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【HB/Z59—1997超声波检验】
  【字体: 】 【打印 2011/10/20 15:29:17
1范围
    本说明书规定了用超声波脉冲反射技术对航空工业所用变形金属及其制件进行超声波检验的方法及影响检验结果的主要因素的质量控制要求。
    本标准适用于锻轧坯、锻轧件、板材、挤压或轧制棒材、型材及由其制成的零件。本标准不适用于焊接件、铸件、夹层结构及非金属。
2引用标准
    下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
    GB443—83  机械油
    GB/T12604.1—90  无损检测术语. 超声检测
    HB5357—1997 航空无损检测人员的资格鉴定与认证
    ZBY232 —84  超声探伤用探头性能测试方法
    ZBY232 —84  超声探伤用’ 号标准试块技术条件
3定义
    本标准所用术语的定义见GB/T12604.1。
4 检验方法的原理和分类及使用的可能性
    4.1 原理
    超声波脉冲反射法是将持续时间极短的超声波脉冲发射到被检件内,根据反射波的幅度和时间来显示反射体的存在及其位置的检验方法。
    4.2 分类
    本标准规定的超声波检验方法可分为接触法和液浸法两大类。
    4.3 使用的可能性
    使用本标准发现不连续性的可能性与所用灵敏度的大小、不连续性的情况、材料的组织及探伤盲区的大小等因素有关。
5一般要求
    5.1 检验人员
    从事超声波检验的人员应按HB5357 的规定进行培训、考核并取得相应等级的资格证书。
    5.2 检验场所
    5.2.1. 超声波检验不应在影响正常工作的强磁、震动、高频、灰尘大、有腐蚀性气体及噪音大的场所进行。
    5.2.2检验场所应避开(或遮住)明亮的光线。
    5.2.3  检验场所的温度及湿度应控制在仪器、设备及器材所允许的范围内。
    5.3  设备及器材
    5.3.1  检验仪
    对于新购超声波检验仪,使用单位应要求制造厂提供其脉冲发生器部分、接收器部分、门’ 报警部分、时基部分及电源部分的电性能。
    5.3.2  探头
    对于新购超声波探头,使用单位应要求制造厂提供其频率谱、相对脉冲回波灵敏度、时间响应、电阻抗及声场分布,并应符合6.1.3或6.2.3的要求。
    5.3.3  检验仪与探头配用
    5.3.3.1 检验仪的脉冲发生器和接收器的频率特性应与所用探头相匹配。
    5.3.3.2  两者配用的使用性能应满足表1的要求,测试方法见附录A(标准的附录)。至少每使用一年应校验一次使用性能,但在进行修理后,应随时进行校验。所有校验记录均应保存备查。

    5.3.4  稳压器
    在信号幅度调整到荧光屏满刻度50%的情况下,如果电源电压的波动使信号幅度的变化超过荧光屏满刻度的±2.5%,则应使用稳压器。
    5.3.5  液槽
液槽应足够大,液体应有足够的深度。
    5.3.6  探头操纵装置
    5.3.6.1 应能在两个互相垂直并直立于液面的平面内进行探头角度调节,以便获得对不连续性的最佳响应。操纵装置的最大偏差或操作精度,应能满足在规定灵敏度下的超声波检测要求。
    5.3.7  转动夹具
    应能使受检件在要求的扫查速度下作顺时针或反时针方向的平稳转动。
    5.3.8  探头专用喷嘴
    对于某些特殊的应用,当浸没法检查无法进行时,探头可附加上专用喷嘴,以提供足够的液程。
    5.3.9 试块
    5.3.9.1  标准试块
    5.3.9.1.1  纵波检验用的铝合金标准试块应符合附录B( 标准的附录)的要求。用于纵波和横波检验的钢制1 号标准试块应符合ZBY232 的要求。
    5.3.9.1.2   标准试块应每五年送检定机构校验一次。
    5.3.9.2  对比试块
    5.3.9.2.1  对比试块制作用料的透声性、声速和声阻抗应与受检件的相同或相近。变形铝合金、镁合金、钛合金及碳钢或低合金钢的对比试块用料一般可按表2 选定;不锈钢、镍基合金或钻基合金等一般应采用被检件材料制作;钛合金挤压件应采用与受检件相近的挤压件制作。

    5.3.9.2.2制作对比试块材料的纯净度应采用较高灵敏度进行超声波检验,以确定不存在影响使用的自然不连续性,任何信号的幅度至少应比受检件材料所允许的噪声水平低6dB’,且任何部位底反射损失均不得大于3dB。
    5.3.9.2.3  应采用较高频率的非聚焦探头液浸法对每套(不少于12 块)试块声衰减特性的一致性进行测定。对每一厚度的试块材料应测量将第一次底反射波幅度提高到入射面反射波幅度所需的增益分贝值,将测量结果画成分贝值与材料厚度的关系图,通过各数据点画出最佳拟合线。对于可用的一套试块用料,任何点与此拟合线的偏差不得超过±1dB,见图1。

    5.3.9.3  人工反射体
    人工反射体可以是平底孔、横孔或切槽,其尺寸可采用常规物理测量方法进行检查,或用硅橡胶覆型法进行检验,可参照附录G(提示的附录)。
    5.3.9.4  使用部门应每年检查对比试块的超声响应,并与原数据比较。偏差超过±1dB的试块应进行修正。
    5.3.9.5   标记
    每套距离一幅度组或面积一幅度组试块都应附有“ 距离一幅度”曲线或“ 面积一幅度”曲线。所有试块
都应有永久的标记,包括试块的编号、材料牌号、人工反射体的尺寸、埋深及角度等。
    5.3.10   耦合剂
    5.3.10.1  接触法
所用的混合剂不得有损于探头和受检件。常用的藕合剂有水、油类、脂类、水玻璃及化学浆糊等。经供需双方协商橡胶类耐磨的薄膜可用于探头与工件之间,以防止探头过度磨损。耦合剂的粘度应根据受检件的表面粗糙度来选择,表3 给出了直接接触耦合剂的选择参考。

    5.3.10.2 液浸法
    一般采用无气泡的清洁水,其它能在探头与被检件之间传递超声波的液体藕合剂也可使用,例如:轻质油、甘油等。必要时可加入适量的润湿剂和防蚀剂,但均不得有损于受检件及设备。水温一般应控制在10—35°。
    5.4 对受检件的要求
    5.4.1 外形
    所有受检件一般应在精加工前完成检验。如受检件的几何形状复杂,除对原材料进行检验及对未加工的受检件进行可能的检验外,还应在机械加工阶段中对需要部位进行检验。
    5.4.2 表面状态
    5.4.2.1 对每个被检件都应进行目视检查,以保证声束进入面和反射面没有松动的氧化皮、折叠、毛刺、油污、切削或磨削颗粒等有碍超声检查的任何表面状态。如果个别部位不可能清除,应在被检件上作出标记,供质量评定时参考。
    5.4.2.2 表面粗糙度要求,对于AAA 级检验应不低于Ra1.6μm;对于AA 级和A 级检验应不低于Ra3.2μm;对于B 级检验应不低于Ra6.3μm。表面车削应采用圆头刀具。
    5.4.3 材料状态
    一般情况下,受检件应在供货的热处理状态下进行检验,但只要有可能,最终的检验应在最终热处理之后进行。对于变形铝合金,应在最终热处理之后进行检验,若在其它阶段进行,应由供需双方议定。可进行超声波检验的材料,通常要求无关的噪声显示信号幅值应比要求检出的同声程最小不连续性显示信号幅值至少低6dB。
    5.5 检验规程(或检验图表)
    5.5.1为使另一个有技术资格的检验人员能重复该检验并获得相同的检验结果,检验规程(或检验图表)至少应包括以下内容:
    a 检验单位的名称;b 规程的编号、编制和修改日期、编制规程所依据的文件号及其编写和修改日期;c 受检件的名称、图号、检验工序号、材料牌号及热处理状态。d 受检件的草图,并应标明超声检验部位、入射面及其粗糙度,由于某种原因(如盲区、形状等)不连续性不能被发现的区域,成品件的轮廓及各部位的验收等级;e 超声检验仪及配用设备的型号;f 探头的类型、频率、尺寸及斜探头的角度等;g试块的型号或代号;h耦合剂的名称及牌号;i 检验仪和探头操纵装置的调整;j 探头相对于受检件表面的位置、扫查方式、扫查速度及扫查间距;k 记录显示信号的方式;l 评定不连续性的方法及验收标准;m标记的部位及方法。
    5.5.2规程或图表应由本专业III 级人员编制,并经 III级人员或主管工程师审校后送主管部门批准。
    5.5.3 入射方向和入射面的选择
入射方向的选择应使声束中心线与不连续性反射面(特别是与最大受力方向相垂直的不连续性反射面)尽可能垂直,这种反射面的最大可能取向应根据成形工艺及对高低倍组织的研究来确定。一般情况下:
    a 对于锻件、挤压件、棒材和板材,声束应尽可能垂直于流线方向;
    b 长边与短边之比小于3:1 的矩形截面应沿长边和短边两个方向进行扫查;
    c 正方形的自由锻件至少在三个相邻面上进行检查。
    检验时,各种类型的过渡截面、沟槽及孔均能产生反射信号,入射方向应尽可能避开产生这些干扰信号的方向。
    为保证检出近表面的不连续性,必要时应从正、反两面进行检查。
    5.5.4检验频率的选择
对于给定的受检件,检验频率应根据要求发现的不连续性的性质(组织的非均匀性或宏观缺陷)及大小来选择。一般说来,频率的上限应根据材质的衰减和草状回波信号的大小来决定,而下限应根据分辨力、声束指向性来决定。
    5.5.5扫查速度的选择
一般情况下,目视监测时扫查速度不宜超过50mm/s,其它场合,为能可靠地启动调定的报警装置,扫查速度以不超过100mm/s 为宜。
    5.6扫查的进行
扫查应严格按照检验规程(或说明图表)进行。可采用直线扫查、同心圆扫查或螺旋扫查等方式进行检查。
在每次检查开始前和结束后、在仪器的调整或插接件有任何变更后均应检查仪器及探头操纵装置的调整情况。在发现有问题之前和上次调整之后所检查过的受检件应全部再次检验。检验大型件时" 在检验每一件的前后均应检查调整情况。
在检查形状规则及上下面平行的受检件,例如板、棒、挤压材等时,可将声、光报警与荧光屏目视监测结合使用。
    5.7检验记录
    一般应包括以下内容:
    a送检单位及送检日期;b受检件名称、图号、零件号、炉( 批)号、工序号及数量;c 所执行的检验规程(或检验图表)的编号;d任何反射信号波高超过所规定验收等级的不连续性的位置及波高超出的分贝值;e 检验人员及检验日期。检验记录应编号保存。
    5.8检验后工件的处理
    5.8.1不合格件
所含不连续性超过有关验收标准的受检件应与合格件分开放置,并设明显的标记,然后按有关质量控制文件规定的程序进行处理。对确认不合格的受检件应作出明显的不合格标记,隔离存放。
    5.8.2 合格件
    5.8.2.1对完全符合验收标准的受检件,应作出适当标记。标记的方法和部位应对受检件的使用性能无害,且在后续加工中不被去除或污损。如后续加工会去除所做的标记或在锭、节号齐全的情况下,可在书面报告中用文字或符号加以说明。
    5.8.2.2 可采用下述推荐的标记方法:
    a 钢印—当有关的规范(或图表)允许时,应采用打钢印法。
    b腐蚀—当有关的规范(或图表)允许时,也可采用此法,但应采用合适的腐蚀剂和方法。
    c涂色—当上述两法不合适时,可采用涂色法。
    d对于完全磨光或抛光的受检件,如因表面粗糙度或功能要求不宜采用以上方法时,可采用其它的替代方法,如标签法等。
    5.8.3 对于需机械加工的零件,当不连续性指示超过验收标准的要求时,只要在以后的机械加工中可以除去,则可允许。但对这样的受检件应作详细核查,对不连续性进行详细定位,以确认可被加工掉。
    5.8.4腐蚀防护
检验后,应及时清除干净受检件上的藕合剂并使其干燥。对于液浸法,受检件在液槽中的时间不应超过检验所需的时间,应及时取出并使其干燥。所有精加工件,在干燥后均应涂以防腐剂。
    5.9检验报告
检验报告的格式可自行设计,但至少应包括:报告编号、受检件名称和图号及编号、材料牌号、检验规程
(或检验图表)的编号、验收标准、超过标准的不连续性的位置和当量直径及分布示意图、评定结论、检验人员、审核者、专业负责人及日期等项内容。检验报告应至少一式两份,由检验单位和委托单位各持一份。检验报告应作为质量档案保存。
6详细要求
    6.1 纵波检验要求
    6.1.1 检查范围
    6.1.1.1 初次扫查至少应垂直扫查与主流线平行的一些面。
    6.1.1.2 当入射面的纵向分辨力(信噪比为2:1 或更大时)不足以分辨靠近入射面的不连续性时,应从背面再进行一次扫查。必要时可由供需双方商定增加其它的检验(如横波检验),或增大加工余量。
    6.1.1.3当未给出入射面的加工余量时,入射面的纵向分辨力(信噪比为2:1 或更大时)要求见表,,但对于铝合金锻件应如图2 所示。

    6.1.1.4 对于检查深度要求较大的受检件,如果用最大的有效金属声程从一面扫查也无法检出规定的验收等级的最小不连续性时,则应从背面再进行一次扫查。
    6.1.2 试块

    6.1.2.1平表面试块
    平表面试块的形状及尺寸可参照附录B(标准的附录)。
    6.1.2.2 圆柱面对比试块
    6.1.2.2.1 每套试块可由直径为200mm、180mm、150mm、120mm、100mm、80mm、65mm、50mm、40mm、25mm共十块试块组成,每块在金属声程为试块直径的1/4、1/2 及3/4 处可有直径为0.8mm、1.2mm、2.0mm、3.2mm的平底孔孔底。
    6.1.2.2.2圆柱面试块的形状及尺寸见附录0(标准的附录)。
    6.1.2.3 距离一幅度曲线
    对每套平表面试块均应用液浸法测绘出距离一幅度曲线。即测出将每一平底孔的反射波幅度提到相同幅值时所需的分贝增益值与金属声程的关系曲线。如图3 所示,通过所测数据点绘制一条最佳拟合曲线。对于一套可接受的试块,不应有任何点与拟合曲线的偏差超过±1dB。
    注:曲线受探头及仪器特性的影响很大,应严格控制水程、频率、峰值侧定、探头和仪器的校准等要点。

    6.1.3 探头
    6.1.3.1 液浸法用直探头的晶片直径一般应在10~20mm;对于接触法用直探头的晶片直径( 或矩形晶片长度)一般应在6~25mm;评定不连续性尺寸应尽可能采用晶片直径不大于20mm 的平面圆形晶片。
    6.1.3.2所用纵波探头在投放使用前均应编号,并按照ZBY231中的有关规定测量回波频率、距离一幅度特性及声束特性。常用探头一般应每6! 个月测量一次距离一幅度特性,聚焦探头还应测量声束特性。
    6.1.3.3在2~10MHz频率范围内的探头,其回波频率与标称值的差应在土10%以内。并应将实测值标在探头上。
     6.1.3.4 探头的声束特性要求在距离一幅度曲线( 见图4)上最后一个声压极大值(Y0+)及最后一个声压极小值(Y0-)处分别沿相隔45 的四个方向测量时,不应有明显的副瓣,最小波束直径与最大波束直径(下降6dB 点)之比不得小于0.750。

    6.1.3.5 测定液浸聚焦探头的焦点处声束形状时,所用反射体可以是试块中的平底孔或半球面,但直径均应小于计算得出的焦点直径。对于液浸非聚焦直探头,也可用直径为12.7mm 的钢球作反射体。
    6.1.3.6 所有测试结果均应记录保存。
    6.1.4 检验
    6.1.4.1 检验灵敏度的调整
    可用两块带平底孔的试块来调整检验灵敏度,第一块中平底孔的埋深应等于受检件上表面的加工余量;第二块背面所钻平底孔的孔深应等于受检件背面的加工余量。平底孔直径由所规定的质量验收等级决定。一般情况下,应使来自任何一试块中平底孔的反射波高至少为荧光屏满刻度的80%。除非另有规定,超声检验仪的“抑制”和“深度补偿”旋钮均应处于关断位置。
    6.1.4.2声衰减补偿
    6.1.4.2.1 当表面状态相同时,如果在对比试块与受检件之间存在有声衰减差异时,应进行声衰减补偿。补偿值一般可通过比较对比试块的底(或反射体)反射幅值与等厚度受检件的底(或反射体)反射幅值的分贝值差来确定。
    6.1.4.2.2如果对比试块和受检件之间的声衰减补偿值超过±6dB,则该对比试块不应采用。
    6.1.4.3液浸法液程的选择
    可用6.1.4.1 的两试块来确定液程,并应使分辨力和穿透力达到最佳组合,且应使受检件的二次界面反射波出现在一次底面反射波之后。调节灵敏度、扫查受检件及评定不连续性时,所用的液程相差不得超过±3mm。
    6.1.4.4 扫查速度的确定
    扫查速度应符合5.5.5 的要求
    6.1.4.5 扫查间距的确定
    6.1.4.5.1 对于圆晶片探头,分别在6.1.4.1 中所用对比试块的每一块上调整检验灵敏度,使孔底最大反射波高为荧光屏满刻度的80%,然后找出探头沿孔径方向移动时,反射波高下降6dB 时两点间的距离,即为有效声束宽度。扫查间距不应超过较小有效声束宽度的二分之一。
    6.1.4.5.2 对于双晶片纵波探头可先在6.1.4.1中所用对比试块中埋深较小的一块上调整检验灵敏度,使来自孔底的最大反射波高为荧光屏满刻度的80%,沿与隔声层取向平行的方向横过平底孔直径移动探头,以找出反射波高下降6dB时两点间的距离;同样在埋深较大的一块上进行测量,可得出另一个下降6dB时两点间的距离。沿与隔声层取向垂直的方向移动探头对受检件进行扫查时,扫查间距应不大于两者中较小距离的二分之一。
    6.1.4.6 扫查
    扫查应按5.6 的规定进行
    6.1.5 受检件的质量验收等级
    6.1.5.1 为了决定材料或零件可否验收,在表5 中规定有五个超声波检验质量验收等级,工程图纸中应指定所要求的验收等级。当一个零件要求多个验收等级时,在图纸上应标明区域及每个区域所要求的等级。本标准未包括的任何质量要求应由供需双方另行商定。
表5 超声检验质量验收等级
    注:1)单个不连续性指示,其幅度超过所要求等级的当量平底孔指示幅度,应属不符合要求。
    2)多个不连续性指示,其中任何两个指示的中心间距小于25mm. 而指示幅度超过所要求等级的当量平底孔指示幅度,应属不符合要求。
    3)任何长条形不连续性指示,其幅度和长度超过所要求等级的当量平底孔指示幅度和所规定的长度,应属不 符合要求。
    4)对于直探头纵波检查,底反射损失超过正常值的50%,应属不符合要求。
    6.1.5.2在所用探头近场距离为2 的情况下,如果平底孔孔底处在大于3N 的距离时,且所有信号幅度值均处于检测仪的垂直线性范围内,则不同直径平底孔的反射波高之间有如图5 所示的关系。
    6.1.6不连续性的评定
    6.1.6.1当量尺寸的评定
    6.1.6.1.1 将不连续性的反射波高与规定的对比试块中平底孔孔底的反射波高在同样检测条件下进行直接比较,以评定不连续性的大小是否符合规定的验收要求。平底孔埋深应与不连续性埋深相同。
    6.1.6.1.2 如不连续性的埋深与平底孔的埋深相同,而两者的反射波高又相同,则该平底孔孔底尺寸即称为所发现不连续性的当量尺寸。当不连续性与平底孔的反射波高不相同时,可用衰减器记下两者反射波波高的分贝差值。一般波高应调整在荧光屏满刻度的50%~80%之间,以便于比较。 
    6.1.6.1.3如果不连续性的埋深与所有试块中平底孔埋深不同,则可用两个埋深与之相近的试块,用插入法进行评定,但不允许用外推法。
    6.1.6.1.4 必要时,可利用能使不连续性处于其远场区的探头,因为当不连续性处于探头的近场区中时,超声波强度与距离的关系变化较复杂,可导致对不连续性尺寸作出错误的估计。

图5幅度与平底孔大小间的关系
    6.1.6.1.5在声束垂直于受检件表面时,所获得的不连续性反射波可能并不是可获得的最大反射波高。对于水浸法,必要时应从不同角度对不连续性进行扫查和评估;对于接触法可通过对底反射损失的监测来作研究。
    6.1.6.1.6 在可能情况下,应从背面对不连续性进行扫查和评估,因为不连续性的反射能力随声束入射方向的不同可有很大差异。
    6.1.6.2长度的评定
    对于长条形不连续性,在有必要对其长度作出评定时,可按下述方法进行。
    a.将探头在试块上移动,使来自平底孔孔底的反射波高达到最大,平底孔与不连续性的埋深相同,平底孔的直径应符合表5 中关于长条形不连续性当量平底孔直径的规定,调节仪器的衰减器使反射波高为荧光屏满刻度的80%,沿平底孔径向移动探头直至反射波高降至荧光屏满刻度的10%,,然后反方向移动探头,经过荧光屏满刻度的10%,,记下两个10%,点之间的距离L1
    b.在灵敏度不变的情况下,将探头移放在长条形缺陷的任一端的最远点,该点的反射波高为满刻度的10%,然后将探头移到长条形不连续性的另一端的最远点,在该点反射波高再次降为满刻度的10%,,记下两个10%,点之间的距离L2
    c.不连续性的长度按(L2—L1)评定。
    6.1.6.3 平面位置的确定
    6.1.6.3.1 对于垂直接触法发现的处于探头远场区的不连续性,只需将探头在受检件表面移动,即可获得不连续性最大反射波高所在位置,也就是不连续性的平面位置。对处于探头近场区的不连续性则应考虑声束横截面内声压的峰值分布。
    6.1.6.3.2 对于液浸法,在探头主声束垂直于受检面移动,并获得不连续性的最大反射波高后,将一吸声材料的薄片倾斜于超声波入射面移动,在受检件上滑移到反射波高下降6dB 处,沿着此薄片的边在入射面上划一直线,同样在其它两个方向上重复进行,三条线将在声束入射点处相交,此交点在不连续性的正上方。
    6.1.6.4埋藏深度的确定
    6.1.6.4.1用声性能与受检件相同(或声速已知)且厚度已知的材料对检测仪荧光屏的时间基线进行校正后,不连续性的埋深可从反射信号在时间基线上的位置直接获得。
    6.1.6.4.2 将上表面反射波与不连续性反射波之间的间距与上、下表面反射波之间的间距相比较,求得不连续性深度与受检件厚度之比,在测量出试件厚度后,亦可计算出不连续性的埋深。
    6.1.6.4.3对于液浸法,当探头声束与受检件上表面垂直时,不连续性埋深的确定与上述相同。当探头声束不垂直于受检件上表面时,在按6.1.5.3.2确定声束入射点后,根据探头的入射角,求出受检件中的折射角,亦可计算出不连接性的埋深。
    6.1.6.5 底反射损失的评估
    6.1.6.5.1 在扫查过程中,对时间基线上噪声幅度高出正常本底噪声一倍处或底反射波高有下降处,对于重要零件在形状允许的任何部位均应就底反射损失进行检查。
    6.1.6.5.2在正常组织的受检件相应部位上降低增益量使一次底反射幅度为荧光屏满刻度的80%,然后将探头放在受检件上以确定底反射损失。应观测检验点的入射面和背面情况,以确定底反射损失不是由表面状态引起的。 
    6.1.6.5.3不应在同一受检件上通过比较各相同部位的底反射幅度来评定底反射损失。
    6.2横波检验要求
    6.2.1 适用性
    横波检验主要用于受环向应力、扭曲载荷或弯曲载荷的关键零件和相应的原材料,以及不连续性的取向与入射面成较大夹角时。
    6.2.2. 试块
    6.2.2.1平表面试块
    用横波检验平表面零件或异形件的平坦部分时,可采用附录D(标准的附录)所示的试块。
    6.2.2.2圆柱体试块
    用于圆柱体受检件周向检验的对比试块可参考附录E(标准的附录)制作。
    6.2.2.3圆筒形试块
    6.2.2.3.1 检查壁厚为3~25mm 的圆筒形受检件时,所用试块应按附录F(标准的附录)中图F1的要求制作。
    6.2.2.3.2检查壁厚不大于3mm 的圆筒形零件时,所用试块可按附录F( 标准的附录)中图F2的要求制作,在受检件半径上加工尺寸符合要求的切槽作为反射体。槽底A 面必须在半径上,其面积可参照不同直径平底孔的孔底面积来确定。例如直径0.8mm,1.2mm,2.0mm 的平底孔孔底面积分别为0.5mm2,1.1mm2、3.1mm2。也可将在圆筒内外壁上用电火花加工的“U”形槽的侧面作为反射体。其长度、深度和宽度按其相应的标准文件要求。
    6.2.3 探头
    6.2.3.1 所有横波斜探头在使用前均应编号,并按ZBY231中有关规定测量回波频率、入射点、折射角、距离一幅度曲线及声束特性。常用探头一般应每3个月测量一次入射点、折射角、距离一幅度曲线及声束特性。
    6.2.3.2 在2.25~10MHz范围内,探头的实测回波频率与标称频率的差值不应超过土10%,应将实测值标记在探头上。
    6.2.3.3 用于接触法检验的斜探头,应根据扫查的工作量及工作条件来确定复测入射点和折射角的频次,当斜楔经修理或更换以及在评定不连续性的位置时也应检查。折射角与标称值相差2°以上的探头应经修正后方可使用。
    6.2.3.4 探头的距离一幅度曲线的测绘可在6.2.2.1 所要求的平表面试块上进行,如图6 所示。在以反射波幅值作距离一幅度曲线的纵座标轴时,曲线的最大幅值点不应超过检测仪垂直线性的上限,最小幅值点不应低于垂直线性的下限。如果这两个幅值极限点在一条曲线上不能容纳,可改用波高相对值(以分贝为单位)来作出曲线。

图6 斜入射探头距离一幅度曲线的绘制
    6.2.3.5 所有测试结果均应记录保存。
    6.2.4 检验
    6.2.4.1 平表面受检件
    除非另有规定,用横波检验截面厚度不小于25mm 的平表面零件或异形零件的平面部分时采用45°的折射角,而当截面厚度小于25mm 时采用60°的折射角。
    6.2.4.2 圆柱体受检件
    6.2.4.2.1 圆柱体锻件或轧制件应采用纵波检验,必要时应再用横波检验。
d探头偏置距离r 圆柱体的半径
图7 圆柱体的斜入射周向检验
    6.2.4.2.2 对于直径20mm 以上的圆柱体受检件的纵波检验可用附录C( 标准的附录)中圆柱面对比试块进行灵敏度调整,垂直纵轴进行扫查,以探出圆柱体中心或靠近中心部位的不连续性。斜入射检查如图7,图8 所示,应使用附录E(标准的附录)所示的试块,在指定的侧面钻孔进行灵敏度调整。侧孔与平底孔孔底反射的当量关系如表6所示。
                   表6圆柱体周向检验时平底孔孔底反射与侧面钻孔反射的当量关系                        mm
    注:此表只可用于实心回柱体的周向横波检查,不可用于任何其它检查。
    6.2.4.2.3 对于重要零件(如高速旋转件)、直径为16~40mm的圆柱件(含棒材)可用图9所示的骑马式双探头法进行纵波径向检查,用6.1.2.2所要求的圆柱面对比试块进行灵敏度调整,但尺寸C部分可以使用,而A,B两部分可不用。再按图8所示的方法进行周向斜入射扫查,每一受检件需进行顺时针和探头180°,转向的两次斜入射扫查,以6.2.2.2 所要求的试块中规定的孔进行灵敏度调整。也可用液浸法进行检查。

图8 用接触法横波对圆柱体进行周向检查            图9用骑马式双探头法对圆柱体进行径向检查
    6.2.4.2.4 在所有情况下均应对整个圆柱面进行扫查,扫查间距应不超过晶片宽度的二分之一。当出现稳定的反射信号,并判定不是由表面状态引起的,则均应作上标记。
    6.2.4.3 圆筒形受检件纵向不连续性的检查
    6.2.4.3.1 用液浸法检验时,应使纵波声束从外圆周面入射,可使探头倾斜或偏置以获得所需的折射角。图10给出了折射横波的中心声束与内壁相切时的情况。
    6.2.4.3.2 将附录F(标准的附录)中的试块放在转动夹具上,使之能绕其纵轴作平稳的旋转。调节探头位置,使其垂直于受检筒的纵轴,操纵探头使筒表面反射波最大,并保证在扫查区内受检筒两端的水程都是相同的。继续操纵探头(见图10)直至获得规定的人工反射体的反射波最大。调节检测仪的增益使此最大反射波的幅度为荧光屏满刻度的80%。
    6.2.4.3.3 对于给定的直径和壁厚,探头经调定后,每一受检件都须进行顺时针和将纵轴作180°转向后的扫查,扫查间距不应超过声束有效宽度的二分之一。在判定反射信号不是由表面状态引起的,应作出标记。
    6.2.4.3.4 推荐采用液浸法,但不排除采用接触法。
    6.2.5 评定
    对于斜入射的检验,一般情况下,由于不能确定不连续性反射面的方位,不宜仅根据反射波的幅度就对反射体尺寸作出评估。必要时,应从不同方向入射以获取更多信息,再作评定。
7 说明事项
    7.1 薄板的质量可通过对板坯进行超声波检验予以控制,必要时可采用蓝姆(Lamb)波进行检查,实施方法由供需双方商定。

图10检查圆筒形件时探头的偏置
   7.2 批准用一种波型进行扫查,并不排除再用其它波型,只要有助于对受检件中不连续性的检出。
 
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