中華人民共和國專業(yè)標準
汽輪機鑄鋼件 ZBK54 010－88
1主題內(nèi)容與適用范圍
本標準規(guī)定了A型脈沖反射式超聲波探傷及對缺陷進行分級的方法。
本標準適用于容量大于或等于12000KW電站汽輪機用鑄鋼件。
采用本標準時，必須提供鑄鋼件的超聲波探傷用圖，圖中應(yīng)注明要求探傷的部位和相應(yīng)的質(zhì)量等級。
2人員資格
2.1 鑄鋼件超聲探傷人員，應(yīng)取得主管無損檢測人員資格鑒定機關(guān)頒發(fā)的超聲波探傷人員資格證書，并從事相應(yīng)的工作。
2.2 鑄鋼件超聲探傷人員，還應(yīng)具有鑄鋼材料、工藝、鑄造缺陷及熱處理等方面的基礎(chǔ)知識。
3設(shè)備器材
3.1 鑄鋼件超聲波探傷的儀器，其性能應(yīng)符合ZB Y230－84《A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件》的有關(guān)規(guī)定。
3.2 探頭
3.2.1 直探頭的頻率為1~5MHz，晶片直徑為10~30mm。帶有軟保護膜的同規(guī)格直探頭優(yōu)先采用。
3.2.2 斜探頭的頻率為2~5MHz，折射角為45~70°，晶片直徑為10~20mm。
3.2.3 雙晶直探頭的頻率為2~5MHz，0°入射角，晶片直徑不大于20mm。
3.3 對比試塊
3.3.1 垂直法探傷，采用圖1、表1和圖2、表2所示的ZGZ系列和ZGS對比試塊。
3.3.2 斜射法探傷，采用圖3、表3所示的對比試塊。
3.3.3 制造對比試塊的材料應(yīng)是經(jīng)正火或正火、回火熱處理的碳素鋼或低合金鋼鑄件，其超聲衰減特性應(yīng)與被檢鑄鋼件相同或接近，并且必須經(jīng)過超聲探傷，不得有等于或大于Φ2mm平底孔當量的缺陷。
3.3.4 成品對比試塊的側(cè)面，應(yīng)標明試塊代號、編號、材料牌號和材質(zhì)衰減的標記。
3.4 耦合劑
可采用機油或其它適用的耦合介質(zhì)。實際探傷和校正所用的耦合劑必須相同。
4制備要求
4.1 要求進行超聲探傷的鑄鋼件，應(yīng)經(jīng)過正火或正火、回火熱處理。
4.2 探傷面須經(jīng)機械加工、磨光或噴丸處理。對于1級質(zhì)量要求的部位，其探傷面必須機械加工。機械加工的探傷面粗糙度不劣于6.3√，噴丸處理后鑄造探傷面粗糙度不劣于12.5√。
4.3 鑄鋼件探傷面應(yīng)經(jīng)清理，不得有妨礙探傷的污垢雜質(zhì)。
4.4 為方便探傷和記錄，鑄鋼件探傷面應(yīng)畫出300mm×300mm的方格（小尺寸鑄件探傷面可相應(yīng)縮小方格尺寸），并給每一方格標號。
5探測方法和條件
5.1 視鑄鋼件的厚度、所探部件的重要性等情況，分別按下列規(guī)定選用探傷方法。
5.1.1 厚度小于或等于50mm的鑄鋼件，采用雙晶直探頭作垂直法探傷。
5.1.2 厚度大于50mm的鑄鋼件，采用直探頭作垂直法探傷。
5.1.3 工藝部門認為有必要時，對切割冒口、放置冷鐵、切除鑄造拉筋等處以及厚度急劇變化處，可補充斜探頭作斜射法探傷。這些要求補充的部位，也應(yīng)在鑄鋼件超聲波探傷用圖上注明。
5.1.4 加工焊接坡口部位，自端面起2T（T為壁厚）長度（上限為100mm）范圍內(nèi)，對深度小于或等于50mm區(qū)域用雙晶直探頭在端面和外圓作垂直法探傷；對深度大于50mm處，則在端面和外圓用直探頭作垂直法探傷。此外，這個部位還應(yīng)采用適當角度斜探頭分別在相對的兩個方向作周向掃查的斜射法探傷。
圖1ZGZ系列對比試塊
d－平底孔直徑；l－探測距離；L－試塊全長；
D－試塊直徑；T－鑄件厚度（T大于250mm）。
表1 mm
試塊編號 | d | l | L | D |
6025 | 6 | 25 | 45 | 50 |
6050 | 6 | 50 | 70 | 50 |
6075 | 6 | 75 | 95 | 50 |
6100 | 6 | 100 | 120 | 75 |
6150 | 6 | 150 | 170 | 75 |
6200 | 6 | 200 | 220 | 75 |
6T | 6 | T | T+（T/10） | 100或T/4,取大者 |
表2
序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
1 mm | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 |
5.1.5 除了5.1.4規(guī)定的以外，鑄鋼件其它部位的垂直法探傷，在條件許可時，均應(yīng)分別從兩個表面進行。假如由于幾何形狀或尺寸限制無法實施和存在掃查不到部位時，應(yīng)在探傷報告中加以說明。
5.2 探測頻率
一般應(yīng)使用不低于2MHz頻率的超聲波進行探測。因鑄造組織結(jié)構(gòu)影響而使用低于2MHz頻率時，應(yīng)在探傷報告中加以說明。
5.3 探測靈敏度
5.3.1 垂直法探傷時使用ZGZ對比試塊校準探測靈敏度。
5.3.1.1 儀器靈敏度給定下，分別測試ZGZ系列對比試塊，繪制試塊Φ6mm平底孔的距離－幅度曲線。
5.3.1.2 當被檢鑄鋼件的表面粗糙度和材質(zhì)衰減與試塊存在差別時，應(yīng)對上述曲線分別進行補償修正。
5.3.1.3 將上述修正后的距離－幅度曲線，并取*大測距處Φ6mm平底孔回波高度等于屏高的10%后描繪在儀器示波屏前面板上。此線定為被檢鑄鋼件的Φ6mm平底孔的100%波高線。
5.3.1.4 探測靈敏度校準時，可取測距在*大測距之內(nèi)的任一ZGZ試塊，調(diào)節(jié)儀器靈敏度使此試塊的Φ6mm平底孔回波高度等于100%波高線即可。但對鑄鋼件1級質(zhì)量要求部位的探傷，應(yīng)再提高增益12dB后進行。
5.3.2 垂直法探傷時使用鑄鋼件底面校準探測靈敏度。
5.3.2.1 在鑄鋼件兩表面平行而粗糙度有代表性的無缺陷的部位獲得穩(wěn)定的底面回波，調(diào)節(jié)儀器靈敏度使其高度為屏高的10%。
圖2 ZGS系列對比試塊
5.3.2.2 然后根據(jù)鑄件厚度、超聲頻率、晶片直徑和Φ6mm平底孔等參數(shù)，從AVG線圖上求得應(yīng)給底面回波的增益值(dB)，并對儀器增益此dB值。此時探測靈敏度已校準完畢。如果對鑄件1級質(zhì)量要求部位探傷，則應(yīng)再提高增益12dB。
5.3.2.3 為便于評定缺陷，可根據(jù)AVG線圖中的Φ6mm平底孔的距離－幅度曲線并考慮鑄鋼件不同深度處材質(zhì)衰減而進行修正之后，在儀器示波屏前面板上描繪出定為Φ6mm平底孔的100%波高線。
5.3.3 雙晶直探頭垂直法探傷時使用ZGS試塊校準探測靈敏度。
5.3.3.1 用ZGS試塊測繪Φ3mm平底孔的距離－幅度曲線于儀器示波屏前面板上。此線定為Φ3mm平底孔的100%波高線。
5.3.3.2 當鑄鋼件1級質(zhì)量要求部位探傷時，探測靈敏度可用ZGS試塊校準，使試塊的Φ3mm平底孔回波與100%波高線高度相同。如試塊表面粗糙度與所控檢測鋼件表面不同，則應(yīng)再補償因粗糙度引起的損失值。
5.3.3.3 如果用于其它質(zhì)量等級要求部位的探傷，則探測靈敏度應(yīng)降低12dB。
5.3.4 斜射法探傷時的探測靈敏度校準。
5.3.4.1 用圖3、表3所示試塊并按圖4方法測繪距離－幅度曲線于儀器示波屏前面板上。此線定為斜射法探傷規(guī)定直徑橫孔的100%波高線。
圖3 斜探頭用對比試塊
表3 mm
鑄件名義厚度T | 孔徑d±0.05 |
≤25 >25~50 >50~100 >100~150 >150~200 | 2.4 3.2 4.8 6.3 7.8 |
圖4 橫波斜探頭探傷用100%波高線制作
5.3.4.2 探測靈敏度校準時，斜探頭可置于圖4所示任一測點，調(diào)節(jié)儀器靈敏度使橫孔的回波高度等于100%波高線。然后，如鑄鋼件與試塊之間存在材質(zhì)衰減和表面粗糙度差異，則應(yīng)分別進行補償增益。
5.3.5 材質(zhì)衰減和表面粗糙度差異的補償值，由實測求得。
5.3.6 鑄鋼件粗探傷時，允許使用比上述稍高的靈敏度進行，但在評價缺陷時必須按規(guī)定靈敏度測定。
5.3.7探傷過程中和結(jié)束之前，應(yīng)對探測靈敏度進行校驗，如發(fā)現(xiàn)靈敏度已降低，則須對在校驗前的所檢測部份重新按規(guī)定靈敏度探測。
5.4 掃查
5.4.1 探頭的掃查應(yīng)100%進行，相鄰兩次掃查帶之間至少應(yīng)有探頭晶片直徑（或邊長）的10%重迭。
5.4.2 掃查速度不得超過150mm/S。
6缺陷的評定
6.1 發(fā)現(xiàn)以下缺陷或信號均應(yīng)記錄。
6.1.1 達到或超過100%波高線的缺陷回波。
6.1.2 底面回波高度降低到正常底面回波高度的25%或以下區(qū)域。但判斷確認因幾何形狀引起者可不作記錄。
6.1.3 確認為裂紋性質(zhì)的不論其回波高度如何，均須記錄。
6.2 缺陷定量
6.2.1 達到或超過100%波高線的缺陷回波，用移動探頭到缺陷回波降低到50%波高線高度時探頭中心點（直接標在探傷面上）確定缺陷邊界，求出缺陷面積。
6.2.2 缺陷回波高度達到或者超過100%波高線，但由于幾何形狀限制，探頭稍一移動，缺陷回波即下降或消失者，此種缺陷的面積以1cm２計算。
6.2.3 底面回波降低到正常高度的25%或以下的衰減區(qū)域，用移動探頭到底面回波降低75%時探頭中心點確定其邊界，求出面積。
6.2.4 密集缺陷以幾個缺陷的外圍周界包圍的面積作為一個缺陷面積。
6.3 缺陷分類
6.3.1 線狀缺陷是由6.2.1確定的缺陷尺寸，其長度與寬度之比大于或等于三倍的缺陷。
6.3.2 分散缺陷為相鄰缺陷邊界間的距離大于其中較大一個缺陷的長度者。
6.3.3 密集缺陷為相鄰缺陷邊界間的距離小于或等于其中較大一個缺陷的長度者。
7質(zhì)量等級
7.1 鑄鋼件質(zhì)量等級應(yīng)符合表4中所列各項規(guī)定。質(zhì)量等級以探傷面內(nèi)15cm×15cm評定框所含缺陷面積進行劃分為五級。評定質(zhì)量等級時，評定框應(yīng)置于缺陷程度*嚴重的部位。
表4
| 在15cm×15cm評定框內(nèi)允許存在的非線狀缺陷 |
質(zhì)量等級 | 缺陷總面積 cm2 | 單個缺陷*大面積 cm2 |
| | 內(nèi)、外層 | 中間層 |
1 | 0 | 0 | 0 |
2 | 15 | 8 | 15 |
3 | 25 | 20 | 25 |
4 | 40 | 30 | 40 |
5 | 55 | 45 | 55 |
注：內(nèi)、外和中間層以鑄鋼件的厚度劃分，每層為1/3鑄鋼件厚度。對于處于內(nèi)、外層與中間層交界處的缺陷，如大部份在內(nèi)、外層，則列入內(nèi)、外層評定；如大部份在中間層，則列入中間層評定。
7.2 任何質(zhì)量等級的鑄鋼件，均不允許存在判定裂紋性缺陷、線狀缺陷和在厚度上超過鑄鋼件厚度1/3的缺陷。
8處理
8.1 鑄鋼件超聲探傷結(jié)果評定的質(zhì)量等級低于該鑄鋼件超聲探傷用圖所規(guī)定的等級時，則作為不合格處理。
8.2 不合格鑄鋼件中超過質(zhì)量等級規(guī)定的缺陷，允許去除補焊。
8.3 鑄鋼件補焊處，必須重新探傷和評定。
9探傷報告
探傷報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：
a. 訂貨單位和合同號或委托單位，報告編號和簽發(fā)日期；
b. 鑄鋼件名稱、圖號、爐號、編號、材料及熱處理狀態(tài)；
c. 超聲探傷儀型號、探頭規(guī)格、耦合劑；
d. 探測靈敏度校準方法和試塊規(guī)格；
e. 探傷的格子編號圖及每個格子的探傷結(jié)果記錄，因幾何形狀或尺寸限制而未能探傷的部位說明；
f. 鑄鋼件質(zhì)量等級和合格與否的結(jié)論；
g. 探傷人員簽署。
附加說明：
本標準由上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究所提出并歸口。
本標準由上海汽輪機廠、哈爾濱汽輪機廠和上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究所起草。
本標準主要起草人王紀根。
中華人民共和國機械電子工業(yè)部1988-07-20批準 1989-07-01實施
