鍛軋鋼棒超聲檢測方法2022-04-15發布I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件代替GB/T4162—2008《鍛軋鋼棒超聲檢測方法》,與GB/T4162—2008相比，除結構調整和編輯性改動外，主要技術變化如下：a)將適用范圍“直徑(厚度)12mm～250mm”更改為“直徑不小于6mm”(見第1章，2008年版的第1章);b)將“液浸法使用水作為耦合劑”更改為“液浸技術通常使用水作為耦合劑，也可使用機油。”(見4.2.1,2008年版的4.3.1);c)增加了其他形式探頭(見5.2);d)更改了“探頭晶片直徑(邊長)”范圍(見5.2.1,2008年版的4.5.2.1);e)增加了對比試塊的機加工要求和與被檢鋼棒的一次底波高度差要求(見6.1);f)增加了“檢測規程”的要求(見第7章);g)更改了“檢測方法”的要求(見8.1,2008年版的5.1);h)增加了使用DAC曲線或TCG曲線時，對比試塊反射體的波高調節方法和DGS方法設置靈敏度(見8.2.5);i)增加了自動檢測時閘門寬度設置的要求(見8.2.7);j)更改掃查速度的要求(見8.2.10,2008年版的5.2.9);k)更改了系統靈敏度復核情況(見8.2.11,2008年版的5.2.10);1)更改了底波損失的評定方式(見9.2,2008年版的6.2);m)更改了長條形缺陷的評定方式(見9.4.1.3,2008年版的6.4.1.3);n)增加了橫孔與平底孔之間的關系在縱波檢測時可參照使用(見表4)。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國鋼鐵工業協會提出。本文件由全國鋼標準化技術委員會(SAC/TC183)歸口。本文件起草單位：寶武特種冶金有限公司、武漢中科創新技術股份有限公司、中科西王特鋼有限公司、撫順特殊鋼股份有限公司、南京鋼鐵股份有限公司、冶金工業信息標準研究院、奧瑞視(北京)科技有限公司。本文件于1984年首次發布，1991年第一次修訂，2008年第二次修訂，本次為第三次修訂。1鍛軋鋼棒超聲檢測方法1范圍本文件規定了鍛軋鋼棒(以下簡稱“鋼棒”)超聲檢測的一般要求、儀器和設備、對比試塊、檢測規程、檢測程序、檢測結果評定、質量等級、檢測記錄和檢測報告。本文件適用于直徑不小于6mm的鋼棒超聲脈沖反射法檢測，其他規格或材質的鍛軋棒材或非棒材可參照使用。本文件不適用于奧氏體粗晶鋼棒的檢測。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認證GB/T12604.1無損檢測術語超聲檢測GB/T18694無損檢測超聲檢驗探頭及其聲場的表征GB/T18852無損檢測超聲檢測測量接觸探頭聲束特性的參考試塊和方法JB/T10061A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術條件JB/T11731無損檢測超聲相控陣探頭通用技術條件JJG746超聲探傷儀檢定規程3術語和定義GB/T12604.1界定的術語和定義適用于本文件。4一般要求4.1人員資格從事鋼棒超聲檢測人員應按GB/T9445或相應的文件要求參加培訓，并取得超聲檢測資格證書；凡簽發檢測報告者，應取得2級及以上超聲檢測資格證書。4.2耦合劑4.2.1液浸技術通常使用水作為耦合劑，也可使用機油。耦合劑中應無氣泡和影響超聲檢測的外來物質，可在耦合劑中添加合適的防銹劑防止鋼棒銹蝕；可在耦合劑中添加合適的潤滑劑減少鋼棒和探頭上形成的氣泡。4.2.2接觸技術宜使用油、脂、水、水溶性凝膠等耦合劑，耦合劑的黏度和表面潤濕性應足以保證超聲能量很好地傳入鋼棒。25儀器和設備5.1超聲檢測儀5.1.1性能測試方法與要求超聲檢測儀性能按JB/T10061——垂直線性不大于5%;或JJG746的方法測試，其指標應滿足下列要求：——水平線性不大于2%;——動態范圍不小于30dB;——靈敏度余量不小于42dB;——衰減誤差不超過±1.0dB/12dB。宜使用光和/或音響的報警器。報警的觸發應通過調整時間基線上收到的超聲信號幅度來控制，且報警閾值水平是可調的。5.2探頭5.2.1探頭頻率應能滿足穿透被檢鋼棒的能力和分辨力的需求，宜取2MHz～10MHz;探頭晶片直徑(邊長)宜不大于28mm;液浸探頭宜采用聚焦方式。若能滿足檢測要求，可使用其他形式探頭檢測，如符合JB/T11731要求的相控陣探頭。5.2.2采用液浸法檢測時，探頭的角度控制器和機械控制裝置應便于調整。5.2.3探頭的參數宜按GB/T18694、GB/T18852方法進行測試。5.3液浸槽(箱)及探頭調節器5.3.1用于液浸法檢測的液浸槽(箱)的尺寸應保證能浸沒所檢測部位。5.3.2探頭調節器應提供在2個相互垂直平面內的可調角度和水層，且應保證檢測時探頭角度和水層穩定可靠。5.3.3當采用超聲C掃描設備時，掃查裝置的運動控制應有足夠的精度。6對比試塊6.1應采用聲學性能與被檢鋼棒相同或相近的材料。被檢鋼棒和對比試塊的一次底波高度差應在±4dB范圍內。預先用超聲檢測方法在較高靈敏度的情況下檢查對比試塊用材，不應有影響使用的6.2縱波檢測用對比試塊宜在整個圓周截面加工平底孔。檢測直徑6mm～26mm鋼棒時，可在滿足分辨力情況下只加工圖1所示的1個埋深或2個不同埋深的平底孔；檢測直徑26mm～200mm鋼棒時，可使用圖1、表1所示的相近規格的對比試塊；檢測直徑大于200mm鋼棒時，可使用平面試塊，各平底孔的埋深宜參考表1的分布。穿過式自動超聲檢測時，宜只加工圖1、表1所示的埋深為B?的平底孔。3單位為毫米標引序號說明：R——縱波檢測用對比試塊半徑；B?——圓棒直徑的1/4;B?——圓棒直徑的1/2;B?——圓棒直徑的3/4;d——參考反射體孔深；l?——階梯端部間距；l?——階梯邊緣間距。圖1縱波檢測用對比試塊表1縱波檢測用對比試塊尺寸單位為毫米RB?d875注：R——縱波檢測用對比試塊半徑，B?——圓棒直徑的1/4,B?—-圓棒直徑的1/2,B?—-圓棒直徑的3/4,d——參考反射體孔深，l?——階梯端部間距，l?——階梯邊緣間距。6.3對比試塊平底孔直徑應與9.4.1中縱波檢測質量等級規定的平底孔直徑一致。縱波檢測用對比試塊的其他要求如下。a)B?、B?、B?分別是圓棒直徑的1/4、1/2和3/4,公差為±0.2mm。b)平底孔數量和直徑按質量等級選擇，平底孔直徑公差為±0.01mm或孔徑的士1%,取其中較大者；孔底平面度誤差不應超過±0.03mm,表面粗糙度Ra不應大于3.2μm,各孔的中心線應通過半徑。4c)如對比試塊加工尺寸較大，可將對比試塊做成分開的三塊：一塊為B?尺寸，一塊為B?尺寸，一塊為Bs尺寸；其余尺寸均按圖1和表1中所示。d)對比試塊表面粗糙度(Ra)應與被檢鋼棒相同。6.4橫波檢測用對比試塊應與被檢鋼棒公稱直徑相同，如表2、圖2所示。當鋼棒直徑小于20mm,無法加工圖2所示3個不同深度的橫孔時，可只加工其中1個埋深或2個不同埋深的橫孔。根據圖2所示橫孔在圓周上的分布規則，可在不同圓周面上加工不同埋深的橫孔。橫波檢測用對比試塊的其他要求如下：a)橫孔位置偏差應為±0.25mm;b)所有孔表面粗糙度(Ra)應不大于3.2μm;c)所有孔應防止進水和保持空氣-金屬界面，永久性封堵；d)根據實際情況，設計參考反射體的數量和埋深位置；e)對比試塊表面粗糙度應與被檢鋼棒相同。表2質量等級與橫孔對比試塊尺寸單位為毫米質量等級孔徑/孔深單個參考反射體多個參考反射體A0.5/12.70.5/6.4B0.5/12.7C不適用標引序號說明：D——橫波檢測用對比試塊直徑；d?——多個參考反射體的孔深；d?——單個參考反射體的孔深；E?——第一個多個參考反射體的孔徑；E?——第二個多個參考反射體的孔徑；Ea——第三個多個參考反射體的孔徑；F?——第一個單個參考反射體的孔徑；F?——第二個單個參考反射體的孔徑；F?——第三個單個參考反射體的孔徑。圖2橫波檢測用對比試塊57檢測規程根據一類被檢鋼棒情況編制通用檢測規程，或根據特殊要求編制專用檢測規程。檢測規程至少應包括下列內容：a)適用范圍；b)人員資格要求；c)被檢鋼棒信息；d)對比試塊信息；e)檢測方法、檢測范圍；f)檢測儀器和設備；h)耦合劑；i)探頭相對于被檢鋼棒表面的位置、掃查方式、掃查速度及掃查間距；j)靈敏度設置和校準；k)缺陷評定方法；1)檢測結果和質量等級。8檢測程序8.1檢測方法除供需雙方的合同或相關文件規定外，被檢鋼棒的檢測方法和技術由制造方選定。如需采用橫波檢測，應在合同或相關文件中注明。8.2檢測步驟8.2.2被檢鋼棒的表面應無影響耦合的氧化皮、污物、油漆和凹坑等缺陷；如有，應采用酸洗、研磨的方法清除或進行機加工。8.2.3掃查應在鋼棒表面進行100%掃查。當信噪比不能滿足要求時，宜采用距離幅度校正曲線(DAC)或時間增益修正曲線(TCG),可分區檢測。8.2.4液浸法縱波檢測時，水程調整應使來自被檢鋼棒的第二次界面波不出現在鋼棒的第一次底波之前，檢測時應調整探頭與工件的垂直度，使界面的反射信號最大。在靈敏度設定、掃查及評定時，其水程的差距不應超過±3mm。8.2.5當不使用DAC曲線或TCG曲線時，調整超聲檢測儀和設備，使對比試塊上的最大聲程孔及最小聲程孔的回波高度均不低于熒光屏滿幅度的80%,以此為檢測靈敏度。接觸法檢測直徑大于探頭三倍近場區的鋼棒時，可采用底波計算法進行靈敏度調整。當使用DAC曲線或TCG曲線時，應在整個被檢金屬聲程范圍內至少取3個不同埋深的參考反射體回波。對于適用于DGS法(AVG法)的探頭和超聲檢測儀，可使用DGS法進行靈敏度調整。8.2.6橫波檢測時，應使探頭在工件中產生35°~70°的橫波，并使來自對比試塊上的各參考反射體的回波均不低于熒光屏滿幅度的80%。8.2.7自動掃查時，閘門寬度的設置應滿足檢測范圍的要求。8.2.8報警水平應按相應質量等級的多個反射體平底孔尺寸的回波幅度進行設置，C級、D級則按單個反射體平底孔尺寸的回波幅度設置。68.2.9掃查間距不應超過探頭有效聲束寬度的80%。有效聲束寬度宜使用一6dB法，通過被檢金屬聲程范圍內參考反射體上測得的最小值確定。8.2.10手動掃查時，掃查速度不宜超過150mm/s;自動掃查時，應滿足以最大速度掃查，對比試塊中檢測深度范圍內的參考反射體回波均能被發現。8.2.11發現下列情況時應復核檢測系統的靈敏度：a)探頭、耦合劑、檢測儀器調節和設備狀態發生變化時；b)掃查靈敏度異常時；c)手動掃查連續4h以上和結束時；d)自動掃查每班次或每批次開始和結束時。8.2.12當發現檢測范圍內掃查靈敏度異常，則應對從上次復核后檢測的所有鋼棒復檢，或對所有記錄信號重新評定。如果能證明檢測系統具有可重復性，可延長8.2.11c)和8.2.11d)的靈敏度復核時間間隔。9檢測結果評定9.1反射信號記錄根據質量等級所指定的最高靈敏度在掃查過程中，大于或等于該靈敏度水平的反射信號應記錄。記錄方式為坐標圖或C掃描圖，以表明反射信號的位置及大小。9.2底波損失評定用直射波在較低的增益下進行底波測定，與正常部位底波相比，底波損失50%以上且伴有噪聲信號(至少是正常背景噪聲的兩倍)的增加或減少時，又不是表面狀態或不平行度引起的為不合格。9.3噪聲水平評定超過報警觸發水平的噪聲水平為不合格。注：鈦合金被檢棒材參照使用時，報警水平略超過噪聲水平，不超過檢測靈敏度水平的70%。9.4缺陷評定用埋藏深度相近且按表3規定的平底孔回波與缺陷回波相比較，超過表3規定的缺陷為不合格。移動探頭找出每個缺陷的最大回波，測出多個缺陷的間距，任何兩個缺陷間的距離小于表3的規定為不合格。長條形缺陷的長度應按下列方法評定，長度超過表3的規定為不合格。a)將探頭置于待評定長條形缺陷上方，找到反射信號幅度最大的