奥氏体不锈钢锻件超声检测作业指导书.docx

奥氏体不锈钢锻件超声检测
1、适用范围
适用于奥氏体、奥氏体不锈钢锻件脉冲反射式手动超声检测。机械扫查方式，比如液浸法须在买卖双方同意的条件下方可适用。
适用根据锻件形状和制造方法分为四类，其中1，2，3类形状比较简单，4类较复杂。
不适用： 滚轧棒，闭合锻件，涡轮转轴和发电机锻件。
奥氏体不锈钢锻件的检测在本标准的第四部分。
2、 参考（略）
3、 定义（略）
4、 协商事项
以下事项由合同双方在签订合同时协商达成一致。
a) 扫查比率以及扫查方式是栅格扫查还是100%全覆盖扫查（第12条）。
b) 近表面双晶探头的选用（第7.2.6条）
c) 质量定级以及区域（第14条）
d) 除第7，12条提到以外，任何特殊扫查覆盖率，仪器或者耦合剂使用时
e) 扫查方式不是手动的（第1条）
f) 采用浸涂技术（第15条）
g) 灵敏度确定技术（第11条）
h) 检测是否要在买方或其代表在场时进行
i) 是否应递交工艺卡予以买方承认(第5条)。
j) 是否要做横波探头检测（11.3条）
k) 复杂锻件（4类）的检测保留问题（12.2条）
5.工艺卡
5.1 概要
超声检测应遵照工艺卡执行。在合同双方技术协议有规定的情况之下，工艺卡应在检测前递交给买方予以承认。
5.2 形式
工艺卡应具有以下形式：
a) 产品规格 或者
b) 详细的实施工艺流程，或者
c) EN10228此部分
5.3 内容
工艺卡至少具有以下内容：
a) 需要检测的锻件的规格描述
b) 相关文件
c) 检测人员的资格证明
d) 检测时机
e) 检测区域质量级别
f) 表面扫查准备
g) 耦合剂
h) 检测仪器描述
i) 校准和设置
j) 扫查方式
k) 检测顺序以及描述
l) 缺陷记录
m) 缺陷描述
n) 合格级别
o) 检测报告
6.人员资格
检测人员须具有EN473资格证明
7.仪器和附件
7.1 探伤仪
符合prEN12668-1规定的A型扫描仪
7.2 探头
7.2.1一般规定
普通直探头和横波探头必须符合PrEN12668-2规定。要求得到更加详细的检测信息时也可用辅助探头，但辅助用的探头不能用于缺陷的初检。辅助探头须符合prEN12668-2规定。
7.2.2 造型
造型应符合EB583-2要求
7.2.3 公称频率
公称频率在0.5MHZ～6MHZ
7.2.4直探头
有效晶片直径10～40mm
7.2.5 横波探头
横波声束角度35°～70°，晶片面积20mm2～625mm2
7.2.6 双晶探头
检测近表面缺陷时应使用双晶探头（第四条）
7.3 标准试块
应符合prEN12223规定
7.4 对比试块
要求用距离-波幅曲线（DAC）定灵敏度和当量法定缺陷当量尺寸时，应制作对比试块。对比试块表面状态应和检测部位表面一致。否则，对比试块必须在检测深度内有至少三个反射体。
对比试块的形式取决于实际探伤，应符合以下条件：
a) 超过待检部位长度
b) 和待检部位具有相同的材质以及热处理状态
c) 和待检部位具有相似声特性
除了用于验证DGS图的精确性之外，对比试块不能用于距离-增益-大小（DGS）技术。
注：表5，6中反射体的不同尺寸可用于检测灵敏度的相应调整。
7.5 耦合剂
应便于操作，在校准，灵敏度设置，扫查，缺陷定量时应使用同一种耦合剂。
耦合剂存在影响加工、检查或者部件完整时，应在检测完之后予以清除。
注：合适的耦合剂如：水（含或不含腐蚀性抑制剂或软化剂），油脂，甘油和化学浆糊。
8. 校验
探伤系统（探伤仪和探头）的校验应符合prEN12668-3 的规定。
9. 检测时机
超声检测应在最终热处理后和机加工前进行。
注：对于需钻孔的圆柱和矩形锻件，推荐在钻孔前进行超声检测。
10．表面状态
10.1 概述
扫查表面应无漆层，附着层以及影响耦合效果的干耦合剂，表面不规则或其他物质，这些会阻碍探头的自由移动或者造成误判。
10.2 表面准备等级
在机加工状态下，质量等级1，2的表面粗糙度Ra≤12.5μm,
等级3的表面粗糙度Ra≤6.3μm,
10.3 毛坯表面状态
锻件以毛坯形式供货时，表面状态应达到指定的质量等级。铸件表面难以进行全面的检测。可进行喷丸，喷砂或者表面打磨处理，确保超声耦合。
注：质量级别只为1级。
11 灵敏度
11.1 概述
灵敏度应足够保证检测出记录和评级指定的最小缺陷（表4，有需要时表5，6）。如果由于晶粒粗大，灵敏度达不到要求时，如何判定锻件合格，应买卖双方达成一致。
11.2 普通直探头
应采用以下一种方法来确定探头扫查灵敏度：
a) 平底孔距离波幅曲线（DAC）
b) DGS技术
应符合prEN583-2规定.
11.3 横波探头（4.j条）
应采用以下一种方法来确定探头扫查灵敏度：
a) Φ3mm横孔距离波幅曲线（DAC）
b) DGS技术
应符合prEN583-2规定.
横波探头DAC和DGS技术无对比性。
11.4 重复检查
重复检查时应采用与最初一致的确定灵敏度的方式（DAC或DGS）
12 扫查
12.1 概述
应采用手动接触式脉冲反射式扫查方式。
最小扫查覆盖率由锻件的种类决定，并取决于在双方在合同中是否指定是栅格扫查还是100%全覆盖扫查。
表1 按形状和制作方法分 四种典型锻件类别
表2 第1，2，3类锻件直探头扫查覆盖要求。
表3 3a,3b类锻件（内外径之比小于1.6：1）横波探头扫查覆盖率。横波圆周扫查有效深度受探头角度和锻件直径的限制（附录A）
12.2 复杂锻件
对于形状复杂或有部分形状复杂的锻件（第4类锻件）和小直径锻件，扫查覆盖率由合同双方在订立合同时达成一致。
应至少包括所需探头角度，扫查方向，扫查覆盖区域（栅格或100%）。（第4k条）
12.3 栅格扫查
应用单个或是多个探头按表2，3确定的方式沿格子线扫查。发现可记录缺陷，应在发现缺陷处另作扫查以确定缺陷的边界。
12.4 100%扫查
应按表2，3中详细说明在表面做100%扫查，探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的10%。
12.5扫查速度
探头扫查速度不应超过150mm/s。

表1按形状和制作方法分 四种典型锻件类别
类别
形状
一般制作方法1)
1a1)
圆或近圆截面拉升而成
如：棒，杆，圆柱体，轴，轴颈，棒切圆盘

直接锻造
1b1)
矩形或近矩形截面拉升而成
如棒，杆，块，轴，轴颈，棒切部分

直接锻造
22)
墩粗，如：圆盘，盘，调速轮

墩粗
3a3)4)
空心圆柱体，如：瓶，压缩气瓶

心轴锻造
3b
空心圆柱体，如：环，法兰，缘

延伸
3c
切成圆形薄片
4
复杂形状锻件
生产厂家确定
注 1）相对于主要尺寸钻孔锻件能归入1类锻件
2）2类锻件可最终用来钻孔（如：紧密圆盘）

表2直探头扫查覆盖率
类别
栅格扫查1）
100%扫查1）2）
1
1a

直径D, mm
扫查线

在圆柱面圆周方向至少180°作100%扫查
D≤200
200＜D≤500
500＜D≤100
1000＜D
90°内2条
60°内3条
45°内4条

1b

在两垂直面
作方形栅格线扫查3)4)

在两垂直面作100%扫查
2
2

沿方形栅格线
在圆柱面圆周
360°和一个侧面
扫查4)

在圆柱面圆周至少180°作100%扫查
在一个侧面做100%扫查
3
3a

沿方形栅格线
在圆柱外表面作
圆周360°扫查4)

在圆柱外表面
圆周方向360°作100%
扫查

3b和3c

沿方形栅格线
在圆柱面圆周
360°和一个侧面
扫查

在圆柱外表面圆周360°做100%扫查
在一个侧面做100%扫查
4
扫查覆盖率应在合同中规定

注：1）在双方合同中有额外扫查（如在3a类两个轴向上）规定，可做。
2）100%扫查时探头连续移动中至少有10%的交迭
3) 1a 1b类，当有钻孔存在阻碍超声达到另外一面时，扫查线数目应对称的加倍。
4）栅格线间距应等于检测部位厚度，最大为200mm。

表3横波探头扫查覆盖率
类别
栅格扫查1）
100%扫查1）2）
3
3a

沿圆周360°
双向扫查
栅格线间距等于
径向厚度，最大为200mm

在圆柱外表面100%作双向扫查
3b

4
扫查覆盖率应在合同中规定
注：1）在双方合同中有额外扫查规定，可做。
2）100%扫查时探头连续移动中至少有10%的交迭

13质量分级等级评定
13.1 缺陷定级
缺陷应根据至少在两个相互垂直方向扫查得到的反射动态图案判定级别。
a)图1
探头移动，A型扫描显示有个尖锐平滑上升到最高的振幅显示，然后平滑地下降至零（图1a）。
缺陷尺寸小于或等于-6dB波束截面,横孔得到的反射波形(图1b)。
b)图2
探头移动，A型扫描显示有个尖锐平滑上升到最高的振幅显示（有无振幅变化），然后平滑地下降至零（图2a）。
缺陷尺寸大于-6dB波束截面，横孔得到的反射波形(图2b)。

图1 A型显示和反射包络图显示

图2 A型显示和反射包络图显示

13.2 缺陷定级
缺陷应根据如下反射动态图案判定级别。
a) 点状缺陷 动态反射波型图1或者小于等于-6dB声束宽度（图3a）。
b) 延伸缺陷 动态反射波型图2或者大于-6dB声束宽度（图3b）。
c) 单个缺陷 相邻缺陷几何中心点与点之间距离d大于40mm(图3c)。
d) 密集缺陷 相邻缺陷几何中心点与点之间距离d小于或等于40mm(图3d)。

图3a 点状缺陷（L≤Dp） 图3b 延伸缺陷（L＞Dp）

图3c 单个缺陷（L≤Dp，d＞40mm） 图3d密集缺陷（L≤Dp，d≤40mm）

图中 ：1表示通常情况下-6dB缺陷的外围
Dp表示缺陷处声束宽度
d表示2个缺陷之间的距离
L表示通常情况下-6dB缺陷的长度

14 缺陷记录和合格级别
多种质量等级能用作锻件分级，采用何种质量等级由合同双方协定
表4 直探头缺陷记录和质量分级1）
锻件厚度t(mm)
缺陷记录
deq,mm2)
合格级别
单个点状缺陷
deq,mm2)
延伸缺陷和密集点状缺陷
deq,mm2)
1级
t≤75
＞5
≤8
≤5
75＜t≤250
＞8
≤11
≤8
250＜t≤400
＞14
≤19
≤14
t＞400
由缺陷引起底波降低80%
缺陷引起底波消失（当底波波幅下降到初始值的5%以下时）。
2级
t≤75
＞3
≤5
≤3
75＜t≤250
＞5
≤8
≤5
250＜t≤400
＞8
≤11
≤8
400＜t≤600
＞11
≤15
≤11
t＞600
由缺陷引起底波降低80%
缺陷引起底波消失（底波波幅下降到初始值的5%以下时）。
3级
t≤75
＞2
≤3
≤2
75＜t≤250
＞3
≤5
≤3
250＜t≤400
＞5
≤8
≤5
400＜t≤600
＞8
≤11
≤8
t＞600
由缺陷引起底波降低80%
缺陷引起底波消失，（当底波波幅下降到初始值的5%以下时）。
注：(1)反射体直径不应认为是引起反射的缺陷的直径。
(2)deq平底孔当量直径。

表5 应用DGS技术斜探头缺陷记录和质量分级
锻件厚度t(mm)
缺陷记录
deq,mm1)
合格级别
单个点状缺陷
deq,mm
延伸缺陷和密集点状缺陷
deq,mm
t≤75
＞3
≤5
≤3
75＜t≤250
＞5
≤8
≤5
250＜t≤4002)
＞8
≤11
≤8
注：(1) deq平底孔当量直径。
(2)厚度大于400的检测由合同双方确定。

表6 应用DAC技术的斜探头缺陷记录和质量分级1)2)3)
锻件厚度

(mm)
公称频率

MHZ
缺陷记录

%
合格级别
单个点状缺陷
%
延伸缺陷和密集点状缺陷%
t≤75

1
30
60
30
2
50
100
50
75＜t≤250
1
50
100
50
2
100
200
100
250＜t≤400

1
100
200
100
2
200
400
200
1）基于Φ3横孔
2）每种频率和每种探头都能用Φ3横孔DAC技术
3）以与DAC相应的dB数表示缺陷波幅见附录B

15 尺寸
要求缺陷区域进行定量时，在合同双方同意之下采用以下方法，且应符合prEN583-5的规定。
a)6dB法
b)20dB法
c)最高波幅法

16 报告
检测结果应以书面报告的形式给出，报告至少包括以下内容：
a) 卖方名字
b) 令号
c) 锻件检测证明
d) 检测范围：检测区域和合格级别
e) 检测时机
f) 表面状态
g) 仪器使用（探伤仪，探头，标准试块，对比试块）
h) 灵敏度确定方法
i) 标准以及工艺程序介绍
j) 检测结果：所有超出适当的记录合格级别的缺陷位置，级别，波幅（FBH当量尺寸或，SDH的百分比形式）
k) 对于扫查覆盖率有限制地方，存在近表面区域的叙述。
l) 检测日期
m) 作业员姓名，资质，签名。

附录A
横波探头圆周扫查时最大可检深度
图A.1显示横波探头圆周扫查时最大可检深度和声束路径范围

附录B

图B.1与DAC相对应的百分比的dB数