压缩机球墨铸铁零件的超声波探伤

1.主题内容与适用范围

本标准规定了采用A型脉冲反射式超声波探伤仪所进行的探伤方法和缺陷等级分类。

本标准适用于压缩机球墨铸铁零件（以下简称“工件”）和其他类似部件的超声波探伤。

2.术语

2.1 透声性

超声纵波垂直入射到测试面与底面平行的无缺陷工件时，声波在其中往返一次所引起的声压降，单位为分贝(db)。

3.探伤人员

压缩机球墨铸铁零件探伤应由具有一基础知识和球墨铸铁件探伤经验，并经考核取得有关部门认可的资格证书者担任。

4.探伤器材

4.1 探伤仪

4.1.1 采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其频率范围应在1~5MHz之间。

4.1.2 仪器至少应在满刻度的75%范围内呈线性显示，垂直线性误差不得大于5%。

4.1.3 仪器的水平线性、分辨力和衰减器的精度等指标均应符合ZB Y230的有关规定。

4.2 探头

4.2.1 纵波直探头的晶片直径应在10~30mm之间，工作频率为1~5MHz，频率误差为±10%。

4.2.2 横波斜探头的晶片面积应在100~400mm^２，K值一般取1~3。

4.2.3 纵波双晶直探头晶片之间的声绝缘必须良好。

4.3 仪器系统的性能

仪器系统的灵敏度余量和分辨力应按照ZB J04 001的有关规定进行测试。

4.3.1 在工作频率下，纵波直探头的灵敏度余量不得低于30dB，横波斜探头的灵敏度余量按附录A（补充件）A1.2条的规定。

4.3.2 在工作频率下，纵波直探头的分辨力不得低于20dB，横波斜探头的分辨力不得低于15dB。

4.4 试块

标准试块用碳钢或低合金钢锻件材料制作，不允许存在大于等于φ2mm平底孔当量的缺陷。

4.4.1 纵波直探头采用的标准试块

4.4.1.1 工件探测距离大于等于1.6倍近场区，应采用纵波直探头。

4.4.2纵波双晶直探头采用的标准试块

4.4.2.1 工件探测距离小于1.6倍近场区，应采用纵波双晶直探头。

4.4.3 横波斜探头探伤采用的标准试块的形状和尺寸应按附录A中A1.3条及图A1的规定。

4.4.4 探伤面是曲面时，应采用与工件曲率半径相同或接近(0.7~1.1倍)的对比试块来测定由于曲率不同而引起的声能损失，其形状和尺寸按图3及表1。

4.5耦合剂

可采用机油、甘油、油脂等透声性能好，且不损害工件的耦合剂。

5.探伤时机及准备工作

5.1探伤原则上应安排在最终热处理后进行，若因热处理后工件形状不适于超声探伤，也可将探伤安排在热处理前，但热处理后，仍应对其进行尽可能的探伤。

5.2工件应在外观检查合格后，方可进行超声探伤，所有影响超声检测的物质都应予以清除。

5.3探伤面的表面粗糙度值应为Ra3.2μm。

6.探伤方法

工件超声探伤以纵波直探头和纵波双晶直探头为主要探伤方法。如因受工件形状和缺陷方向的限制，无法单独用纵波探伤进行有效的检测，经供需双方协商同意，可采用附录A规定的横波检验方法。

6.1探测方向

6.1.1原则上应从探测面上两相互垂直的方向进行，并应尽量扫查到工件的整个体积。

6.1.2主要工件的探测方向如图4所示。

6.2扫查

6.2.1 应对工件整个探测面进行全面连续扫查。相邻两次扫查其相互重叠部分约为探头晶片直径的15%。

6.2.2 扫查时，探头移动速度不得大于150mm/s。

6.2.3因工件几何形状限制而扫查不到的区域，应在探伤报告中予以注明。

6.3工件透声性的测定

将纵波直探头与工件上探测面和底面平行而且无缺陷的部位耦合接触，调节仪器使第一次底面回波幅度达到满刻度的50%，记录此时衰减器的读数。再调节衰减器，使第二次底面回波的幅度达到满刻度的50%，两次衰减器读数之差即为该测量点的透声性。测量点不得少于三点，以其平均值表示该区域的透声性。

6.4探伤灵敏度的确定

6.4.1波直探头探伤灵敏度的调整

首先，将工件与探测距离等于或工件厚度的标准试块相比较，求出透声性补偿值和表面粗糙度补偿值。然后在该试块上测试，使其φ3mm平底孔的回波幅度达到满刻度的10%~20%，不改变仪器的参数，对探测距离较小的一系列试块逐一测试，测出其φ3mm平底孔回波的最高点，绘在荧光屏上，连接这些点即可建立距离－幅度曲线。也可A、V、G计算法或A、V、G曲线板确定其距离－幅度曲线。

6.4.2纵波双晶探头探伤灵敏度的调整

测试一组不同探测距离的φ3mm平底孔，调节衰减器，使其中最高的回波幅度达到满刻度的80%，不改变仪器的参数，测出其他平底孔回波的最高点，将其绘在荧光屏上，连接这些点，即可建立纵波双晶探头的距离－幅度曲线。

6.4.3补偿

6.4.3.1表面粗糙度补偿：在探伤和缺陷定量时，应对由于表面粗糙度引起的能量消耗进行补偿。

6.4.3.2透声性补偿：在检测和缺陷定量时，应对试块透声性引起的探伤灵敏度和缺陷定量的误差进行透声补偿。

6.4.3.3曲面补偿：对于探测面是曲面的工件，应采用与工件曲率半径相同或相近(0.7~1.1倍)的对比试块来校正，否则应进行适当的曲面补偿。

6.4.4 探测灵敏度不得低于最大探测距离的φ3mm平底孔当量。

6.5探伤灵敏度的复查

探伤中，应核查探伤灵敏度，发现探伤灵敏度有改变时，应重新调整。当增益电平降低2dB以上时，应对上一次校准以来所检查的工件进行复探；当增益电平升高2dB以上时，应对所有记录缺陷进行重新定量。

7.缺陷检测

7.1缺陷记录

7.1.1反射回波幅度等于或高于距离－幅度曲线的缺陷。

7.1.2反射回波幅度虽未达到距离－幅度曲线，但造成第一次底面回波消失的缺陷。

7.1.3底波和缺陷回波均没有的部位。

7.1.4虽不属于上述三种情况，但探伤人员能判定是裂纹和缩孔的缺陷。

7.2缺陷尺寸的测定

7.2.1当缺陷回波幅度等于或高于距离－幅度曲线者，其边界可用6dB法确定。工件厚度方向的尺寸由不同方向检测所确定的缺陷上部和下部边界确定。

7.2.2当缺陷波未达到距离－幅度曲线，但第一次底面回波消失时，缺陷的范围应从底面反射波刚好消失时的探头中心位置算起到出现底面反射波时的探头中心位置为止。缺陷的深度由一组连续缺陷回波最左侧的波峰位置确定。

7.2.3当两块缺陷间距小于其中较大缺陷直径时，两缺陷可折合为一个缺陷，缺陷面积按实测计。

7.2.4单个缺陷的面积以该缺陷的最大尺寸与其在垂直方向的最大尺寸之积计算。

7.2.5对于有疑问的缺陷，也可采用其他行之有效的方法来进行验证。

8.缺陷等级分类

8.1工件中不允许存在裂纹和缩孔等危害性缺陷。

8.2工件的缺陷等级按表3规定，但对于圆柱形实心轴类工件的缺陷等级分类按表4规定。

8.3缺陷所在的截面积为探测部位的最小剖截面积。空心轴与实心轴的截面积均按实心轴计算。