中 華 人 民 共 和 國(guó) 機(jī) 械 工 業(yè) 部 部 標(biāo) 準(zhǔn)                                                          JB4008─85

                     液浸式超聲縱波直射探傷方法

──────────────────────────────────

    本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了以液浸及其他液體耦合方式對(duì)被檢物進(jìn)行超聲縱波直射探傷時(shí)應(yīng)遵守的一般規(guī)則。

1方法概要

    以液浸式超聲脈沖回波法進(jìn)行縱波直射探傷時(shí)，通常采用能在液體(一般為水)中工作的單晶片探頭作為發(fā)射和接收高頻超聲波脈沖的換能器。通過液體介質(zhì),探頭將超聲波垂直地射入被檢物。當(dāng)材料內(nèi)部有反射體（包括缺陷及其他能反射超聲的物體）時(shí)，超聲能量便從該處反射回來，被探頭接收，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號(hào)，經(jīng)電子儀器放大后在熒光屏上以脈沖波形式顯示出來。根據(jù)超聲回波的有無，回波的幅度及出現(xiàn)回波范圍，可判斷反射體的有無，深度位置和大小。根據(jù)底波減弱的幅度也可判斷缺陷和材質(zhì)衰減情況。

    注：脈沖回波法只能探測(cè)出能將超聲能量反射至探頭的那部份反射體或缺陷的面積。因此某些情況下，被檢物內(nèi)部雖有一較大缺陷，但其主要缺陷平面并不與超聲波束垂直，反射波就很低，因而不能準(zhǔn)確判定其真實(shí)尺寸。

2人員與設(shè)備

2.1人員

    從事探傷的技術(shù)人員和操作者應(yīng)具有必要的業(yè)務(wù)知識(shí)，并有有關(guān)部門頒發(fā)的相應(yīng)資格證書。

2.2設(shè)備

    液浸式超聲探傷系統(tǒng)：包括超聲探傷儀、高頻電纜、液浸式探頭、探頭操縱器和液浸設(shè)備等。其要求分述如下：

2.2.1超聲探傷儀

    采用A型顯示方式。探傷者應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試其垂直線性及動(dòng)態(tài)范圍，時(shí)基線性、靈敏度余量等性能。

2.2.2高頻電纜

    和探頭或探頭導(dǎo)管聯(lián)接的高頻電纜應(yīng)有密封墊圈或其他措施，保證探頭和探傷儀能正常工作而不受水或其他耦合介質(zhì)的影響。

2.2.3液浸式探頭

    通常采用單晶片探頭。也可采用雙晶片探頭。單晶片探頭通常是平面的，也可裝有球面或柱面的聚焦透鏡。所有液浸式探頭都應(yīng)能長(zhǎng)期與水或其他液體接觸而保持其穩(wěn)定的電學(xué)和聲學(xué)特性。

2.2.4探頭操縱器

    包括裝探頭導(dǎo)管的夾持器，能調(diào)節(jié)探頭的入射角度，也可裝上準(zhǔn)直器來修改聲束的形狀。探頭操縱器各部分應(yīng)有合適的配合公差。

2.2.5液浸設(shè)備

    包括液槽和探頭橋架，能穩(wěn)定地裝設(shè)探頭操縱器并將其按預(yù)定程序和距離，使探頭對(duì)準(zhǔn)被檢物進(jìn)行掃查。也可采用局部水浸式或溢流方式的裝置使探頭移動(dòng)或被檢物移動(dòng)進(jìn)行掃查。探頭橋架各部分和其他局部液浸裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)都應(yīng)有合適的配合公差。

2.3對(duì)比試塊

    用于調(diào)整探傷系統(tǒng)的靈敏度或比較缺陷的大小,一般采用與被檢驗(yàn)材料聲學(xué)性能的表面狀態(tài)相同或類似的材料制成。

3設(shè)備的校準(zhǔn)

3.1確定探傷靈敏度

    采用對(duì)比試塊確定探傷靈敏度時(shí)，應(yīng)使試塊中人工缺陷的信號(hào)幅度至少應(yīng)比噪聲幅度高25%。且其幅度應(yīng)在滿屏高度25%─75%之間，也可采用被檢物無明顯噪聲區(qū)域內(nèi)**個(gè)底面回波或多個(gè)底面回波的高度來確定探傷靈敏度。探傷靈敏度應(yīng)定期進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。被檢物聲學(xué)性能與對(duì)比試塊有顯著差別時(shí)探傷靈敏度應(yīng)進(jìn)行修正。修正方法是將表面粗糙度和厚度都與被檢物相似的對(duì)比試塊的**次底面回波或多次底面回波圖形與被檢物的圖形進(jìn)行比較。被檢物底面回波的幅度或多次底面回波次數(shù)減少，都表示材料衰減系數(shù)增大。此時(shí)，應(yīng)對(duì)材料聲學(xué)性能的差異進(jìn)行修正。

3.2耦合液距離

    耦合液距離，一般應(yīng)至少為被檢物厚度的1/3，這樣就能保證超聲脈沖進(jìn)入被檢物表面時(shí)**次水層反射波處于被檢物**次底面回波之后，因而不會(huì)干擾探傷波形的判別。在使用對(duì)比試塊判定缺陷大小時(shí)也應(yīng)采用同樣的液層距離。在采用薄水層耦合法作板材或其他平面材料探傷時(shí)，應(yīng)調(diào)整水層厚度，使底面回波的幅度或次數(shù)達(dá)到**。

4檢驗(yàn)方法

4.1探傷面

    探傷面應(yīng)平整，不應(yīng)有松散的氧化皮、焊接飛濺和附著的異物。但均勻附著的氧化層可不去除。

4.2耦合液

    耦合液通常采用水、油或其他液體。在液槽內(nèi)的水一般應(yīng)放置24h以上，使其吸收的氣體逸出。并可添加表面活性劑、防銹劑、防凍劑等以改進(jìn)其使用性能。

4.3探頭型式和頻率的選擇

    液浸式探頭有聚焦和不聚焦兩種，聚焦探頭主要有線聚焦和點(diǎn)聚焦式。線聚焦探頭適用探測(cè)長(zhǎng)條形缺陷。點(diǎn)聚焦探頭適于發(fā)現(xiàn)點(diǎn)狀的小缺陷，以及測(cè)定管道和容器內(nèi)表面腐蝕坑深度和分布情況。

    選擇探頭頻率時(shí)應(yīng)考慮被檢物厚度，需檢測(cè)的*小缺陷和材料衰減系數(shù)等因素。

4.4掃查

    掃查可采用機(jī)械或或手工方式進(jìn)行。采用機(jī)械掃查時(shí)，探頭一般安裝在探頭導(dǎo)管末端，探頭導(dǎo)管則夾持在操縱器上，通過探頭橋架，或某種機(jī)械裝置和相應(yīng)的電子控制系統(tǒng)，使探頭在一定的路徑上對(duì)被探傷表面進(jìn)行掃查。有時(shí)也可使被檢物對(duì)探頭作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行掃查。采用手工掃查時(shí)，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)墓ぞ呷缢芰蠈?dǎo)管或某種形式的探頭支架使探頭和被檢物的幾何位置在掃查時(shí)保持穩(wěn)定。

    掃查可以是連續(xù)的或間歇的，應(yīng)在規(guī)定的探傷表面上進(jìn)行。當(dāng)進(jìn)行連續(xù)掃查時(shí)，應(yīng)保證在需要的探傷靈敏度和探傷距離下，達(dá)到對(duì)探傷面的100%覆蓋率。選擇掃查速度時(shí)，應(yīng)保證在此速度下能探出規(guī)定的反射體，同時(shí)能使 記錄和標(biāo)記等裝置正常工作。

5缺陷的記錄

5.1發(fā)現(xiàn)缺陷回波后，通?？捎寐晫W(xué)特性相似的對(duì)比試塊或根據(jù)事先測(cè)定的距離─幅度曲線確定缺陷的當(dāng)量大小。

    在條件許可時(shí)，應(yīng)在發(fā)現(xiàn)缺陷回波后調(diào)整探頭角度，使回波幅度達(dá)到**，然后進(jìn)行評(píng)定。當(dāng)手工或非固定式探頭操縱器時(shí)，應(yīng)盡量地保持液層距離不變。

5.2發(fā)現(xiàn)**次底波幅度或多次底波幅度和數(shù)量明顯減低時(shí)應(yīng)按要求加以記錄,并測(cè)定其范圍。

6檢驗(yàn)報(bào)告

    檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：

    a.有關(guān)被檢物的種類、尺寸、編號(hào)、熱處理狀態(tài)、表面狀況及探傷面部位以及采用的標(biāo)準(zhǔn)。

    b.探傷條件包括探傷儀型號(hào)、液浸探頭的晶片尺寸，頻率及聚焦透鏡參數(shù)，對(duì)比試塊及探傷靈敏度調(diào)整方法，液槽和有關(guān)設(shè)備以及掃查方法等。

    c.探傷結(jié)果包括表示探傷面和缺陷位置、大小的工件草圖，并注明超過規(guī)定程度的底波衰減情況。

    d.探傷技術(shù)人員及操作者姓名及探傷日期等。

                    ──────────────────

    附加說明:

    本標(biāo)準(zhǔn)由機(jī)械工業(yè)部上海材料研究所提出并歸口。

    本標(biāo)準(zhǔn)由機(jī)械工業(yè)部上海材料研究所負(fù)責(zé)起草。

    本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：陳祝年