T∕CSTM 00666-2023 无损检测 钢材 钢锭超声波探伤检测方法.pdf
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1、 ICS 19.100 CCS J 04 团 体 标 准 T/CSTM 006662023 无损检测 钢材 钢锭超声波探伤检测方法 Non-destructive testing Steel products Ultrasonic testing method for steel ingot 2023-06-21 发布 2023-09-21 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 学兔兔 标准下载T/CSTM 006662023 目目 录录 前 言.I 引 言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 检测人员.1 5 超声仪器、探头及试块.1 6 检测方法.2 7 质量
2、等级.5 8 试验报告.6 附录 A(规范性)钢锭内部缺陷的超声波检测分级方法.7 附录 B(规范性)超声波检测的偏析波形和断面低倍示意图.9 附录 C(资料性)起草单位和起草人.11 学兔兔 标准下载T/CSTM 006662023 I 前 言 本文件参照 GB/T 1.12020 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/T 20001.4标准编写规则 第 4 部分:试验方法标准的规定起草。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会无损检测技术及设备标准化领域委员会(CSTM/FC
3、94)归口。学兔兔 标准下载T/CSTM 006662023 II 引 言 本文件的发布机构提请注意,声明符合本文件时,可能涉及到一种锻造原材料生产方式选择方法的第 1 条与第 4 条相关的专利的使用。本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。该专利持有人已向本文件的发布机构承诺,愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下,就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可以通过以下联系方式获得:专利持有人姓名:陈昌华 地址:江苏省南京市六合区沿江工业开发区中山科技园迪西路 8 号 请注意除上述专利外,本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布
4、机构不承担识别专利的责任。学兔兔 标准下载T/CSTM 006662023 1 无损检测 钢材 钢锭超声波探伤检测方法 1 范围 本文件规定了纵波技术对钢锭作接触法脉冲反射式超声波检验的方法,包括检测人员、超声仪器、探头及试块、检测方法、质量等级和试验报告。本文件适用于电弧炉、中频感应炉、连铸坯及电渣锭等冶炼钢锭内部质量的超声波检测分级方法,钢锭内部缺陷检测类型分为心部缺陷、偏析缺陷和皮下缺陷。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
5、。GB/T 9445 无损检测人员的资格鉴定与认证 GB/T 11259 无损检测 超声检测用钢参考试块的制作和控制方法 GB/T 12604.1 无损检测术语 超声检测 GB/T 20737 无损检测 通用术语和定义 GB/T 27664.1 无损检测 超声检测设备的性能与检验 第 1 部分:仪器 GB/T 27664.2 无损检测 超声检测设备的性能与检验 第 2 部分:探头 3 术语和定义 GB/T 12604.1界定的术语和定义适用于本文件。4 检测人员 4.1 按照本文件进行超声波检验的人员,应按照采购方和供应商都能接受的国家标准编制的书面程序进行资格评定和取得证书。4.2检验者应由
6、取得有关部门认可的超声检测技术资格等级证书的人员进行操作。检测人员资格应符合GB/T 9445及相关要求,并由具有技术资格等级级或级以上证书的人员进行监督及签发报告。4.3通过冶炼铸钢超声检测专业技术培训,才能独立进行冶炼铸钢的超声检测工作。5 超声仪器、探头及试块 5.1 仪器 使用 A 型脉冲反射式超声波检测仪,其技术指标需符合 GB/T 27664.1 的要求。5.2 探头 超声检测探头宜采用低频、大直径的直探头,其技术指标需符合 GB/T 27664.2 的要求。5.3 试块 学兔兔 标准下载T/CSTM 006662023 2 对碳钢、低合金钢、马氏体不锈钢和铁素体奥氏体(双相)不锈
7、钢等钢锭的超声波检验,要求使用一套与被检工件相近的试块进行检测。其技术指标需符合 GB/T 11259 的要求。6 检测方法 6.1 检测时机 为了节省生产时间,铸钢表面质量的外观检查可在机械加工或打磨之前进行,也可在机械加工或打磨表面后进行外观检查。6.2 表面粗糙度 6.2.1 钢锭在超声波检测前一般应先进行清理。钢锭表面检测部位,可以用喷砂、砂轮打磨,或者用机械加工等方法,清除妨碍检测的附着物。钢锭应在外观检查合格后进行超声检测,钢锭探测面及其背面影响超声检测的物质应予清除。当被检测钢锭的检测面较粗糙时,可以使用有软保护膜的探头。6.2.2 钢锭检测面不应有凹坑不平、伤痕、污物或其他异物
8、,表面粗糙度应满足以下要求:1)机械加工表面:Ra 等于或小于 6.3 m;2)打磨表面:表面打磨粗糙度 Ra 控制为 10 m 至 30 m 之间或可见 50%以上光亮。6.3 扫查要求 6.3.1 检验的覆盖度 6.3.1.1 机械加工表面 钢锭表面按 6.2 要求到达相应粗糙度后进行检验,并以此扫查到整个检测面,探头每次移动要有重叠,其重叠范围至少应为换能器(压电晶体)垂直于扫查方向尺寸的 10%。只要实际操作可行,原则上对垂直的两个面进行超声波实施检测。6.3.1.2 打磨表面 采用 0、90或 0、45、90或 0、120、240间隔、宽度约 100 mm 的方式对钢锭表面中心区域进
9、行打磨,评定区域为 100mm100mm。因客户订单或判断需要,可打磨到整个检测面。超声波检测方法见位置示意图 1、图 2 和图 3 所示。图 1 方钢锭检测示意图(0、90)学兔兔 标准下载T/CSTM 006662023 3 图 2 圆钢锭检测示意图(0、45、90及 0、120、240)图 3 梅花钢锭检测示意图(0、45、90)6.3.2 探头移动的速度 检验时,探头移动的速度不应超过 150 mm/s。6.3.3 探头频率和尺寸 6.3.3.1 钢锭探测频率主要取决于晶粒尺寸、组织是否均匀,要保证足够的穿透力和更好的分辨力。宜采用 0.5 MHz2.5 MHz。钢锭晶粒较均匀或厚度较
10、薄,可采用较高频率以便提高分辨率。)钢锭为 100 mm400 mm 时宜用 1.25 MHz 2.5 MHz;)钢锭为 400 mm 以上厚度宜用 0.5 MHz1.25 MHz;6.3.3.2 探测频率初选后进行测试,如果钢锭检测第一次底面回波高度达 80%满刻度高时,此频率即可选用。只要检测灵敏度足够,即达到参考灵敏度,原则上尽量选择高频率的探头。探头面积具有最大有效区域 900 mm2及最小尺寸 10 mm 到最大尺寸 30 mm。6.4 纵波检验 应从两个相互垂直的方向进行检测,如果长度方向的两端面检测条件满足(如两头锯切的电渣锭),应尽可能的检测端面。6.5 耦合剂 耦合剂应选用透
11、声性好、粘度大的,如机油、水溶性耦合剂、机油与黄油混合剂、浆糊、水玻璃等。调整仪器、校核仪器和检测钢锭必须使用同种耦合剂。学兔兔 标准下载T/CSTM 006662023 4 6.6 表面粗糙度修正 6.6.1 机械加工表面 为了修正表面粗糙度的影响,在钢锭的无缺陷部位,选一与探测面平行的部位作为底面,测出这一部位与同声程试块底面的 dB 差,将这个 dB 差值加进距离波幅校正曲线,用这条曲线灵敏度进行检测。6.6.2 打磨表面 为了修正表面粗糙度的影响,原则上采用 4 dB 至 6 dB 补偿,将这个 dB 差值加进距离波幅校正曲线,用这条曲线灵敏度进行检测。6.7 衰减 钢锭超声波检测衰减
12、很大,探测时只有满足下列条件,才能探测:)当被探工件厚度在 250 mm 以下时,与底面同声程的3 mm 平底孔和林状反射波之差大于 8 dB;)当被探工件厚度大于 250 mm 时,与底面同声程的6 mm 平底孔和林状反射波之差大于 8 dB。6.8 参考和检测灵敏度的确定 6.8.1 钢锭检测灵敏度可用对比试块或工件底面进行调整。如果有条件可采用工件大平底校准,在不具备这一条件的情况下,可采用对比试块法,对比试块和工件最好为同一工艺铸钢,且试块表面粗糙度要与被检工件表面粗糙度相当。制作对比试块的材料必须预先进行超声波检测,不允许存在等于或大于同声程2 当量平底孔的缺陷。6.8.2 根据需要
13、选择工件本底或相同厚度的对比试块或更大尺寸的对比试块,对比试块厚度及型号详见表1所示。并依次测试一组不同检测距离的检测面与底面平行工件或对比试块(至少一个)。调节仪器增益,使其中最高的底波幅度达到满刻度的80%。不改变仪器的参数,测出其它工件或对比试块底波的最高点,将其标在荧光屏上,连接这些点,即是对应于相同材料工件或对比试块的距离波幅曲线(DAC),并以此作为参考灵敏度。参考灵敏度采用大平底方法进行设置,机械加工表面为B1+12 dB、打磨表面为B1+18 dB(B1为底面的第一次回波反向高度的50%100%),即是对应于相同材料工件的距离波幅曲线(DAC)。皮下缺陷参考灵敏度采用10mm、
14、30mm、50mm大平底方法进行设置DAC。检测灵敏度在参考灵敏度基础上提高6dB或平均噪声不大于40%。表 1 检测面与底面平行对比试块厚度及型号 厚度厚度 100mm100mm 200mm200mm 300mm300mm 400mm400mm 500mm500mm 600mm600mm 700mm700mm 800mm800mm 型号型号 42CrMo-100-1 42CrMo-200-1 42CrMo-300-1 42CrMo-400-1 42CrMo-500-1 42CrMo-600-1 42CrMo-700-1 42CrMo-800-1 注:42CrMo钢的牌号;注:1-模铸钢,-2
15、 连铸钢,电渣钢3。6.9 按延伸情况划分缺陷 6.9.1 非延伸性缺陷 6.9.1.1 实际尺寸小于或等于探头在缺陷处声束直径的缺陷称为非延伸缺陷。声束直径可以从相应的探头说明书或声波曲线图中查出。6.9.1.2 声束直径(-6dB)与声程的关系,用方程式(1)标出:DB(-6dB)=S/D=DS/(4N).(1)式中:学兔兔 标准下载T/CSTM 006662023 5 DB(-6dB)声束直径;-波长;D-晶片直径;S-声程;N-近场区长度(N=D2/(4)。6.9.2 延伸性缺陷 实际尺寸大于探头在缺陷处声束直径的缺陷称为延伸性缺陷。6.10 缺陷定量和分类 6.10.1 达到或超过
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