ICS 19.100 J 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T31213.1—2014
无损检测 铸铁构件检测第1部分：超声检测方法
Non-destructive testingTesting of cast iron
equipments and componentsPart 1: Test method for ultrasonic
2015-05-01实施
2014-09-03发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T31213.1—2014
前 言
GB/T31213《无损检测铸铁构件检测》分为三个部分
第1部分：超声检测方法；第2部分：声超声检测方法；
第3部分：声发射检测方法。 本部分为GB/T31213的第1部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56)提出和归口。 本部分起草单位：中国特种设备检测研究院、硕德（北京)科技有限公司、杭州市特种设备检测院、保
定市特种设备监督检验所、河南省锅炉压力容器安全检测研究院、山东瑞祥模具有限公司、北京声华兴业科技有限公司。
本部分主要起草人：沈功田、香勇、吴占稳、胡斌、李伟忠、余兵、闫亚弟、孔祥夷、藏福恒、魏忠瑞、 高广兴、张君娇、苑一琳、王珊珊、刘时风、彭波、彭春。
I GB/T31213.1—2014
无损检测铸铁构件检测第1部分：超声检测方法
1范围
GB/T31213的本部分规定了铸铁构件的超声检测方法。 本部分适用于厚度为10mm～500mm铸铁构件（包括铸铁烘缸、铸铁管道元件、铸铁阀门、铸铁结
构件等)制造过程中的铸造缺陷检测、球墨铸铁构件球化级别的检测和厚度为10mm～50mm在用铸铁构件的缺陷检测。
规范性引用文件
2
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/T9441球墨铸铁金相检验 GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证 GB/T12604.1 无损检测 」术语超声检测 GB/T19799.1 无损检测 超声检测1号校准试块 GB/T19799.2 无损检测 超声检测 2号校准试块 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
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。
安全要求
4
本章没有列出进行检测时所有的安全要求，使用本部分的用户应在检测前建立安全准则。 检测过程中的安全要求至少包括： a) 检测人员应遵守被检件现场的安全要求，根据检测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴有关防
护设备； b）若有要求，使用的电子仪器应具有防爆功能； c) 在封闭空间内进行操作时，应考虑氧气含量等相应因素，并采取必要的保护措施； d) 在高空进行操作时，应考虑人员、检测设备器材坠落等因素，并采取必要的保护措施； e) 在线检测或在极端环境下进行操作时，如低温、高温等条件下，应考虑冻伤、烫伤、中暑等因素，
并采取必要的保护措施； D) 如果存在有毒有害气体等其他可能损害人体的各种环境因素，在实施检测时，应仔细加以辨
识，并采取必要的保护措施。
1 GB/T 31213.1--2014
5人员要求
采用本部分进行检测的人员应按GB/T9445的要求或有关主管部门的规定取得相应无损检测人
员资格鉴定机构颁发或认可的超声检测等级资格证书，从事相应资格等级规定的检测工作。
6检测工艺规程
6.1通用检测工艺规程
从事超声检测的单位应按本部分的要求制定通用检测工艺规程，其内容至少应包括如下要素： a）适用范围； b） 引用标准、法规； c） 检测人员资格； d) 检测仪器设备：耦合剂、探头、信号线、检测仪器主机、检测数据采集和分析软件等； e) 被检件的信息：几何形状与尺寸、材质、设计与运行参数等； f) 检测覆盖范围及探头扫查部位； g) 被检件表面状态及检测探头扫查方式； h) 检测时机； i) 灵敏度测量、距离-幅度曲线绘制； ) 检测过程和数据分析解释； k） 检测结果的评定； 1) 检测记录、报告和资料存档； m) 编制、审核和批准人员； n) 编制日期。
6.2 检测作业指导书或工艺卡
应按8.1.2执行。
7 检测设备和器材 7.1仪器
超声检测仪至少应符合以下要求： a）水平线性≤0.5%，垂直线性≤3%； b) 适用于探头标称频率在0.5MHz～5MHz的范围； c) 接收带宽应至少在探头标称频率6dB带宽的0.5～2倍，并有与探头标称频率相适应的窄带
滤波器； d) 发射脉冲宜是方波激励，激励电压大于500V，脉冲上升时间不应超出标称探头频率对应周期
的0.25倍，且脉冲宽度至少在100ns～1000ns的范围内可调； e） 探伤时可以观察到背面回波（底波)的衰减； f）设备宜具备球墨铸铁球化率测量（声速测量）的能力。
7.2 2探头
对于铸铁构件铸造过程中产生的冶金缺陷，应采用单晶直探头进行检测，当检测铸件近表面缺陷时
2 GB/T31213.1—2014
可使用双晶直探头；对于特殊几何形状的铸铁构件，可使用斜探头进行检测。
对于铸铁构件在役使用过程中产生的缺陷，应采用斜探头进行检测。 对于斜探头，声程不超过100mm，标称折射角度在45°~70°的范围内。 两种探头的频率均应当在0.5MHz～5MHz的范围之内，在检测厚度小于20mm的铸件或是靠
近表面的部位时可以选择较高的频率。
由于超声在钢和铸铁中的传播速度是不同的，实际的折射角度与用于钢材料的探头标称折射角度也是不同的。可以按式(1)计算：
a,=arcsin[uesina,/u,
..( 1 )
式中： a 铸铁中的折射角度； a 钢中的标称折射角度（探头标称折射角度）； Ue 铸铁中的横波声速，单位为米每秒（m/s）； U, 钢中的横波声速，单位为米每秒（m/s）。 如果工件材料是球墨铸铁，可以参照图1根据声速确定探头在球墨铸铁中的折射角度。
90* 80° 70° + 60°
90 85
2
15 10 65° 60° 55° 50* 45° 40°
50° 40°
1
30
00
240025002600270028002900 30003100 3200
3 255
b+
说明：
球墨铸铁中的折射角度；横波声速，单位为m/s; 一钢材料中的标称折射角度；
2
b
c -
d—-此区域同时存在纵波和横波。
图1钢材料中与球墨铸铁中探头折射角度的关系
在实际应用中，如可以使用两个相同的斜探头时，可按图2所示的方法测定探头的折射角度，按式(2)计算：
.( 2)
a。=arctan[A/(2×T)
式中： a 铸件中的折射角度： A— 在信号最大情况下，两个斜探头人射点间的距离； T 壁厚。
3 GB/T31213.1—2014
图2利用两个相同斜探头测定铸铁构件中探头折射角度的示意图
7.3标准试块
标准试块应采用GB/T19799.1规定的1号试块或GB/T19799.2规定的2号试块。 7.4对比试块 7.4.1概述
对比试块应使用与被检工件类似的材料制成（例如声速、晶粒噪声和表面条件），壁厚应等于或大于被检工件的标称壁厚。
试块中制作人工参考反射体，一般有平底孔和横通孔两种，平底孔用于直探头纵波探伤，横通孔用于斜探头横波探伤。
对比试块的形状和尺寸应符合7.4.2和7.4.3的规定，其他要求应符合GB/T23905的规定。 7.4.2单晶直探头对比试块
单晶直探头检测采用单晶直探头对比试块调节检测灵敏度，人工参考反射体为平底孔，其形状和尺寸应符合图3和表1的规定。
单位为毫米
全部V @
0
2
0. 05A
图3单晶直探头对比试块 GB/T31213.1—2014
表1单晶直探头对比试块尺寸
单位为毫米
平底孔直径$=3 检测距离L 试块直径D 检测距离L 试块直径D 检测距离L 试块直径D 检测距离L 试块直径D
平底孔直径$=8
平底孔直径=5
平底孔直径=10
20 40 60 80
50 50 50 50
20 50 80 120 160 200 -
50 50 50 60 80 80 - - 一
20 50 100 150 200 250 300 1
50 50 60 80 80 100 100 一
20 50 100 150 200 250 300 400 500
50 50 60 80 80 100 100 150 150
/
7.4.3 双晶直探头对比试块
工件检测距离小于50mm时，应采用双晶直探头对比试块。 双晶直探头试块的人工参考反射体为平底孔，其形状和尺寸应符合图4和表2的规定。
单位为毫米
200
W
2525 0-0
9-6
由 9 中
250
+80 49
图4双晶直探头对比试块
表2 双晶直探头对比试块尺寸
单位为毫米
检测距离L
平底孔直径
p 3 5 8 10
1
7
2
3
5
6
9
4
8
20
25
30
35
40
10
15
45
5
5 GB/T 31213.1—2014
7.4.4斜探头对比试块
斜探头检测采用斜探头试块调节检测灵敏度，其人工参考反射体为横通孔，其形状和尺寸应符合图5的规定。
单位为毫米
V
300
3
50
sr
?
Q
0
8
0.05
受
O
说明：
横孔直径，分别为3mm、5mm、8mm和10mm。
图5斜探头对比试块
7.5检测设备的维护和核查
仪器使用单位应制定设备核查作业指导书，对检测设备进行周期性维护、核查，以保证仪器功能，核查结果应有相应记录和报告。
在进行现场检测之前，应在实验室内选择相应规格的对比试块对检测仪器进行核查，若检测结果与已知试块人工参考反射体分布相符，则表明仪器正常。
在现场进行检测时，如怀疑设备的检测结果，应对设备进行功能检查和调整，并对每次维护检查的结果进行记录。
8 检测程序
8.1 检测前的准备 8.1.1被检件材料
首先需要确定待检铸铁构件材料是否适用于超声检测，应至少保证对比试块中人工缺陷反射波信噪比高于6dB。否则检出能力会降低。
应对被检铸铁构件壁厚方向按照最终使用状态划分成不同的检测区域，其面如图6所示。
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