ICS19.100 J04 备案号：44421—2014
中华人民共和国机械行业标准
JB/T10555—2013 代替JB/T10555—2006
无损检测 气门超声检测 Nondestructive testing—Ultrasonic testing of aivs
2014-07-01实施
2013-12-31发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T10555—2013
目 次
前言引言 1范围.. 2 规范性引用文件 3术语和定义 4人员要求... 5 方法概要.. 6 检测系统， 6.1超声检测系统性能 6.2探头. 6.3耦合剂.. 7检测准备 7.1表面清理.. 7.2表面粗糙度， 7.3检测环境... 8检测灵敏度 8.1气门杆身超声检测灵敏度的调节 8.2气门大、小头堆焊层超声检测灵敏度的调节 9检测. 9.1 检测时机： 9.2 气门杆身内部缺欠的检测， 9.3气门小头堆焊层的检测.. 9.4气门大头工作面堆焊层的检测 10结果解释和评价.. 11质量分级... 11.1气门杆身质量分级 11.2气门小头堆焊层质量分级 11.3气门大头工作面堆焊层质量分级 11.4气门综合质量分级 12检测报告.. 附录A（规范性附录）JM-1型气门试块 A.1JM-1型试块的技术要求.... A.2JM-1型试块的使用方法.. 图1气门示意图图2气门大、小头堆焊层示意图图3气门杆身超声检测及反射波形示意图图4 气门小头堆焊层焊接超声检测及反射波形示意图图5 气门大头堆焊层焊缝超声检测及反射波形示意图
III IV
.
t
t
.IV
*
4
- JB/T10555—2013
图A.1JM-1型气门试块表1 整体气门杆身质量分级表2 摩擦焊接气门杆身质量分级表3 气门小头堆焊层质量分级，表4 气门大头工作面堆焊层质量分级
...................
5
5
.6
II JB/T10555—2013
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替JB/T10555—2006《无损检测 则气门超声检测》，与JB/T10555一2006相比主要技术变化
如下：
修改了方法概要（见第5章，2006年版的第6章）：修改了超声检测系统性能要求（见6.1，2006年版的7.1)；修改了探头的性能要求（见6.2，2006年版的7.2）；调整了检测灵敏度（见第8章，2006年版的第10章）
一增加了结果解释和记录（见第10章）；
修改了质量分级（见第11章，2006年版的第11章）；一删除了气门概况（2006年版的第4章）。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56）归口。 本标准起草单位：上海泰司检测科技有限公司、无锡市苏台工业检测技术研究所、上海材料研究所。 本标准主要起草人：孙岳宗、章怡明、金宇飞，本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
JB/T10555—2006
II JB/T10555—2013
引言
气门分为进气门和排气门两大类，它是用来控制发动机气缸的进气和排气的部件，气门由气门杆和大头托盘组成。气门小头堆焊层和大头工作面堆焊层焊缝及杆身摩擦焊缝的质量是气门实施超声检测的重点部位，如图1所示。
小头堆焊层
大头工作面堆焊层
杆身摩擦焊部位
图1气门示意图
由于气门几何形状的特殊性：气门的超声检测，分为气门大、小头堆焊层焊缝的检测和气门杆身的检测这两大部分，只有这两大部分检测均合格的气门，才能是整体上合格的气门。
气门是发动机气缸的门户，在“进气-压缩-火花爆炸-排气”四冲程发动机的高速运转过程中，气门始终在高温、高压状态下工作。为了提高气门的使用寿命，在制造气门的生产工序中特地把气门小头端部和气门大头工作面的圆周部位加工成凹槽，再用不锈钢进行焊接填满这些凹槽，从而形成不锈钢焊缝的堆焊层。因为不锈钢在620℃～780℃时，强度最高。经过不锈钢堆焊处理的气门，其使用寿命大大提高。但是，如果气门大、小头不锈钢堆焊层内部产生缺欠未能及时检测出来，则会给高速运转的发动机造成安全隐惠。
为了检测出气门大、小头不锈钢堆焊层内部缺欠，经过大量实验，研制出一种专门用来检测气门大、 小头不锈钢堆焊层焊缝质量的双晶品聚焦超声波探头，从而解决了气门大、小头不锈钢堆焊层焊缝的超声检测技术问题（见图2），这是贯彻实施本标准的关键技术。
气门是一种细而长的部件，图2是以“解放牌”载货汽车用6气缸，缸径为Φ110mm的6110型发动机为例，其气门杆的长度为137mm，气门杆直径为9mm，而气门小头锁片处直径为7mm，气门小头堆焊层直径为9mm，焊缝厚度为2.5mm；气门大头工作面堆焊层宽度为4mm，焊缝厚度为3.5mm，如图4 和图5所示，其他型号的发动机气门也都是细而长的相似形。气门这种特殊的几何形状决定了超声检测气门杆身时，选择检测灵敏度的方法的特殊性；它不能选用平底孔当量法作起始灵敏度，否则会引起很大误差，这是因为当选择一个单品片的直径与气门杆直径相当的直探头，从气门小头入射到气门杆身内部进行超声检测时，由于超声波指向角θ的影响（θ=arcsin1.22- A ，式中：D一探头品片直径；入
0
波长）；会使超声束在气门杆内壁上产生多次往复的侧壁反射，从而对主声束进行干扰，它不满足平底孔的边界条件：即工件直径有足够大，当超声束入射到工件底面时，尚未扩散到工件的侧壁。而气门是细而长工件，不能满足平底孔的孔径$与声程S的关系按40lg规律变化：40lg 从而引起的计算缺欠当量产生误差。所以在检测气门杆身时，本标准不采用平底孔来做起始灵敏度，而选用气门本体调节仪器灵敏度，经过大量试验（3万根气门的超声检测、解、实验）证明；本标准选择方法是可行的。这是在现场生产检测中本标准又一个技术特点。 IV
(些) +40 1g( (S2)
（） (S) =△dB JB/T10555—2013
单位为毫米
气门小头堆焊层
1
气门大头环形工作面堆焊层
气门小头堆焊层直径为9，堆焊层厚度为2.5mm； a）气门小头堆焊层
气门大头堆焊层焊缝厚度为3.5mm，焊缝宽度为4mm
凡成斜面、圆周星锥形。 b）气门大T作面堆焊层
图2气门大、小头堆焊层示意图
V JB/T10555—2013
无损检测 」气门超声检测
1范围
本标准规定了进、排气门的超声检测方法及质量分级。 本标准适用于发动机缸径在200mm以下的进、排气门，也适用于摩托车发动机气门。
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/T9445 5无损检测人员资格鉴定与认证 GB/T12604.1无损检测 创术语超声检测 GB/T20737 无损检测 通用术语和定义 GB/T23905 无损检测 超声检测用试块 JB/T 9214 无损检测 A型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法
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人员要求
按本标准实施检测的人员，应按GB/T9445或合同各方同意的体系进行资格鉴定与认证，并由雇主或其代理对其进行职位专业培训和操作授权。
对从事气门超声检测的人员进行职位专业培训的内容应包括： a）了解气门的加工、热处理和焊接工艺； b）经过气门超声检测的专业技术培训和实践（不少于5000支气门的超声检测）。
5方法概要
5.1气门的超声检测可采用接触式，其中：
a）气门大、小头堆焊层用双品聚焦探头检测： b）气门杆身用单品直探头检测。
5.2由于气门本身几何形状的特殊性，气门的超声检测分为杆身检测和大、小头堆焊层的检测。
6检测系统
6.1 超声检测系统性能
应按JB/T9214对超声检测系统性能进行测试，并符合下列要求：
1 JB/T10555—2013
水平线性偏差不大于1%；一垂直线性偏差不大于5%；
动态范围不小于30dB；灵敏度余量不小于45dB（在GB/T23905所述的CS-1试块上的@2/200平底孔上测得）：分辨力（X值）不小于24dB；
-
一衰减器不小于100dB。 6.2探头 6.2.1 探头为单晶直探头和双品聚焦探头。 6.2.2单品直探头的频率为2.5MHz，探头品片直径与气门杆直径相当。 6.2.3双品聚焦探头的频率为5MHz。 6.3 3耦合剂
宜采用机油或化学浆糊（羧甲基纤维素的水溶液）作耦合剂。
7检测准备
7.1弄 表面清理
被检气门表面应干净、光滑。凡不利于超声波传入及与耦合剂不没润的表面都应清理干净后，方可进行超声检测。 7.2 表面粗糙度
气门杆身、大小头堆焊层的表面粗糙度Ra≤1.6μm 7.3 检测环境
气门超声检测现场环境应有水源、电源装置，光线适中，且置于无强磁场、无振动、无高温、无灰尘、无噪声和无腐蚀气味环境中。场地大小应便于工作，且气门运输进出方便，以保证超声检测人员能正常进行操作。
8检测灵敏度
8.1气门杆身超声检测灵敏度的调节 8.1.1本标准选用气门本体来调节超声检测灵敏，这种检测方法的优点是：既消除了人工试块与气门不同批号之问衰减系数μ不同而导致检测结果的差异；也消除了每一批气门材料晶粒度不同引起检测结果的差异，从而真实反应气门质量的优劣 8.1.2从每批被检测气门中任选10根气门。 8.1.3按6.2.2要求对选好的10根气门逐一从气门小头端部进行超声检测。 8.1.4调节衰减器使其气门大头背面回波高度为80%满幅度。 8.1.5再次调节衰减器，使灵敏度提高8dB，重复检测上面10根气门，若无缺欠波出现，则此时衰减器读数的dB值即为仪器对气门杆身超声检测的起始灵敏度。 8.1.6对摩托车发动机气门，将8.1.5中仪器灵敏度提高8dB改为灵敏度提高4dB，即可作为摩托车发动机气门杆身超声检测的起始灵敏度。
2