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超聲波檢驗用鋼質對比試塊的制作和控制

發布日期：2022-04-27 點擊率：109

機械工業部重型礦山機械工業局企業標準

JB/ZQ6141-86

超聲波檢驗用鋼質對比試塊的制作和控制

本標準適用于超聲波檢驗用鋼質對比試塊的制作和控制。

按本標準制作的對比試塊，適用于對平面形狀的碳鋼、合金鋼鍛件進行超聲波探傷檢驗，對曲面形狀的鋼質鍛件或鑄件，經曲率或材質補償后也可參照使用。對比試塊適用于超

聲波接觸法探傷，也適用于超聲波水浸法探傷。對比試塊還可在一定條件下用于檢查超聲波

探傷儀和探頭系統的特性。

本標準參照采用ASTME428—71(1981年重新審批) 《超聲波檢驗用鋼質對比試塊的

制作和控制標準》。

1與本標準有關的標準

ZBY230—84 《A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術條件》

ZBY231—84 《超聲探傷用探頭性能測試方法》

JB/ZQ6142－86《超聲波檢驗用鋁合金對比試塊的制作和控制》

2技術要求

2.1 設備要求

檢查對比試塊聲學性能所用的超聲波探傷儀和探頭應符合ZB Y230和ZBY231標準的規

定。

2.2 材料要求

2.2.1 一般要求

材料質量的關鍵是它的聲學特性必須與被檢工件基本一致。為此，材料的晶粒度、熱處

理狀態、物理性能、化學成分等均需與被檢件基本一致。一般可采用中碳鋼制成，晶粒度5

～6級，硬度250±25HB，參考化學成分見表1。

表1 參考化學成分 %

C	Si	Mn	P	S
0.42~0.50	0.17~0.37	0.50~0.80	≤0.040	≤0.045

2.2.2 聲學特性要求

2.2.2.1將對比試塊的坯料進行百分之百的探傷檢查時，在坯料的軸向和徑向內部均不應存在比直徑2mm平底孔的信號還要小8dB的缺陷信號。

2.2.2.2當探傷靈敏度為500mm深，直徑2mm平底孔的反射波高達滿幅度的9O％時，在對比試塊上不應該出現達到20％波高的聲學雜波信號(不可與電子儀器中常見的電噪聲相混淆）。

2.2.2.3 用2.5MHz頻率的超聲縱波在對比試塊上的底面多次反射回波來觀察試塊材質的聲

能衰減。將第一次底波幅度調到滿幅度的90％，并和后兩次底面重復反射波幅相加后(共三

次)與無衰減的距離—幅度曲線的聲學規律相比較，其差值應在±25％之內。將試塊中的平

底孔反射與其聲學規律相比較，其差值應在±10％以內。

2.2.3 試塊尺寸要求

2.2.3.1 試塊種類

本標準規定了以下三組對比試塊。試塊外形如圖1、圖2、圖3所示。

2.2.3.2 CS1型對比試塊

CS1型試塊適合于超聲波探測近場區范圍的缺陷，也適用于對厚度較薄的鍛件中的缺陷進行定量測量和定位。制作定量面板和繪制包括近區的距離－幅度特性曲線時亦需采用，它的規格見表2。

表2 CS1型對比試塊孔徑

試塊序號	孔徑mm
1 2 3 4 5	2 3 4 6 8

2.2.3.3 CS2型對比試塊

整套CS2型對比試塊的材質應保持一致，孔深為25～500mm，可用于測繪距離-幅度特性曲線，它的規格見表3。

2.2.3.4 CS3型對比試塊

CS3型試塊適合于超聲波檢驗時對大面積缺陷進行適當的靜態和動態波形的定量比較，

也適合觀察缺陷對底波影響的程度，它的規格見表4。

2.2.3.5 小型對比試塊

在特定條件下，根據工作需要，為避免重量過大的成套試塊使用的不便，也可以采用尺

寸較小的試塊。這種改變了外圓尺寸和其他要素的試塊，只有在其聲學特性同標準的成套試

塊聲學特性有可靠的對應關系的情況下方可使用。

3 試塊的制作

3.1 試塊一般可采用中碳鋼，經壓延、拉拔或鍛造制成。試塊應按CS系列規定的要求（見

圖1、圖2、圖3和表1、表2、表3）進行加工。

3.2 磨削前應進行一次超聲波檢驗，檢驗合格后再繼續進行加工。

3.3 試塊最好成組制作，以便相互比較，以確保它們之間的聲學特性的一致性（平底孔直徑2mm的試塊更有必要）。

圖1 CS1型對比試塊

圖2 CS2型對比試塊

4 檢查

4.1 加工精度檢查

4.1.1 加工后的每一對比試塊的幾何尺寸、平面度、表面粗糙度以及直徑2mm和2mm以上的平底孔均可用物理方法進行檢查。

4.1.2 平底孔可用制作復型的方式來檢查。復型材料建議用硅橡膠樹脂為好，以免與孔粘連。檢查時先用汽油及無腐蝕的溶劑將孔清洗干凈，然后用干燥和過濾的空氣吹干。吹干后

用醫用注射器和尺寸適宜的針將復型材料注入孔中，注射時要從底部開始逐漸外移直到把孔填滿，以確保孔內無空隙和殘留空氣。孔填滿后插入一銷釘、螺釘或其他適當的物體作為堅固的芯桿，以便將復型取出。硅橡膠固化后即可取出復型進行檢查。檢查應在光學比較儀上

進行。

4.1.3 平底孔也可以通過對成品試塊進行破壞性抽檢，抽檢率由試塊制造廠和需方商定。

4.2 聲學特性檢查

4.2.1 檢查

4.2.1.1 當試塊具有良好的外部尺寸和正確的孔形后就應做進一步試驗來檢查它的聲學特性。如以浸液方法測定其特性時，則應將平底孔清洗干凈后，將短橡皮塞頭壓入，將孔暫時

堵塞，或用其他方法封住（孔與底面用防水膠布粘住，確保密封）。

4.2.1.2 對比試塊的超聲波測試方法是將超聲縱波沿軸向及徑向入射到材料中去。可以采用水浸法，用清潔去氣的水作耦合劑，也可采用直接接觸法，用機油作耦合劑。

圖3 CS2、CS3型對比試塊

表3 CS2型對比試塊尺寸 mm

序號

試塊編號

孔徑d

測距L1

高度L2

外徑φ

參考圖

序號

試塊編號

孔徑d

測距L1

高度L2

外徑φ

參考圖

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

100

125

150

100

125

150

175

≥35

≥50

≥60

≥70

≥80

≥85

圖2

圖3

圖2

圖3

圖2

圖3圖3圖3圖3圖3圖2圖3圖3圖3圖3圖3圖2圖3圖3圖3圖3圖3圖2圖3圖3

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

125

200

250

300

400

500

175

200

250

275

300

325

400

425

500

525

≥85

≥100

≥110

≥120

≥120≥120≥120

≥120

≥140

≥155

圖3

圖2

圖3

圖2

圖3

圖2

圖3

圖2

圖3

圖2

圖3

表4 CS3型對比試塊尺寸（見圖3） mm

序號	試塊編號	孔徑d	測距L1	高度L2	外徑φ	序號	試塊編號	孔徑d	測距L1	高度L2	外徑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 面積—幅度特性曲線

4.2.2.1 繪制面積—幅度特性曲線需要一套具有相同測距和不同孔徑的試塊。測定時關掉儀

器上的抑制，使脈沖顯示的垂直動態范圍盡可能大。圖中表示幅度的坐標可以用波高百分比

或衰減分貝值表示；而橫坐標可用平底孔面積或相對面積之比(平底孔面積與探頭面積之比)來表示。

4.2.2.2 當使用波高百分比時，將最大平底孔的反射波調到最大值后，不要改變儀器的任何條件，再對不同孔徑的反射波測定其波高百分比。

4.2.2.3 當使用衰減法時，先用儀器增益將最小平底孔的反射波調好，并以此作為基準波高，然后在維持基準波高的前提下，測定不同孔徑的衰減分貝值。

4.2.2.4 根據上述結果即可繪出面積—幅度曲線，見附錄A中的圖Al。

4.2.3 距離—幅度曲線

4.2.3.1 繪制距離—幅度特性曲線需要一定數量的具有相同孔徑和不同測距的試塊。測定時把相當于探頭近場區距離的平底孔反射信號幅度調到80％，然后不要改變儀器的任何條件，

再去測試其他測試距離的試塊，并將反射波幅度與測試距離的關系繪成特性曲線。另外，距

離—幅度曲線中的幅度單位可以用衰減分貝值表示，而距離坐標可用單對數值表示，見附錄

A中的圖A2。

4.2.4 不合格試塊

任何—個試塊，如果表現出不規則的聲學特性，或明顯地出現不允許的誤差，則該試塊

即為不合格。不合格試塊不能使用，亦不允許采用修整平底孔的辦法來滿足所需的聲學特性。

5對比試塊的標記、涂層和堵塞

5.1 標志

每個試塊上均需作上永久性印記(金屬壓印)，標明試塊型號、測距及孔徑。如CS2－300—6，即CS2型對比試塊，300mm的測距，直徑6mm的平底孔。數字標志一般刻印在試塊側面上部，以便試塊成組堆放時觀察。

5.2 保護涂層

在腐蝕環境下使用的碳鋼、合金鋼對比試塊可采用鍍鎳方式保護，鍍層厚度應在0.02mm

以下，并不得對試塊的幾何尺寸及聲學特性產生影響。

5.3 堵塞

符合要求并經正確標記的對比試塊可用以下方法對平底孔進行堵塞：

a. 先用無腐蝕性的溶劑將孔清洗干凈，再用過濾、干燥的空氣吹干。

b. 將一壓配合且長度比平底孔短的塞頭(鉛質)壓入平底孔中。塞頭外露部分應磨平。

6 報告

每套試塊應報告以下內容：

a．面積—幅度曲線和距離—幅度曲線；

b．測試儀器和探頭說明及選用的工作條件；

c．合格證。合格證上應有檢驗人員的簽名，同時要注明無損檢測人員技術資格等級和

證號，無資格證者簽證無效。

附錄A

特性曲線（補充件）

A 1 面積－幅度曲線

A1.1 按本標準規定繪制的面積－幅度曲線如圖A1所示。

A1.2 曲線用CTS－15型超聲波探傷儀、2.5MHz、直徑20mm剛玉保護膜脈沖探頭，在儀器條件為抑制關，發射3的情況下測繪。

A 2 距離－幅度曲線

A2.1 按本標準規定繪制的距離－幅度曲線如圖A2、A3所示。

A2.2 圖A2中的曲線用CTS－22型超聲波探傷儀、2.5MHz、直徑20mm剛玉保護膜探頭，在儀器條件為抑制關、增益小的情況下測繪。

A2.3 圖A3中的曲線用USIP－11型超聲波探傷儀、K2G、直徑24mm探頭，在抑制關、功率2、增益小、分辨力2、重頻×1、波高80%的情況下測繪。

圖A1

圖A2

附加說明：

本標準由德陽大型鑄鍛件研究所提出并歸口。

本標準由第一重型機器廠負責起草。

本標準主要起草人王開松。

圖A3

機械工業部重型礦山機械工業局1986-03-25發布 1986-05-01實施

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