機(jī)械工業(yè)部重型礦山機(jī)械工業(yè)局企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
JB/ZQ6141-86
超聲波檢驗(yàn)用鋼質(zhì)對(duì)比試塊的制作和控制
本標(biāo)準(zhǔn)適用于超聲波檢驗(yàn)用鋼質(zhì)對(duì)比試塊的制作和控制。
按本標(biāo)準(zhǔn)制作的對(duì)比試塊，適用于對(duì)平面形狀的碳鋼、合金鋼鍛件進(jìn)行超聲波探傷檢驗(yàn)，對(duì)曲面形狀的鋼質(zhì)鍛件或鑄件，經(jīng)曲率或材質(zhì)補(bǔ)償后也可參照使用。對(duì)比試塊適用于超
聲波接觸法探傷，也適用于超聲波水浸法探傷。對(duì)比試塊還可在一定條件下用于檢查超聲波
探傷儀和探頭系統(tǒng)的特性。
本標(biāo)準(zhǔn)參照采用ASTME428—71(1981年重新審批) 《超聲波檢驗(yàn)用鋼質(zhì)對(duì)比試塊的
制作和控制標(biāo)準(zhǔn)》。
1與本標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)
ZBY230—84 《A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術(shù)條件》
ZBY231—84 《超聲探傷用探頭性能測(cè)試方法》
JB/ZQ6142－86《超聲波檢驗(yàn)用鋁合金對(duì)比試塊的制作和控制》
2技術(shù)要求
2.1 設(shè)備要求
檢查對(duì)比試塊聲學(xué)性能所用的
超聲波探傷儀和探頭應(yīng)符合ZB Y230和ZBY231標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)
定。
2.2 材料要求
2.2.1 一般要求
材料質(zhì)量的關(guān)鍵是它的聲學(xué)特性必須與被檢工件基本一致。為此，材料的晶粒度、熱處
理狀態(tài)、物理性能、化學(xué)成分等均需與被檢件基本一致。一般可采用中碳鋼制成，晶粒度5
～6級(jí)，硬度250±25HB，參考化學(xué)成分見表1。
表1 參考化學(xué)成分 %
|
C |
Si |
Mn |
P |
S |
|
0.42~0.50 |
0.17~0.37 |
0.50~0.80 |
≤0.040 |
≤0.045 |
2.2.2 聲學(xué)特性要求
2.2.2.1將對(duì)比試塊的坯料進(jìn)行百分之百的探傷檢查時(shí)，在坯料的軸向和徑向內(nèi)部均不應(yīng)存在比直徑2mm平底孔的信號(hào)還要小8dB的缺陷信號(hào)。
2.2.2.2當(dāng)探傷靈敏度為500mm深，直徑2mm平底孔的反射波高達(dá)滿幅度的9O％時(shí)，在對(duì)比試塊上不應(yīng)該出現(xiàn)達(dá)到20％波高的聲學(xué)雜波信號(hào)(不可與電子儀器中常見的電噪聲相混淆）。
2.2.2.3 用2.5MHz頻率的超聲縱波在對(duì)比試塊上的底面多次反射回波來觀察試塊材質(zhì)的聲
能衰減。將第一次底波幅度調(diào)到滿幅度的90％，并和后兩次底面重復(fù)反射波幅相加后(共三
次)與無(wú)衰減的距離—幅度曲線的聲學(xué)規(guī)律相比較，其差值應(yīng)在±25％之內(nèi)。將試塊中的平
底孔反射與其聲學(xué)規(guī)律相比較，其差值應(yīng)在±10％以內(nèi)。
2.2.3 試塊尺寸要求
2.2.3.1 試塊種類
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了以下三組對(duì)比試塊。試塊外形如圖1、圖2、圖3所示。
2.2.3.2 CS1型對(duì)比試塊
CS1型試塊適合于超聲波探測(cè)近場(chǎng)區(qū)范圍的缺陷，也適用于對(duì)厚度較薄的鍛件中的缺陷進(jìn)行定量測(cè)量和定位。制作定量面板和繪制包括近區(qū)的距離－幅度特性曲線時(shí)亦需采用，它的規(guī)格見表2。
表2 CS1型對(duì)比試塊孔徑
|
試塊序號(hào) |
孔徑mm |
|
1
2
3
4
5 |
2
3
4
6
8 |
2.2.3.3 CS2型對(duì)比試塊
整套CS2型對(duì)比試塊的材質(zhì)應(yīng)保持一致，孔深為25～500mm，可用于測(cè)繪距離-幅度特性曲線，它的規(guī)格見表3。
2.2.3.4 CS3型對(duì)比試塊
CS3型試塊適合于超聲波檢驗(yàn)時(shí)對(duì)大面積缺陷進(jìn)行適當(dāng)?shù)撵o態(tài)和動(dòng)態(tài)波形的定量比較，
也適合觀察缺陷對(duì)底波影響的程度，它的規(guī)格見表4。
2.2.3.5 小型對(duì)比試塊
在特定條件下，根據(jù)工作需要，為避免重量過大的成套試塊使用的不便，也可以采用尺
寸較小的試塊。這種改變了外圓尺寸和其他要素的試塊，只有在其聲學(xué)特性同標(biāo)準(zhǔn)的成套試
塊聲學(xué)特性有可靠的對(duì)應(yīng)關(guān)系的情況下方可使用。
3 試塊的制作
3.1 試塊一般可采用中碳鋼，經(jīng)壓延、拉拔或鍛造制成。試塊應(yīng)按CS系列規(guī)定的要求（見
圖1、圖2、圖3和表1、表2、表3）進(jìn)行加工。
3.2 磨削前應(yīng)進(jìn)行一次超聲波檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后再繼續(xù)進(jìn)行加工。
3.3 試塊最好成組制作，以便相互比較，以確保它們之間的聲學(xué)特性的一致性（平底孔直徑2mm的試塊更有必要）。
圖1 CS1型對(duì)比試塊
圖2 CS2型對(duì)比試塊
4 檢查
4.1 加工精度檢查
4.1.1 加工后的每一對(duì)比試塊的幾何尺寸、平面度、表面粗糙度以及直徑2mm和2mm以上的平底孔均可用物理方法進(jìn)行檢查。
4.1.2 平底孔可用制作復(fù)型的方式來檢查。復(fù)型材料建議用硅橡膠樹脂為好，以免與孔粘連。檢查時(shí)先用汽油及無(wú)腐蝕的溶劑將孔清洗干凈，然后用干燥和過濾的空氣吹干。吹干后
用醫(yī)用注射器和尺寸適宜的針將復(fù)型材料注入孔中，注射時(shí)要從底部開始逐漸外移直到把孔填滿，以確保孔內(nèi)無(wú)空隙和殘留空氣。孔填滿后插入一銷釘、螺釘或其他適當(dāng)?shù)奈矬w作為堅(jiān)固的芯桿，以便將復(fù)型取出。硅橡膠固化后即可取出復(fù)型進(jìn)行檢查。檢查應(yīng)在光學(xué)比較儀上
進(jìn)行。
4.1.3 平底孔也可以通過對(duì)成品試塊進(jìn)行破壞性抽檢，抽檢率由試塊制造廠和需方商定。
4.2 聲學(xué)特性檢查
4.2.1 檢查
4.2.1.1 當(dāng)試塊具有良好的外部尺寸和正確的孔形后就應(yīng)做進(jìn)一步試驗(yàn)來檢查它的聲學(xué)特性。如以浸液方法測(cè)定其特性時(shí)，則應(yīng)將平底孔清洗干凈后，將短橡皮塞頭壓入，將孔暫時(shí)
堵塞，或用其他方法封住（孔與底面用防水膠布粘住，確保密封）。
4.2.1.2 對(duì)比試塊的超聲波測(cè)試方法是將超聲縱波沿軸向及徑向入射到材料中去。可以采用水浸法，用清潔去氣的水作耦合劑，也可采用直接接觸法，用機(jī)油作耦合劑。
圖3 CS2、CS3型對(duì)比試塊
表3 CS2型對(duì)比試塊尺寸 mm
|
序號(hào) |
試塊編號(hào) |
孔徑d |
測(cè)距L1 |
高度L2 |
外徑φ |
參考圖 |
序號(hào) |
試塊編號(hào) |
孔徑d |
測(cè)距L1 |
高度L2 |
外徑φ |
參考圖 |
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33 |
25/0
25/2
25/3
25/4
25/6
25/8
50/0
50/2
50/3
50/4
50/6
50/8
75/0
75/2
75/3
75/4
75/6
75/8
100/0
100/2
100/3
100/4
100/6
100/8
125/0
125/2
125/3
125/4
125/6
125/8
150/0
150/2
150/3 |
0
2
3
4
6
8
0
2
3
4
6
8
0
2
3
4
6
8
0
2
3
4
6
8
0
2
3
4
6
8
0
2
3 |
25
25
25
25
25
25
50
50
50
50
50
50
75
75
75
75
75
75
100
100
100
100
100
100
125
125
125
125
125
125
150
150
150 |
25
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50
50
50
50
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100
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100
100
100
125
125
125
125
125
125
150
150
150
150
150
150
175
175 |
≥35
≥35
≥35
≥35
≥35
≥35
≥50
≥50
≥50
≥50
≥50
≥50
≥60
≥60
≥60
≥60
≥60
≥60
≥70
≥70
≥70
≥70
≥70
≥70
≥80
≥80
≥80
≥80
≥80
≥80
≥85
≥85
≥85 |
圖2
圖3
圖3
圖3
圖3
圖3
圖2
圖3
圖3
圖3
圖3
圖3
圖2
圖3圖3圖3圖3圖3圖2圖3圖3圖3圖3圖3圖2圖3圖3圖3圖3圖3圖2圖3圖3 |
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
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50
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54
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56
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60
61
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63
64
65
66 |
150/4
150/6
150/8
200/0
200/2
200/3
200/4
200/6
200/8
250/0
250/2
250/3
250/4
250/6
250/8
300/0
300/2
300/3
300/4
300/6
300/8
400/0
400/2
400/3
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500/0
500/2
500/3
500/4
500/6
500/8 |
4
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8
0
2
3
4
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8
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3
4
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8
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2
3
4
6
8
0
2
3
4
6
8 |
125
125
125
200
200
200
200
200
200
250
250
250
250
250
250
300
300
300
300
300
300
400
400
400
400
400
400
500
500
500
500
500
500 |
175
175
175
200
200
200
200
200
200
250
275
275
275
275
275
300
325
325
325
325
325
400
425
425
425
425
425
500
525
525
525
525
525 |
≥85
≥85
≥85
≥100
≥100
≥100
≥100
≥100
≥100
≥110
≥110
≥110
≥110
≥110
≥110
≥120
≥120
≥120≥120≥120
≥120
≥140
≥140
≥140
≥140
≥140
≥140
≥155
≥155
≥155
≥155
≥155
≥155 |
圖3
圖3
圖3
圖2
圖3
圖3
圖3
圖3
圖3
圖2
圖3
圖3
圖3
圖3
圖3
圖2
圖3
圖3
圖3
圖3
圖3
圖2
圖3
圖3
圖3
圖3
圖3
圖2
圖3
圖3
圖3
圖3
圖3 |
表4 CS3型對(duì)比試塊尺寸（見圖3） mm
|
序號(hào) |
試塊
編號(hào) |
孔徑d |
測(cè)距L1 |
高度L2 |
外徑φ |
序號(hào) |
試塊
編號(hào) |
孔徑d |
測(cè)距L1 |
高度L2 |
外徑φ |
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9 |
50/10
100/10
100/15
150/10
150/15
150/20
200/10
200/15
200/20 |
10
10
15
10
15
20
10
15
20 |
50
100
100
150
150
150
200
200
200 |
75
125
125
175
175
175
225
225
225 |
70
80
80
90
90
90
100
100
100 |
10
11
12
13
14
15
16
17
18 |
300/10
300/15
300/20
400/10
400/15
400/20
500/10
500/15
500/20 |
10
15
20
10
15
20
10
15
20 |
300
300
300
400
400
400
500
500
500 |
325
325
325
425
425
425
525
525
525 |
120
120
120
140
140
140
160
160
160 |
4.2.2 面積—幅度特性曲線
4.2.2.1 繪制面積—幅度特性曲線需要一套具有相同測(cè)距和不同孔徑的試塊。測(cè)定時(shí)關(guān)掉儀
器上的抑制，使脈沖顯示的垂直動(dòng)態(tài)范圍盡可能大。圖中表示幅度的坐標(biāo)可以用波高百分比
或衰減分貝值表示；而橫坐標(biāo)可用平底孔面積或相對(duì)面積之比(平底孔面積與探頭面積之比)來表示。
4.2.2.2 當(dāng)使用波高百分比時(shí)，將最大平底孔的反射波調(diào)到最大值后，不要改變儀器的任何條件，再對(duì)不同孔徑的反射波測(cè)定其波高百分比。
4.2.2.3 當(dāng)使用衰減法時(shí)，先用儀器增益將最小平底孔的反射波調(diào)好，并以此作為基準(zhǔn)波高，然后在維持基準(zhǔn)波高的前提下，測(cè)定不同孔徑的衰減分貝值。
4.2.2.4 根據(jù)上述結(jié)果即可繪出面積—幅度曲線，見附錄A中的圖Al。
4.2.3 距離—幅度曲線
4.2.3.1 繪制距離—幅度特性曲線需要一定數(shù)量的具有相同孔徑和不同測(cè)距的試塊。測(cè)定時(shí)把相當(dāng)于探頭近場(chǎng)區(qū)距離的平底孔反射信號(hào)幅度調(diào)到80％，然后不要改變儀器的任何條件，
再去測(cè)試其他測(cè)試距離的試塊，并將反射波幅度與測(cè)試距離的關(guān)系繪成特性曲線。另外，距
離—幅度曲線中的幅度單位可以用衰減分貝值表示，而距離坐標(biāo)可用單對(duì)數(shù)值表示，見附錄
A中的圖A2。
4.2.4 不合格試塊
任何—個(gè)試塊，如果表現(xiàn)出不規(guī)則的聲學(xué)特性，或明顯地出現(xiàn)不允許的誤差，則該試塊
即為不合格。不合格試塊不能使用，亦不允許采用修整平底孔的辦法來滿足所需的聲學(xué)特性。
5對(duì)比試塊的標(biāo)記、涂層和堵塞
5.1 標(biāo)志
每個(gè)試塊上均需作上永久性印記(金屬壓印)，標(biāo)明試塊型號(hào)、測(cè)距及孔徑。如CS2－300—6，即CS2型對(duì)比試塊，300mm的測(cè)距，直徑6mm的平底孔。數(shù)字標(biāo)志一般刻印在試塊側(cè)面上部，以便試塊成組堆放時(shí)觀察。
5.2 保護(hù)涂層
在腐蝕環(huán)境下使用的碳鋼、合金鋼對(duì)比試塊可采用鍍鎳方式保護(hù)，鍍層厚度應(yīng)在0.02mm
以下，并不得對(duì)試塊的幾何尺寸及聲學(xué)特性產(chǎn)生影響。
5.3 堵塞
符合要求并經(jīng)正確標(biāo)記的對(duì)比試塊可用以下方法對(duì)平底孔進(jìn)行堵塞：
a. 先用無(wú)腐蝕性的溶劑將孔清洗干凈，再用過濾、干燥的空氣吹干。
b. 將一壓配合且長(zhǎng)度比平底孔短的塞頭(鉛質(zhì))壓入平底孔中。塞頭外露部分應(yīng)磨平。
6 報(bào)告
每套試塊應(yīng)報(bào)告以下內(nèi)容：
a．面積—幅度曲線和距離—幅度曲線；
c．合格證。合格證上應(yīng)有檢驗(yàn)人員的簽名，同時(shí)要注明無(wú)損檢測(cè)人員技術(shù)資格等級(jí)和
證號(hào)，無(wú)資格證者簽證無(wú)效。
附錄A
特性曲線（補(bǔ)充件）
A 1 面積－幅度曲線
A1.1 按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定繪制的面積－幅度曲線如圖A1所示。
A1.2 曲線用CTS－15型超聲波探傷儀、2.5MHz、直徑20mm剛玉保護(hù)膜脈沖探頭，在儀器條件為抑制關(guān)，發(fā)射3的情況下測(cè)繪。
A 2 距離－幅度曲線
A2.1 按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定繪制的距離－幅度曲線如圖A2、A3所示。
A2.2 圖A2中的曲線用CTS－22型超聲波探傷儀、2.5MHz、直徑20mm剛玉保護(hù)膜探頭，在儀器條件為抑制關(guān)、增益小的情況下測(cè)繪。
A2.3 圖A3中的曲線用USIP－11型超聲波探傷儀、K2G、直徑24mm探頭，在抑制關(guān)、功率2、增益小、分辨力2、重頻×1、波高80%的情況下測(cè)繪。
圖A1
圖A2
附加說明：
本標(biāo)準(zhǔn)由德陽(yáng)大型鑄鍛件研究所提出并歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)由第一重型機(jī)器廠負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人王開松。
圖A3
機(jī)械工業(yè)部重型礦山機(jī)械工業(yè)局1986-03-25發(fā)布 1986-05-01實(shí)施
