T_CSTM 00701-2023 无损检测 超声检测 凹曲面斜入射试块的制作与检验方法.docx

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1、ICS19.100CCSJ04团体标准T/CSTM007012023无损检测超声检测凹曲面斜入射试块的制作与检验方法Non-destructivetestingUltrasonictestingFabricationandtestingmethodofobliqueincidenttestblockwithconcavesurface2023-06-12发布2023-09-12实施中关村材料试验技术联盟发布T/CSTM007012023目录前言.I引言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14尺寸.15材料.36制备.37标记.48使用方法.49证书.7附录A（规范性）对比试块的特

2、性和用途.8附录B（资料性）起草单位和主要起草人.9T/CSTM007012023前言本文件参照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则，GB/T20001.4标准编写规则第4部分：试验方法标准的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国材料与试验标准化委员会无损检测技术及设备标准化领域委员会（CSTM/FC94）提出。本文件由中国材料与试验标准化委员无损检测技术及设备标准化领域委员会（CSTM/FC94）归口。IT/CSTM007012023引言超声波检测的凹曲面斜入射试块称为肚兜试块（或称4号对比试块），

3、由系列试块组成，并且几何形状更简单。肚兜试块不提供试块广泛的应用范围，尤其不能用于对超声探伤仪的全面校验。但是在实际凹曲面检测中，可以随时用肚兜试块对超声检测设备的时基线和灵敏度设置进行简单的校验。此外，它也适用于对斜探头凹曲面检测的入射角和入射点的校验。II序号试块类型R半径20P位置30P位置40P位置50P位置60P位置70P位置80P位置120-ACVZ-0050CBB505017.12532.138.343.347.049.2220-ACVZ-0100CBB10010034.25064.376.686.694.098.5320-ACVZ-150CBB15015051.37596.41

4、14.9129.9141.0147.7T/CSTM007012023无损检测超声检测凹曲面斜入射试块的制作与检验方法1范围本文件规定了凹曲面斜入射试块的术语和定义、尺寸、材料、制备，标记、使用方法以及证书。本文件适用于空心类锻件、管件或棒类件等的内孔表面周向方向斜入射超声波探伤水平、垂直、声程的精确定位。本文件提供了一种可以对内孔表面周向斜探测凹曲面锻件角度、声速及零点标定的方法。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1260

5、4.1无损检测术语超声检测GB/T20737无损检测通用术语和定义3术语和定义GB/T12604.1和GB/T20737界定的术语和定义适用于本文件。4尺寸4.1尺寸要求4.1.1凹曲面检测的角度、声速及零点标定对比试块称为肚兜试块，肚兜试块厚度不小于25mm（推荐：25mm），宽度为W=2R+5，高度为H=R+60，矩形槽间隙为5mm。4.1.2两个1/4内圆柱体的上表面和/或下表面的角度长刻线位置P的计算公式：P=RSin（）；其中为20、30、40、50、60、70、80。4.1.3角度短刻线位置P的计算方法同角度长刻线，短刻线分别为25、35、45、55、65、75，角度刻线位置P参数

6、见表1，粗糙度Ra3.2m，标准试块制作参数见表2。表1半圆形侧面的角度刻线位置制作参数单位为毫米1序号试块类型R半径W宽度H高度120-ACVZ-0050CBB5050105110220-ACVZ-0100CBB100100205160320-ACVZ-0150CBB150150305210420-ACVZ-0200CBB200200405260520-ACVZ-0250CBB250250505310620-ACVZ-0300CBB300300605360720-ACVZ-0350CBB350350705410820-ACVZ-0400CBB400400805460420-ACVZ-0200

7、CBB20020068.4100128.6153.2173.2187.9197.0520-ACVZ-0250CBB25025085.5125160.7191.5216.5234.9246.2620-ACVZ-0300CBB300300102.6150192.8229.8259.8281.9295.4720-ACVZ-0350CBB350350119.7175225.0268.1303.1328.9344.7820-ACVZ-0400CBB400400136.8200257.1306.4346.4375.9393.9T/CSTM007012023表2标准试块制作参数单位为毫米4.1.4图1给出了

8、试块的尺寸。当图1中R半径允许小于50mm，或大于400mm，其数值仅为推荐参数。2T/CSTM007012023标引序号说明：R半圆半径，公差0.38mm；W宽度，公差0.76mm；H高度，公差0.76mm；P角度位置线，公差0.2mm；I典型试块标识；20典型钢种标号；A角度，C凹曲面，V声速，Z零点；四位0150150，试块圆半径，单位mm；CBB=肚兜试块；三位：150圆半径150mm；示例说明20-ACVZ-0150，CBB150。图1超声检测用肚兜试块的尺寸与刻度5材料制作试块的钢材应具有下列特性:1)用平炉或电炉生产的低碳镇静钢；2)正火状态；3)晶粒度细于6级或更细。6制备6.

9、1对比试块的材质应均匀，且经超声检测无缺陷，见附录A中A.2。6.2为获得细晶组织和良好的材质均匀性，在最终机加工前应将试块按以下方式进行热处理：a)以920的温度保温30min，并用水淬冷；b)再加热到650至少保温2h，然后在静止空气中冷却，热处理后机加工前，应从两个相互垂直的方向，3T/CSTM007012023并沿轧制方向对试块做进一步的超声检测。热处理后，所有表面应至少去除2mm。所有尺寸和表面粗糙度应符合图1要求。6.3为了防止附加效应的产生，刻度槽的深度应为0.1mm士0.05mm；6.4刻度槽的长度应为6mm，并且其位置公差为士0.2mm；6.5机加工完成后应进行最终超声检测；

10、6.6试块的纵波速度应为5920m/s士30m/s，横波速度应为3255m/s士15m/s。7标记肚兜试块上应按图1做永久性参考标记：1)生产商商标；2)本文件号；3)唯一的序列号。8使用方法8.1时基线的设置调节时基线时，应将相继回波的前沿(左侧边)调整到与仪器屏幕对应的刻度相一致。脉冲传播时间取决于被检材料中的超声波波速。8.1.1用直探头校准不大于250mm的时基线探头在对比试块反射面上的放置位置应按图2a)的示意。图2b)是校准范围为100mm时荧光屏(A扫描)上的显示示意图。注：当校准距离大于10倍的试块厚度时可能会出现困难，这取决于所用的探头和频率。单位为mma）探头在对比试块上的

11、位置4T/CSTM007012023b)校准范围为100mm时A扫描的显示示意图图2用直探头校准不大于250mm的时基线8.1.2用曲面斜探头校准R（1-Cos（）+30或R（1-Cos（）+60的时基线曲面检测斜探头在对比试块上的位置按图3a)(用于R（1-Cos（）+30校准距离)和图3b)(用于R（1-Cos（）+60校准距离)。图3a)和图3b)也给出了这两种校准范围的仪器荧光屏显示示意图。a)用于R（1-Cos（）+30校准范围b)用于R（1-Cos（）+60校准范围图3曲面检测斜探头在对比试块上的位置8.2灵敏度设置和探头校验8.2.1概述很多因素会影响灵敏度设置，见附录A中A.3

12、。8.2.2纵波探头灵敏度设置8.2.2.1探头应置于图4中“a”所在的位置。8.2.2.2灵敏度的设置应以A扫描中显示的连续回波作为参考基准。8.2.2.3也可将探头放在图4中“b”的位置，利用矩形槽间隙5mm底的回波，使相应回波幅度最大，以此设置灵敏度。5T/CSTM007012023ba图4直探头灵敏度设置8.2.3曲面斜探头8.2.3.1灵敏度设置分别利用声程为R（1-Cos（）+30和R（1-Cos（）+60的两个反射面进行灵敏度设置。a)使用经校准的增益调节器，先将来自于反射面的回波调到屏幕高度的80%，然后再将其调节到需设置的水平；b)不用增益调节器，利用来自于圆周面的单次回波调

13、节灵敏度(见图5、图6)。校验探头时，声耦合是一个重要因素，当进行探头之间的比较时，应使用相同的耦合介质。图5曲面检测斜探头不用增益调节器进行灵敏度设置图6曲面检测斜探头不用增益调节器进行灵敏度设置8.2.3.2曲面探头入射点位置的测定曲面斜探头应按图7放置，并在对比试块倒角2mm或1mm上前后移动，直到来自于倒角面的反射6T/CSTM007012023回波幅度达到最大。这时探头入射点与试块上倒角的中心重合。8.2.3.3声束角度的测定声束角度的测定如下：1)用带有间隙的矩形槽面或试块底面的回波测定声束角度；2)将曲面斜探头在对比试块圆周面上平行移动，直到来自于矩形槽面或试块底面的反射回波幅度

14、达到最大；3)声束角度可以直接从对比试块上与探头入射点重合的刻度值上读得，当探头入射点与刻度线不重合时也可以采用插值法获取；4)图8所示的这些位置可用于测定20至80的曲面斜探头。图7曲面斜探头入射点测定图8曲面斜探头声束角度测定9证书对于每一块试块，制造商都应附有证书以说明：a)该试块符合本文件要求；b)所测得的纵波声速平均值：Vl；c)所测得的横波声速平均值：Vs。7T/CSTM007012023附录A（规范性）对比试块的特性和用途A.1用于“非小型”探头校准的试块厚度当用于非小型探头时，可以使用更厚的试块，例如40mm或50mm。A.2最终机加工前后的材料超声检测建议用纵波探头(晶片直径

15、10mm,频率6MHz)进行两次检测：a)将探头按图2a)放置，第四次底面回波的波幅应比后面出现的、由晶粒结构产生的噪声高出至少50dB；b)在材料均匀性方面，不应有波幅大于晶粒散射波幅的缺陷。A.3设置灵敏度需考虑的因素设置灵敏度时宜考虑下列因素，它们可分为四大类：a)设备：脉冲能量、频率、脉冲波形、放大率等；b)所用探头：种类、尺寸、声阻抗、晶片阻尼、声场极值分布图等；c)被检材料：表面状态(与耦合有关)，材料种类(吸收性)等；d)缺陷分析：形状、取向、性质等。8T/CSTM007012023附录B（资料性）起草单位和主要起草人本文件起草单位：南京迪威尔高端制造股份有限公司、中国特种设备检测研究院、山东瑞祥模具有限公司、钢研纳克检测技术股份有限公司、常州超声电子有限公司、洛阳LYC轴承有限公司、卡麦隆(上海)机械有限公司、福默诗贸易（上海）有限公司。本文件主要起草人：陈昌华、张利、郑阳、张君娇、魏忠瑞、马建民、范弘、张建卫、潘振新、肖潇、陈翠丽、尹述港、曹军利。_9