T∕CSTM 00214-2020 无损检测 超声检测凸曲面斜入射试块的制作与检验方法

无损检测超声检测凸曲面斜入射试块的制作与检验方法Non-destructivetesting-UltrasonictestingI II1范围 4 43术语和定义 44尺寸 45材料 66制备 67标记 68使用方法 69证书 9附录A(规范性附录)校准试块的特性和用途 附录B(资料性附录)本标准起草单位和起草人 I本标准由中国材料与试验团体标准委员会无损检测技术及设备领域委员会(CSTM/FC94)归口3超声波检测的凸曲面斜入射试块称为脚跟试块(或称3号校准试块),由系列试块组成，并且几何形状更简单。脚跟试块不提供试块广泛的应用范围，尤其但是在实际凸曲面检测中，可以随时用脚跟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4凸曲面斜入射试块的制作与检验方法1范围本标准规定了凸曲面斜入射试块的尺寸、材料、制造以及用它对超声检测设备进行校准和校验的使用方法。本标准适用于空心类锻件、管件或棒类件等的周向方向斜入射超声波探伤水平、垂直、声程的精确定位。本标准提供了一种可以对周向斜探测凸曲面锻件角度、声速及零点标定的方法。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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/T3505产品几何量技术规范(GPS)表面结构：轮廓法术语、定义及表面结构参数(ISOGB/T12604.1无损检测术语超声检测(GB/T12604-2005,ISO5577:2017,IDT)GB/T20737无损检测通用术语和定义(GB/T20737-2006,ISO/TS18173:2005,IDT)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。4.1尺寸要求4.1.1凸曲面检测的角度、声速及零点标定试块，其厚度不小于25mm(推荐25mm),宽度为W=2R,高度为H=R+60,横通孔直径为3mm。4.1.2半圆形侧面的角度长刻线位置P的计算公式：P=RSin(β);其中β为20°、30°、40°、50°、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参数见表1示例，粗糙度Ra≤3.2μm,标准试块制作参数示例见表2。4.1.4图1给出了试块的尺寸。图中R半径允许小于50mm,或大于400mm,表中R的数值仅为推荐参数。表1半圆形侧面的角度刻线位置制作参数123455678表2标准试块制作参数12345678%HR/2.5R—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;620=典型钢种标号；0150=150,试块半圆半径，单位mm;三位：150=外圆半径150mm。6.1校准试块的材质应均匀，且经超声检测无缺陷(见附录A中A.2)。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。6.3热处理后机加工前，应从两个相互垂直的方向，并沿轧制方向对试块做进一步的超声检测。热处理6.4为了防止附加效应的产生，刻度槽的深度应为0.1mm士0.05mm;刻度槽的长度应为6mm,并且其位置公差为士0.2mm。机加工完成后应进行最终超声检测。6.5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。8使用方法调节时基线时，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8.1.1用直探头校准不大于250mm的时基线探头在校准试块反射面上的放置位置应按图2a)的示意；校准范围为100mm时荧光屏(A扫描)应按图2b)示意图。7b)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RCos(β)+30或RCos(β)+60的时基线曲面检测斜探头在校准试块上的位置按图3a)(用于RCos(β)+30校准距离)和图3b)(用于RCos(β)+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RCos(β)+30校准范围图3曲面检测斜探头在校准试块上的位置8.2.2纵波探头灵敏度设置探头应置于图4a)所在的位置。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。也可将探8头放在图4b)的位置，利用直径3mm孔的回波，使相应回波幅度最大，以此设置灵敏度。b)O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RCos(β)+30和RCos(β)+60的两个反射面进行灵敏度设置。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。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节灵敏度(见图5、图6)。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，并在校准试块倒角2mm或1mm上前后移动，直到来自于倒角面的反射回波幅度达到最大。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9用间隙的矩形槽面或试块底面的回波测定声束角度。将曲面斜探头在校准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达到最大。声束角度可以直接从校准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。图8所示的这些位置可用于测定20°至80°的曲面斜探头。当用于非小型探头时，可以使用更厚的试块，例如厚度40mm或50mm。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。c)被检材料：表面状态(与耦合有关),材料种类(吸收性)等；附录B(资料性附录)本标准起草单位和起草人