機(jī)械工業(yè)部重型礦山機(jī)械工業(yè)局企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

JB/ZQ6141-86

超聲波檢驗(yàn)用鋼質(zhì)對(duì)比試塊的制作和控制

本標(biāo)準(zhǔn)適用于超聲波檢驗(yàn)用鋼質(zhì)對(duì)比試塊的制作和控制。

按本標(biāo)準(zhǔn)制作的對(duì)比試塊，適用于對(duì)平面形狀的碳鋼、合金鋼鍛件進(jìn)行超聲波探傷檢驗(yàn)，對(duì)曲面形狀的鋼質(zhì)鍛件或鑄件，經(jīng)曲率或材質(zhì)補(bǔ)償后也可參照使用。對(duì)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(duì)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(tǒng)的特性。

本標(biāo)準(zhǔn)參照采用ASTME428—71(1981年重新審批) 《超聲波檢驗(yàn)用鋼質(zhì)對(duì)比試塊的

制作和控制標(biāo)準(zhǔn)》。

1與本標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)

ZBY230—84 《A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術(shù)條件》

ZBY231—84 《超聲探傷用探頭性能測(cè)試方法》

JB/ZQ6142－86《超聲波檢驗(yàn)用鋁合金對(duì)比試塊的制作和控制》

2技術(shù)要求

2.1 設(shè)備要求

檢查對(duì)比試塊聲學(xué)性能所用的超聲波探傷儀和探頭應(yīng)符合ZB Y230和ZBY231標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)

定。

2.2 材料要求

2.2.1 一般要求

材料質(zhì)量的關(guān)鍵是它的聲學(xué)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(tài)、物理性能、化學(xué)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(jí)，硬度250±25HB，參考化學(xué)成分見表1。

表1 參考化學(xué)成分 %

2.2.2 聲學(xué)特性要求

2.2.2.1將對(duì)比試塊的坯料進(jìn)行百分之百的探傷檢查時(shí)，在坯料的軸向和徑向內(nèi)部均不應(yīng)存在比直徑2mm平底孔的信號(hào)還要小8dB的缺陷信號(hào)。

2.2.2.2當(dāng)探傷靈敏度為500mm深，直徑2mm平底孔的反射波高達(dá)滿幅度的9O％時(shí)，在對(duì)比試塊上不應(yīng)該出現(xiàn)達(dá)到20％波高的聲學(xué)雜波信號(hào)(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(duì)比試塊上的底面多次反射回波來觀察試塊材質(zhì)的聲

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

次)與無衰減的距離—幅度曲線的聲學(xué)規(guī)律相比較，其差值應(yīng)在±25％之內(nèi)。將試塊中的平

底孔反射與其聲學(xué)規(guī)律相比較，其差值應(yīng)在±10％以內(nèi)。

2.2.3 試塊尺寸要求

2.2.3.1 試塊種類

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了以下三組對(duì)比試塊。試塊外形如圖1、圖2、圖3所示。

2.2.3.2 CS1型對(duì)比試塊

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

表2 CS1型對(duì)比試塊孔徑

2.2.3.3 CS2型對(duì)比試塊

整套CS2型對(duì)比試塊的材質(zhì)應(yīng)保持一致，孔深為25～500mm，可用于測(cè)繪距離-幅度特性曲線，它的規(guī)格見表3。

2.2.3.4 CS3型對(duì)比試塊

CS3型試塊適合于超聲波檢驗(yàn)時(shí)對(duì)大面積缺陷進(jìn)行適當(dāng)?shù)撵o態(tài)和動(dòng)態(tài)波形的定量比較，

也適合觀察缺陷對(duì)底波影響的程度，它的規(guī)格見表4。

2.2.3.5 小型對(duì)比試塊

在特定條件下，根據(jù)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(xué)特性同標(biāo)準(zhǔn)的成套試

塊聲學(xué)特性有可靠的對(duì)應(yīng)關(guān)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(jīng)壓延、拉拔或鍛造制成。試塊應(yīng)按CS系列規(guī)定的要求（見

圖1、圖2、圖3和表1、表2、表3）進(jìn)行加工。

3.2 磨削前應(yīng)進(jìn)行一次超聲波檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后再繼續(xù)進(jìn)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(xué)特性的一致性（平底孔直徑2mm的試塊更有必要）。

圖1 CS1型對(duì)比試塊

圖2 CS2型對(duì)比試塊

4 檢查

4.1 加工精度檢查

4.1.1 加工后的每一對(duì)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(jìn)行檢查。

4.1.2 平底孔可用制作復(fù)型的方式來檢查。復(fù)型材料建議用硅橡膠樹脂為好，以免與孔粘連。檢查時(shí)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(yī)用注射器和尺寸適宜的針將復(fù)型材料注入孔中，注射時(shí)要從底部開始逐漸外移直到把孔填滿，以確?？變?nèi)無空隙和殘留空氣。孔填滿后插入一銷釘、螺釘或其他適當(dāng)?shù)奈矬w作為堅(jiān)固的芯桿，以便將復(fù)型取出。硅橡膠固化后即可取出復(fù)型進(jìn)行檢查。檢查應(yīng)在光學(xué)比較儀上

進(jìn)行。

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

4.2 聲學(xué)特性檢查

4.2.1 檢查

4.2.1.1 當(dāng)試塊具有良好的外部尺寸和正確的孔形后就應(yīng)做進(jìn)一步試驗(yàn)來檢查它的聲學(xué)特性。如以浸液方法測(cè)定其特性時(shí)，則應(yīng)將平底孔清洗干凈后，將短橡皮塞頭壓入，將孔暫時(shí)

堵塞，或用其他方法封?。着c底面用防水膠布粘住，確保密封）。

4.2.1.2 對(duì)比試塊的超聲波測(cè)試方法是將超聲縱波沿軸向及徑向入射到材料中去?？梢圆捎盟ǎ们鍧嵢獾乃黢詈蟿?，也可采用直接接觸法，用機(jī)油作耦合劑。

圖3 CS2、CS3型對(duì)比試塊

表3 CS2型對(duì)比試塊尺寸 mm

表4 CS3型對(duì)比試塊尺寸（見圖3） mm

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(cè)距和不同孔徑的試塊。測(cè)定時(shí)關(guān)掉儀

器上的抑制，使脈沖顯示的垂直動(dòng)態(tài)范圍盡可能大。圖中表示幅度的坐標(biāo)可以用波高百分比

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

4.2.2.2 當(dāng)使用波高百分比時(shí)，將最大平底孔的反射波調(diào)到最大值后，不要改變儀器的任何條件，再對(duì)不同孔徑的反射波測(cè)定其波高百分比。

4.2.2.3 當(dāng)使用衰減法時(shí)，先用儀器增益將最小平底孔的反射波調(diào)好，并以此作為基準(zhǔn)波高，然后在維持基準(zhǔn)波高的前提下，測(cè)定不同孔徑的衰減分貝值。

4.2.2.4 根據(jù)上述結(jié)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(shù)量的具有相同孔徑和不同測(cè)距的試塊。測(cè)定時(shí)把相當(dāng)于探頭近場區(qū)距離的平底孔反射信號(hào)幅度調(diào)到80％，然后不要改變儀器的任何條件，

再去測(cè)試其他測(cè)試距離的試塊，并將反射波幅度與測(cè)試距離的關(guān)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(biāo)可用單對(duì)數(shù)值表示，見附錄

A中的圖A2。

4.2.4 不合格試塊

任何—個(gè)試塊，如果表現(xiàn)出不規(guī)則的聲學(xué)特性，或明顯地出現(xiàn)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(xué)特性。

5對(duì)比試塊的標(biāo)記、涂層和堵塞

5.1 標(biāo)志

每個(gè)試塊上均需作上永久性印記(金屬壓印)，標(biāo)明試塊型號(hào)、測(cè)距及孔徑。如CS2－300—6，即CS2型對(duì)比試塊，300mm的測(cè)距，直徑6mm的平底孔。數(shù)字標(biāo)志一般刻印在試塊側(cè)面上部，以便試塊成組堆放時(shí)觀察。

5.2 保護(hù)涂層

在腐蝕環(huán)境下使用的碳鋼、合金鋼對(duì)比試塊可采用鍍鎳方式保護(hù)，鍍層厚度應(yīng)在0.02mm

以下，并不得對(duì)試塊的幾何尺寸及聲學(xué)特性產(chǎn)生影響。

5.3 堵塞

符合要求并經(jīng)正確標(biāo)記的對(duì)比試塊可用以下方法對(duì)平底孔進(jìn)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(zhì))壓入平底孔中。塞頭外露部分應(yīng)磨平。

6 報(bào)告

每套試塊應(yīng)報(bào)告以下內(nèi)容：

a．面積—幅度曲線和距離—幅度曲線；

b．測(cè)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(yīng)有檢驗(yàn)人員的簽名，同時(shí)要注明無損檢測(cè)人員技術(shù)資格等級(jí)和

證號(hào)，無資格證者簽證無效。

附錄A

特性曲線（補(bǔ)充件）

A 1 面積－幅度曲線

A1.1 按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(hù)膜脈沖探頭，在儀器條件為抑制關(guān)，發(fā)射3的情況下測(cè)繪。

A 2 距離－幅度曲線

A2.1 按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(hù)膜探頭，在儀器條件為抑制關(guān)、增益小的情況下測(cè)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(guān)、功率2、增益小、分辨力2、重頻×1、波高80%的情況下測(cè)繪。

圖A1

圖A2

附加說明：

本標(biāo)準(zhǔn)由德陽大型鑄鍛件研究所提出并歸口。

本標(biāo)準(zhǔn)由第一重型機(jī)器廠負(fù)責(zé)起草。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人王開松。

圖A3

機(jī)械工業(yè)部重型礦山機(jī)械工業(yè)局1986-03-25發(fā)布 1986-05-01實(shí)施