中華人民共和國**機(jī)械工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)
JB 3963-85
壓力容器鍛件超聲波探傷
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本標(biāo)準(zhǔn)適用于采用脈沖反射式超聲波探傷儀對公稱厚度大于等于50mm的壓力容器用碳鋼和低合金鋼鍛件進(jìn)行的超聲波探傷。并且規(guī)定了探傷方法和結(jié)果的等級分類。
本標(biāo)準(zhǔn)不適用于奧氏體不銹鋼等粗晶材料，也不適用于內(nèi)徑與外徑之比在75%以下的環(huán)形和筒形鍛件的橫波探傷。
1術(shù)語定義
1.1 各類鍛件的定義及其公稱厚度的規(guī)定。
鍛件主要形狀如圖1所示：
圖1
1.1.1 筒形鍛件—軸向長度L大于其外徑尺寸D的軸對稱空心鍛件如圖1(a)所示。t為公稱厚度。
1.1.2 環(huán)形鍛件－軸向長度L小于等于其外徑尺寸D的軸對稱空心鍛件如圖1(a)所示。t為公稱厚度。
1.1.3 餅形鍛件－軸向長度L小于等于其外徑尺寸D的軸對稱形鍛件如圖1(b)所示。t為公稱厚度。
1.1.4 碗形鍛件－用作容器封頭，中心部分凹進(jìn)去的軸對稱形鍛件如圖1(c)所示。t為公稱厚度。
1.1.5 方形鍛件－相交面互相垂直的六面體鍛件如圖1(d)所示。
三維尺寸a、b、c中*小者為公稱厚度。
1.2 底波降低量BG/BF(dB)
無缺陷區(qū)的**次底波高度(BG)和有缺陷區(qū)的**次底波高度(BF)之比。由缺陷引起的底面反射的降低量用dB值表示。
1.3 密集區(qū)缺陷
當(dāng)熒光屏掃描線上相當(dāng)于50mm 的聲程范圍內(nèi)同時有5個或者5個以上的缺陷反射信號；或者在50mm×50mm的探測面上發(fā)現(xiàn)同一深度范圍內(nèi)有5個或5個以上的缺陷反射信號。
1.4 缺陷當(dāng)量直徑
用AVG方法求出的假定與超聲波束相垂直的平底孔的直徑，稱為缺陷當(dāng)量直徑或簡稱為當(dāng)量直徑。
1.5AVG曲線
以縱座標(biāo)軸表示相對的反射回波高度，以橫座標(biāo)軸表示聲程，對不同直徑且假定與超聲波束相垂直的圓平面缺陷所畫出的曲線圖叫AVG曲線，亦稱DGS曲線。
2探傷人員
鍛件探傷應(yīng)由具有一定基礎(chǔ)知識和鍛件探傷經(jīng)驗，并經(jīng)考核取得國家認(rèn)可的資格證書者擔(dān)任。
3探傷器材
3.1 探傷儀
3.1.1 應(yīng)采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀，其頻響范圍至少應(yīng)在1~5MHz內(nèi)。
3.1.2 儀器應(yīng)至少在滿刻度的75%范圍內(nèi)呈線性顯示（誤差在5%以內(nèi)），垂直線性誤差應(yīng)不大于5%。
3.1.3 儀器和探傷的組合靈敏度：在達(dá)到所探工件*大聲程處的探傷靈敏度時，有效靈敏度余量至少為10dB。
3.1.4 衰減器的精度和范圍，儀器的水平線性、動態(tài)范圍等均應(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》中的有關(guān)規(guī)定。
3.2 探頭
3.2.1 探頭的公稱頻率主要為2.5MHz，頻率誤差為±10%。
3.2.2 主要采用晶片尺寸為Φ20mm的硬保護(hù)膜直探頭。
3.2.3 必要時也可采用2MHz或2.25MHz，以及晶片尺寸不大于Φ28mm的探頭。
3.2.4 探頭主聲束應(yīng)**峰，無偏斜。
3.3 耦合劑
可采用機(jī)油、甘油等透聲性能好，且不損害工件的液體。
4探傷時機(jī)及準(zhǔn)備工作
4.1 探傷時機(jī)
探傷原則上應(yīng)按排在*終熱處理后，在槽、孔、臺階等加工前，比較簡單的幾何形狀下進(jìn)行。熱處理后鍛件形狀若不適于超聲波探傷也可在熱處理前進(jìn)行。但在熱處理后，仍應(yīng)對鍛件盡可能完全地進(jìn)行探傷。
4.2 準(zhǔn)備工作
4.2.1 探傷面的光潔度不應(yīng)低于?5，且表面平整均勻，并與反射面平行，圓柱形鍛件其端面應(yīng)與軸線相垂直，以便于軸向探傷。方形鍛件的端面應(yīng)加工平整，相鄰的端面應(yīng)互相垂直。
4.2.2 探傷表面應(yīng)無劃傷以及油垢和污物等附著物。
4.2.3 鍛件的幾何形狀及表面檢查均合格后，方可進(jìn)行探傷。
4.3 重要區(qū)
鍛件的重要區(qū)應(yīng)在設(shè)計圖樣中或按JB 755-85《壓力容器鍛件技術(shù)條件》予以注明。
5探傷方法
鍛件一般應(yīng)進(jìn)行縱波探傷，對筒形鍛件還應(yīng)進(jìn)行橫波探傷，但掃查部位和驗收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)由供需雙方商定。
5.1 橫波探傷
橫波探傷應(yīng)按附錄B的要求進(jìn)行。
5.2 縱波探傷
5.2.1 掃查方法
5.2.1.1 鍛件原則上應(yīng)從兩相互垂直的方向進(jìn)行探傷，盡可能地探測到鍛件的全體積。主要探測方向如圖2所示，其他形狀的鍛件也可參照執(zhí)行。
5.2.1.2 掃查范圍：應(yīng)對鍛件整個表面進(jìn)行連續(xù)**掃查。
5.2.1.3 掃查速度：探頭移動速度不超過150mm/s。
5.2.1.4 掃查復(fù)蓋應(yīng)為探頭直徑的15%以上。
5.2.1.5 當(dāng)鍛件探測厚度大于400mm時，應(yīng)從相對兩端面探傷。
5.2.2 探傷靈敏度的校驗。
5.2.2.1 原則上利用大平底采用計算法確定探傷靈敏度，對由于幾何形狀所限，以及缺陷在近場區(qū)內(nèi)的工件，可采用試塊法（見附錄A）。
5.2.2.2 用底波法校正靈敏度，校正點的位置應(yīng)選在工件上無缺陷的完好區(qū)域。
5.2.2.3 曲面補(bǔ)償：對于探測面是曲面而又無法采用底波法的工件，應(yīng)采用曲率與工件相同或相近(0.7~1.1倍)的參考試塊（見附錄A）；或者采用小直徑晶片的探頭，使其近場區(qū)的長度小于等于1/4工件半徑，這樣可不需進(jìn)行曲面補(bǔ)償。
5.2.2.4 探傷靈敏度不得低于Φ2mm當(dāng)量直徑。
5.2.3 缺陷當(dāng)量的確定
5.2.3.1 采用AVG曲線及計算法確定缺陷當(dāng)量。
5.2.3.2 計算缺陷當(dāng)量時，當(dāng)材質(zhì)衰減系數(shù)超過4dB/m時，應(yīng)考慮修正。
5.2.3.3 材質(zhì)衰減系數(shù)的測定。
圖2 探測方向（垂直探傷法）
a. 應(yīng)在被測工件無缺陷區(qū)域，選取三處有代表性的部位，求B1/B2的值，即**次底波高度(B1)與**次底波高度(B2)之比的dB差值。
b. 衰減系數(shù)a(dB/m)的計算公式為
a=(B1/B2(dB)-6dB)/2T
式中：T－聲程，m。
5.2.3.4AVG曲線圖見附錄C。
5.3 靈敏度的重新校驗
5.3.1 除每次探傷前應(yīng)校準(zhǔn)靈敏度外，遇有下述情況時，必須對探傷靈敏度進(jìn)行重新校準(zhǔn)：
a. 校正后的探頭、耦合劑和儀器調(diào)節(jié)旋鈕等發(fā)生任何改變時；
b. 開路電壓波動或操作者懷疑靈敏度有變動時；
c. 連續(xù)工作4h以上；d. 工作結(jié)束時。
5.3.2 當(dāng)增益電平降低2dB以上時，應(yīng)對上一次校準(zhǔn)以來所有檢查的鍛件進(jìn)行復(fù)探；當(dāng)增益電平升高2dB以上時，應(yīng)對所有的記錄信號進(jìn)行重新評定。
6記錄
6.1 記錄當(dāng)量直徑超過Φ4mm的單個缺陷的波幅和位置。
6.2 密集性缺陷：記錄密集性缺陷中*大當(dāng)量缺陷的位置和分布。
6.2.1 餅形鍛件應(yīng)記錄大于等于Φ4mm當(dāng)量直徑的缺陷密集區(qū)。
6.2.2 其他鍛件應(yīng)記錄大于等于Φ3mm當(dāng)量的缺陷密集區(qū)。
6.2.3 缺陷密集區(qū)面積以50mm×50mm的方塊作為*小量度單位，其邊界可由半波高度法決定。
6.3 應(yīng)按表2要求記錄底波降低量。
6.4 衰減系數(shù)：若供需雙方有規(guī)定時，應(yīng)記錄衰減系數(shù)。
7等級分類
7.1 單個缺陷反射的等級見表1。
表1 單個缺陷反射的等級
等 級 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ |
缺陷當(dāng)量直徑 | ≤Φ4 | Φ4+(7~8dB) | Φ4+(>8~12dB) | Φ4+(>12~16dB) | >Φ4+16dB |
7.2 底波降低量的等級見表2。
表2 由缺陷引起底波降低量的等級
等 級 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ |
底 波 降低量 | BG/BF | ≤8 | >8~14 | >14~20 | >20~26 | >26 |
| | | | | | | |
注：①在計算缺陷引起的底面反射降低量時，應(yīng)扣除4dB/m的材質(zhì)衰減。
②表2僅適用于聲程大于一倍近場區(qū)的缺陷。
7.3 密集區(qū)缺陷等級見表3。
表3 由密集區(qū)缺陷引起的等級
等 級 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ |
密集區(qū)缺陷占探傷總面積百分比H | 0 | >0~5% | >5%~10% | >10%~20% | >20% |
注：表1~表3的等級應(yīng)作為獨立的等級分別使用。
7.4 如果工件的材質(zhì)衰減對探傷效果有較大的影響時，應(yīng)重新進(jìn)行熱處理。
7.5 按7.1、7.2、7.3條認(rèn)定級別的缺陷，如果被探傷人員探定為危害性缺陷時，可以不受上述條文的限制。
8探傷報告
探傷報告不應(yīng)少于以下內(nèi)容。
8.1 工件情況：工件名稱、材料牌號、編號、材質(zhì)衰減、主要部位尺寸草圖、探傷面的光潔度。
8.2 探傷條件：探傷儀型號、探頭頻率、晶片尺寸(K值)、探測方向、探傷靈敏度、參考反射體、耦合劑等。
8.3 探傷結(jié)果
8.3.1 缺陷位置、缺陷當(dāng)量直徑、底波降低區(qū)及缺陷分布示意圖。
8.3.2 缺陷等級及其他。
8.4 探傷人員的資格證號、等級、姓名。報告簽發(fā)人的資格證書、等級、姓名、日期。
附件A
試塊要求
（補(bǔ)充件）
A1 遠(yuǎn)場區(qū)使用，探測表面為平面時，應(yīng)采用CS2型標(biāo)準(zhǔn)試塊。
A2 遠(yuǎn)場區(qū)使用，探測表面為平面時，應(yīng)采用CS1型標(biāo)準(zhǔn)試塊。
圖A1
A3 探傷面是曲面時，原則上應(yīng)采用與工件具有大致相當(dāng)曲率半徑的對比試塊，其具體形狀如圖A1所規(guī)定。
附錄B
橫波探傷
（補(bǔ)充件）
B1 橫波探傷僅適用于內(nèi)外徑之比大于等于75%的環(huán)形和筒形鍛件。
B2 探頭
B2.1 探頭公稱頻率主要為2.5MHz，也可用2MHz。
B2.2 探頭晶片面積140~400mm2。
B2.3 原則上應(yīng)采用K1探頭，但根據(jù)工件幾何形狀的不同，也可采用其他的K值探頭。
B3 參考反射體
B3.1 為了調(diào)整探傷靈敏度，利用被探工件壁厚或長度上的加工余量部分制作對比試塊，在鍛件內(nèi)外表面，分別沿軸向和周向加工平行的V形槽作為標(biāo)準(zhǔn)溝槽，V形槽長度為25mm，深度為鍛件壁厚的1%，角度為60°。也可采用其他等效的反射體（如邊角反射等）。
B4 探傷方法
B4.1 掃查方法
B4.1.1 掃查方法見圖B1。
圖B1
B4.1.2 探頭移動速度不應(yīng)超過150mm/s。
B4.1.3 掃查復(fù)蓋應(yīng)為探頭寬度的15%以上。
B4.2 靈敏度檢驗
從鍛件外圓面將探頭對準(zhǔn)內(nèi)圓面的標(biāo)準(zhǔn)溝槽，調(diào)整增益，使*大反射高度為滿幅的80%，將該值在面板上作一點，以其為探傷靈敏度；再移動探頭探外圓面的標(biāo)準(zhǔn)溝槽，并將*大反射高度亦在面板上作一點，將以上兩點用直線連接并延長，使之包括全部探傷范圍，繪出距離－振幅曲線。內(nèi)圓面探傷時以同一順序進(jìn)行，但探頭斜楔應(yīng)與內(nèi)圓面曲率一致。
B5 記錄
記錄超過距離－振幅曲線一半的缺陷反射和缺陷檢出位置。
附錄C
AVG曲線圖
（參考件）
C1AVG曲線參考圖舉例如下：
圖C1 AVG曲線圖（UsIP-11型儀器，Φ24mmK2G）
圖C2 AVG曲線圖（CTS-22型儀器，2.5MHz、Φ20mm）
C2AVG曲線圖必須在CS1和CS2型標(biāo)準(zhǔn)試塊上測定后繪制。
