中華人民共和國專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
A型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)
工作性能 測試方法 ZB J04001-87
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1適用范圍
1.1 本標(biāo)準(zhǔn)適用于在探傷現(xiàn)場條件下測試超聲探傷系統(tǒng)的工作性能。超聲探傷系統(tǒng)指實際探傷工作中使用的設(shè)備，包括A型脈沖反射式超聲探傷儀，超聲探頭及連接它們的高頻電纜。測試時只需使用本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試塊而不需任何電子儀器。
1.2 本標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定超聲探傷系統(tǒng)性能的測試方法，但不提出系統(tǒng)的性能指標(biāo)或其驗收條件。當(dāng)需要時，供需雙方可事先協(xié)商規(guī)定驗收產(chǎn)品時所使用超聲探傷系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的*低性能指標(biāo)。
1.3 本標(biāo)準(zhǔn)不適用于測試超聲探傷儀或超聲探頭的單件性能。在單獨測試其中某一單件時，可按ZB Y230—84《A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術(shù)條件》及ZB Y231—84《超聲探傷用探頭性能測試方法》分別進(jìn)行測試，但必須配備適當(dāng)?shù)碾娮觾x器。
1.4 本標(biāo)準(zhǔn)只適用于手工探傷，不適用于自動化超聲探傷。
1.5 本標(biāo)準(zhǔn)只適用于包括一般接觸式超聲直探頭或斜探頭的系統(tǒng)，不適用于包括其他類型（例如雙晶式、水浸式等）超聲探頭的系統(tǒng)。
2術(shù)語定義
2.1 靈敏度余量：超聲探傷系統(tǒng)中，以一定電平表示的標(biāo)準(zhǔn)缺陷探測靈敏度與*大探測靈敏度之間的差值。
2.2 分辨力：超聲探傷系統(tǒng)能夠把距探頭不同距離的兩個鄰近缺陷在示波屏上作為兩個回波區(qū)別出來的能力。
2.3 其它術(shù)語定義參照JB 3111—82《無損檢測名詞術(shù)語》。
3測試項目
3.1 采用直探頭時：靈敏度余量、垂直線性、水平線性、分辨力及盲區(qū)，分別按照4、5、6、7、8各章進(jìn)行測試。
3.2 采用斜探頭時：垂直線性、水平線性、入射點、折射角、分辨力及靈敏度余量，分別按照5、6、9、10、11、12各章進(jìn)行測試。
3.3 根據(jù)設(shè)備使用情況，由使用單位或由供需雙方協(xié)商規(guī)定應(yīng)測試的項目以及每儀測試的周期。
4靈敏度余量測試方法
4.1 概要
本測試是為了檢查超聲探傷系統(tǒng)靈敏度的變化情況，用靈敏度余量值表示。測試時使用DB—P20—2型試塊（見附錄A），探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，其它調(diào)整取適當(dāng)值，*好選取在隨后探傷工作中將使用的調(diào)整值。
4.2 方法
4.2.1 將儀表的增益調(diào)至*大，但如電噪聲較大時，應(yīng)降低增益（調(diào)節(jié)增益控制器或衰減器），使電噪聲電平降至10%滿刻度。設(shè)此時衰減器的讀數(shù)為So。
4.2.2 將探頭壓在試塊上，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿员３址€(wěn)定的聲耦合調(diào)節(jié)衰減器，使平底孔回波高度降至50%滿刻度。設(shè)此時衰減器的讀數(shù)為S1。
4.2.3 超聲探傷系統(tǒng)的靈敏度余量（以dB表示）由下式給出。
S= S1-So………………………………………………………⑴
5垂直線性測試方法
5.1 概要
本測試是為了檢查超聲探傷儀增益線性和衰減器精度兩者的綜合效果。測試時使用DB—PZ20—2型或Z20—4型試塊（見附錄A），探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，其它調(diào)整取適當(dāng)值。
5.2 方法
5.2.1 將探頭壓在試塊上，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿员３址€(wěn)定的聲耦合；并將平底孔的回波調(diào)至屏幕上時基線的近中央處。
5.2.2 調(diào)節(jié)衰減器或探頭位置，使孔的回波高度恰為100%滿刻度，此時衰減器至少應(yīng)有30dB的衰減余量.
5.2.3 以每次2dB的增量調(diào)節(jié)衰減，每次調(diào)節(jié)后用滿刻度的百分值記下回波幅度，一直繼續(xù)到衰減值為26dB，測量精度為0.1% 。將測試結(jié)果列如表1。測試值與波高理論值之差為偏差值，從表中取*大正偏差d（＋）和*大負(fù)偏差d（－）的**值之和為垂直線性誤差d（以百分值計），它由式⑵給出
…………………………………………⑵
5.2.4 按5.2.3條的方法將衰減值增加到30dB，判定這時是否能清楚地確認(rèn)回波的存在?；夭ǖ南闆r代表探傷系統(tǒng)的動態(tài)范圍。
表１ 垂直線性測試記錄
衰 減 量 (dB) | 波高理論值 (%) | 測 試 值 (%) | 偏 差 (%) | 回波的消失情況 |
0 | 100.0 | | | — |
2 | 79.4 | | | — |
4 | 63.1 | | | — |
6 | 50.1 | | | — |
8 | 39.8 | | | — |
10 | 31.6 | | | — |
12 | 25.1 | | | — |
14 | 20.0 | | | — |
16 | 15.8 | | | — |
18 | 12.5 | | | — |
20 | 10.0 | | | — |
22 | 7.9 | | | — |
24 | 6.3 | | | — |
26 | 5.0 | | | |
30 | | | | |
6水平線性測試方法
6.1 概要
本測試是為了檢查超聲探傷系統(tǒng)的時基線性。測試時使用探傷面與底面平行而表面光滑的任何試塊，試塊的厚度原則上相當(dāng)于探測聲程的1/5，采用任意的常用探頭。探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，其它調(diào)整取適當(dāng)值。
6.2 方法
6.2.1 將探頭壓在試塊上，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿?，以保持穩(wěn)定的聲耦合。調(diào)節(jié)探傷儀器的增益和掃描控制器，使屏幕上顯示出第6次底波。
6.2.2 當(dāng)?shù)撞?span lang="EN-US">B
1和B6的幅度分別為50％滿刻度時，將它們的前沿分別對準(zhǔn)刻度0和100（設(shè)水平全刻度為100格）。B1和B6的前沿位置在調(diào)整中如相互影響，則應(yīng)反復(fù)進(jìn)行調(diào)整。
圖1
6.2.3 再依次分別地將底波B2、B3、B4、B5調(diào)到50％滿刻度，并分別讀出底波B2、B3、B4、B5的前沿與刻度20、40、60、80的偏差α2 、α3、α4、α5（以格數(shù)計），然后取其中*大的偏差值αmax 。 見圖１中的B1～B6是分別調(diào)到同一幅度，而不是同時達(dá)到此幅度。水平線性誤差由式⑶給出：
%………………………………………⑶
7分辨力測試方法
7.1 概要
本測試是為了檢查超聲探傷系統(tǒng)的分辨力。測試時使用1號標(biāo)準(zhǔn)試塊（ZB Y 232—84《超聲探傷用1號標(biāo)準(zhǔn)試塊技術(shù)條件》）或CSK—IA型試塊（見附錄B），探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，其它調(diào)整取適當(dāng)值。
7.2 方法
7.2.1 將探頭壓在試塊上如圖2所示的位置，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿┮员３址€(wěn)定的聲耦合。調(diào)整儀器的增益并左右移動探頭，使來自A 、B兩個面的回波幅度相等并約為20％～30％滿刻度，如圖3中h1。
圖2 圖3
7.2.2 調(diào)節(jié)衰減器：使A、B兩波峰間的波谷上升到原來波峰高度，此時衰減器所釋放的dB數(shù)（等于用衰減器讀出的缺口深度h1/h2之值）即為以dB值表示的超聲探傷系統(tǒng)的分辨力X。
8盲區(qū)測試方法
8.1 概要
本測試是為了測定超聲探傷系統(tǒng)在規(guī)定探傷靈敏度下，從探傷表面至可探測缺陷的*小距離。測試時使用DZ—1型試塊（見附錄C）。探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，除靈敏度調(diào)節(jié)外，其它調(diào)整取適當(dāng)值。
8.2 方法
8.2.1 調(diào)節(jié)超聲探傷儀靈敏度，使符合探傷規(guī)范的要求（作為參考，可以采用Φ20mm直探頭，并調(diào)整儀器靈敏度使來自DB—P Z20—2型或Z20—4型試塊的平底孔回波達(dá)50％滿刻度）。
8.2.2 將探頭壓在DZ—1型試塊上，中間加適當(dāng)耦合劑以保持穩(wěn)定的聲耦合。選擇能夠分辨得開的*短探測距離的Φ2mm橫孔，并將孔的回波幅度調(diào)至大于50％滿刻度，如回波的前沿和始波后沿相交的波谷低于10％滿刻度，則此*短距離即為盲區(qū)。
9斜探頭入射點測試方法
9.1 概要
本測試是為了測定斜探頭聲束中心在入射探傷面上的位置（入射點）。測試時使用1號標(biāo)準(zhǔn)試塊（ZB Y232）或CSK—IA試塊。
9.2 方法
9.2.1 將斜探頭壓在試塊上如圖4所示的位置，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿┮员３址€(wěn)定的聲耦合。使聲束朝向R100mm的曲面，并在探頭聲束軸線與試塊側(cè)面保持平行的情況下前后移動探頭，至曲面回波的幅度達(dá)到*大。
9.2.2 讀出試塊上R100mm 圓心標(biāo)記線所對應(yīng)的探頭側(cè)面刻度，此刻度位置即斜探頭的入射點，讀數(shù)應(yīng)**到0.5mm。
圖 4
10 斜探頭折射角或K值的測試方法
10.1 概要
本測試是為了測定斜探頭聲束入射于探傷面時的折射角（）或斜探頭的K（K＝tg）的值。測試時使用1號標(biāo)準(zhǔn)試塊（ZB Y232）或CSK—IA型試塊。
10.2 方法
10.2.1 根據(jù)斜探頭折射角的不同標(biāo)稱值，把探頭壓在1號標(biāo)準(zhǔn)試塊上的不同位置（如圖5），中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿┮员３址€(wěn)定的聲耦合。
a. 當(dāng)折射角為34o～66o時，探頭放在圖5（a）的位置，使用Ф50mm孔的回波進(jìn)行測定。
b. 當(dāng)折射角為60o～75o時，探頭放在圖5（b）的位置，使用Ф50mm孔的回波進(jìn)行測定。
圖 5
c. 當(dāng)折射角為74o～80o時，探頭放在圖5（c）的位置，使用Ф1.5mm孔的回波進(jìn)行測定。
在探頭聲束軸線與試塊側(cè)面保持平行的情況下前后移動探頭，使回波達(dá)到*大。
10.2.2 讀出探頭入射點在試塊側(cè)面上所對應(yīng)的角度刻度值，此刻度值即為斜探頭的折射角β，讀數(shù)應(yīng)**到0.5度。
10.2.3 也可使用CSK—IA型試塊直接測定斜探頭的K值。將斜探頭壓在試塊上的不同位置，如圖5（a）和5（b），中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿┮员３址€(wěn)定的聲耦合。
a. 當(dāng)K值為1.0～1.5時，探頭放在圖5（a）的位置，使用Ф50mm孔的回波進(jìn)行測定。
b. 當(dāng)K值為2.0～3.0時，探頭放在圖5（b）的位置，使用Ф50mm孔的回波進(jìn)行測定。
在探頭聲束軸線與試塊側(cè)面保持平行的情況下前后移動探頭，使回波達(dá)到*大。從探頭入射點在試塊側(cè)面所對應(yīng)的刻度值即可直接讀出斜探頭的K值。
11 斜探頭分辨力測試方法
11.1 概要
本測試是為了檢查超聲探傷系統(tǒng)（斜探頭）的分辨力。測試時使用CSK—IA型試塊，探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，其它調(diào)整取適當(dāng)值。
11.2 方法
11.2.1 根據(jù)斜探頭的折射角或K值，將探頭壓在CSK—IA型試塊上，其位置如圖5（a） 或5（b）所示，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿┮员３址€(wěn)定的聲耦合。移動探頭位置使來自Ф50mm和Ф44mm兩孔的回波A、B高度相等，并約為20％～30％滿刻度,如圖6中h1。
圖 6
11.2.2 調(diào)節(jié)衰減器，使A、B兩波峰間的波谷上升到原來波峰高度，此時衰減器所釋放的dB數(shù)（等于用衰減器讀出的缺口深度h1／h2之值）即為以dB值表示的超聲探傷系統(tǒng)（斜探頭）分辨力Z。
12 斜探頭靈敏度余量測試方法
12.1 概要
本測試是為了檢查超聲探傷系統(tǒng)在經(jīng)過一段使用時期后的靈敏度變化情況，以及在實際應(yīng)用中表示不同斜探頭靈敏度的相對值。測試時使用1號標(biāo)準(zhǔn)試塊（ZB Y232）或CSK—IA型試塊。探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，其它調(diào)整取適當(dāng)值。
12.2 方法
12.2.1 將超聲探傷儀的增益調(diào)至*大；但如電噪聲較大時，應(yīng)降低增益（調(diào)節(jié)增益控制器或衰減器）使電噪聲電平降至10％滿刻度，設(shè)此時衰減器的讀數(shù)為o。
12.2.2 將探頭壓在試塊上，位置如圖4所示，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿┮员３址€(wěn)定的聲耦合。調(diào)節(jié)衰減器使來自R100mm曲面的回波高度降至50％滿刻度。設(shè)此時衰減器的讀數(shù)為1。
12.2.3 斜探頭靈敏度余量（以dB表示）由下式給出：
＝1－o……………………………………………⑷
13 測試報告
在測試報告中，除應(yīng)按要求的檢查內(nèi)容記錄各個項目的測試結(jié)果外，還應(yīng)同時記錄下列各項：
a. 探傷儀和探頭的制造廠名、型式和編寫；
b. 試塊的制造廠名、型式和編號；
c. 測試頻率；
d. 儀器上各控制器的調(diào)整值；
e. 測試操作者姓名；
f. 測試日期；
g. 事先規(guī)定需記錄的其它內(nèi)容。
附錄A DB-P型試塊
（補(bǔ)充件）
A1形狀和尺寸
mm
型號DB—P | Z20—2 | Z20—4 |
l | 200 | 200 |
L | 225 | 225 |
D | 2 | 4 |
A2技術(shù)要求
a. 試塊材料采用45號上等碳素結(jié)構(gòu)鋼，主要化學(xué)成份應(yīng)符合GB 699—65《上等碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件》規(guī)定；
b. 試塊坯料經(jīng)鍛造和熱處理，晶粒度應(yīng)達(dá)7級；
c. 試塊的探測面及側(cè)面，在2.5MHz以上頻率及高靈敏度條件下進(jìn)行探傷，不得出現(xiàn)大于距探測面20mm處的Ф2mm平底孔反射回來的回波幅度1/4的缺陷回波。
附錄B CSK-ⅠA型試塊
（補(bǔ)充塊）
B1形狀和尺寸
尺寸公差±0.1
各邊不垂直度不大于0.05
B2技術(shù)要求
a. 試塊材料采用20號上等碳素結(jié)構(gòu)鋼，主要化學(xué)成份符合GB699的規(guī)定；
b. 試塊坯料經(jīng)鍛造和熱處理，晶粒度應(yīng)達(dá)7級；
c. 使用5MHz的直探頭，分別對試塊的前側(cè)面、后側(cè)面、頂面、底面進(jìn)行**積的接觸法超聲波探傷，不得出現(xiàn)大于距探測面20mm處的Ф2mm反射回來的回波幅度1/4的缺陷回波。
附錄C DZ-Ⅰ型試塊
(補(bǔ)充件)
C1形狀和尺寸
C2技術(shù)要求
a. 試塊材料采用45號上等碳素結(jié)構(gòu)鋼,主要化學(xué)成份應(yīng)符合GB699的規(guī)定；
b. 試塊坯料經(jīng)鍛造和熱處理，晶粒度應(yīng)達(dá)7級；
c. 試塊的探測面及側(cè)面，在2.5Mhz以上頻率及高靈敏度條件下進(jìn)行探傷,不得出現(xiàn)于距深測面20mm處的Ф2mm反射回來的回波幅度1/4的缺陷回波。
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附加說明：
本標(biāo)準(zhǔn)由上海材料研究所提出并歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)由上海材料研究所負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：曾克京
