lǐ)等工艺因素综合分(fēn)析，给出参考意见。必要时还应采取其它检验方法协同验证。
9.11 凡按9.2~9.10条要求测量和制定的结果都应记录。
10 探伤报告
10.1 探伤完毕后应书写探伤报告。
10.2 探伤报告应包括下列内容：
a. 锻件名称、图号、材料、尺寸简图、热处理(lǐ)状态；
b. 锻件编号、炉号、产品命令号（或工作号）；
c. 委托单位、委托日期、委托编号；
d. 探伤条件；
e. 9.11中规定记录的内容及缺陷分(fēn)布图（展开图）；
f. 未探伤的部位及其原因；
g. 有(yǒu)参考价值的波形图；
h. 有(yǒu)必要说明的情况；
i. 探伤日期、探伤者的资格证号、探伤者和审核者的签名。
附 录 A
CS—2型参考试块及其技术要求
(补充件)
A1CS—2型参考试块為(wèi)平面型试块，由两种试块组成，一种是没有(yǒu)平底孔的大平底试块，另一种是底部有(yǒu)直径2~8mm平底孔的试块。
A2 试块总数66块，其中大平底试块11块，平底孔试块55块。
A3 采用(yòng)電(diàn)炉或平炉熔炼的45碳钢钢锭，经锻压和正火处理(lǐ)后进行加工（锻压比不小(xiǎo)于3）。
A4 用(yòng)5MHz、直径1.6mm平底孔信号幅度等于屏高80%的灵敏度探测试块时，示波屏上应当不出现缺陷信号，信噪比不小(xiǎo)于6dB，试块中心轴線(xiàn)上的材质衰减系数不大于每米4dB。
A5 试块外形及各部分(fēn)尺寸见表A1。
表A1 CS—2型参考试块尺寸及外形
序号 | 试块编号 | 孔径dmm | 测距L1mm | 高度L2 mm | 外径Dmm | 参考图 | 序号 | 试块编号 | 孔径dmm | 测距L1 mm | 高度L2mm | 外径Dmm | 参考图 |
1 | 25/0 | 0 | 25 | 25 | ≥35 | a | 34 | 150/4 | 4 | 150 | 175 | ≥85 | b |
2 | 25/2 | 2 | 25 | 50 | ≥35 | b | 35 | 150/6 | 6 | 150 | 175 | ≥85 | b |
3 | 25/3 | 3 | 25 | 50 | ≥35 | b | 36 | 150/8 | 8 | 150 | 175 | ≥85 | b |
4 | 25/4 | 4 | 25 | 50 | ≥35 | b | 37 | 200/0 | 0 | 200 | 200 | ≥100 | a |
5 | 25/6 | 6 | 25 | 50 | ≥35 | b | 38 | 200/2 | 2 | 200 | 225 | ≥100 | b |
6 | 25/8 | 8 | 25 | 50 | ≥35 | b | 39 | 200/3 | 3 | 200 | 225 | ≥100 | b |
7 | 50/0 | 0 | 50 | 50 | ≥50 | a | 40 | 200/4 | 4 | 200 | 225 | ≥100 | b |
8 | 50/2 | 2 | 50 | 75 | ≥50 | b | 41 | 200/6 | 6 | 200 | 225 | ≥100 | b |
9 | 50/3 | 3 | 50 | 75 | ≥50 | b | 42 | 200/8 | 8 | 200 | 225 | ≥100 | b |
10 | 50/4 | 4 | 50 | 75 | ≥50 | b | 43 | 250/0 | 0 | 250 | 250 | ≥110 | a |
11 | 50/6 | 6 | 50 | 75 | ≥50 | b | 44 | 250/2 | 2 | 250 | 275 | ≥110 | b |
12 | 50/8 | 8 | 50 | 75 | ≥50 | b | 45 | 250/3 | 3 | 250 | 275 | ≥110 | b |
13 | 75/0 | 0 | 75 | 75 | ≥60 | a | 46 | 250/4 | 4 | 250 | 275 | ≥110 | b |
14 | 75/2 | 2 | 75 | 100 | ≥60 | b | 47 | 250/6 | 6 | 250 | 275 | ≥110 | b |
15 | 75/3 | 3 | 75 | 100 | ≥60 | b | 48 | 250/8 | 8 | 250 | 275 | ≥110 | b |
16 | 75/4 | 4 | 75 | 100 | ≥60 | b | 49 | 300/0 | 0 | 300 | 300 | ≥120 | a |
17 | 75/6 | 6 | 75 | 100 | ≥60 | b | 50 | 300/2 | 2 | 300 | 325 | ≥120 | b |
18 | 75/8 | 8 | 75 | 100 | ≥60 | b | 51 | 300/3 | 3 | 300 | 325 | ≥120 | b |
19 | 100/0 | 0 | 100 | 100 | ≥70 | a | 52 | 300/4 | 4 | 300 | 325 | ≥120 | b |
20 | 100/2 | 2 | 100 | 125 | ≥70 | b | 53 | 300/6 | 6 | 300 | 325 | ≥120 | b |
21 | 100/3 | 3 | 100 | 125 | ≥70 | b | 54 | 300/8 | 8 | 300 | 325 | ≥120 | b |
22 | 100/4 | 4 | 100 | 125 | ≥70 | b | 55 | 400/0 | 0 | 400 | 400 | ≥140 | a |
23 | 100/6 | 6 | 100 | 125 | ≥70 | b | 56 | 400/2 | 2 | 400 | 425 | ≥140 | b |
24 | 100/8 | 8 | 100 | 125 | ≥70 | b | 57 | 400/3 | 3 | 400 | 425 | ≥140 | b |
25 | 125/0 | 0 | 125 | 125 | ≥80 | a | 58 | 400/4 | 4 | 400 | 425 | ≥140 | b |
26 | 125/2 | 2 | 125 | 150 | ≥80 | b | 59 | 400/6 | 6 | 400 | 425 | ≥140 | b |
27 | 125/3 | 3 | 125 | 150 | ≥80 | b | 60 | 400/8 | 8 | 400 | 425 | ≥140 | b |
28 | 125/4 | 4 | 125 | 150 | ≥80 | b | 61 | 500/0 | 0 | 500 | 500 | ≥155 | a |
29 | 125/6 | 6 | 125 | 150 | ≥80 | b | 62 | 500/2 | 2 | 500 | 525 | ≥155 | b |
30 | 125/8 | 8 | 125 | 150 | ≥80 | b | 63 | 500/3 | 3 | 500 | 525 | ≥155 | b |
31 | 150/0 | 0 | 150 | 150 | ≥85 | a | 64 | 500/4 | 4 | 500 | 525 | ≥155 | b |
32 | 150/2 | 2 | 150 | 175 | ≥85 | b | 65 | 500/6 | 6 | 500 | 525 | ≥155 | b |
33 | 150/3 | 3 | 150 | 150 | ≥85 | b | 66 | 500/8 | 8 | 500 | 525 | ≥155 | b |
参 考 图 a | | 参 考 图 b | |
附 录 B
CS—R型参考试块及其技术要求
(补充件)
B 1 CS—R型参考试块為(wèi)大平底试块，用(yòng)以测量探测面為(wèi)凸形圆柱面的锻件探伤中，因曲率不同而引起的声能(néng)损失。
B 2 试块总数14块，其中1块的探测面為(wèi)平面，其余13块為(wèi)曲率不同的凸形圆柱面。
B 3 采用(yòng)電(diàn)炉或平炉熔炼的45碳钢钢锭，经锻压和正火处理(lǐ)后进行加工(锻压比不小(xiǎo)于3)。
B 4 用(yòng)5MHz、直径1.6mm平底孔信号幅度等于屏高80%的灵敏度探测试块时，示波屏上应当不出现缺陷信号，信噪比不小(xiǎo)于6dB，试块中心轴線(xiàn)上的材质衰减系数不大于每米4dB。
B 5 试块外形及各部份尺寸见表B1。
表B1 CS—R参考试块尺寸及外形
序号 | 试块编号 | 探测面R | 参 考 图 |
1 | 75/0 | — | |
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | 75/50 75/75 75/100 75/125 75/150 75/200 75/300 75/400 75/500 75/600 75/700 75/750 75/800 | 50 75 100 125 150 200 300 400 500 600 700 750 800 | |
_______________________
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：徐立贤
机械工业部1985-05-18发布 1985-12-01实施