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JB/T 4009-2020 无损检测 接触式超声纵波脉冲回波检测和评定不连续方法

资料类别:行业标准

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资料语言:中文

更新时间:2023-12-11 10:09:52



推荐标签: 检测 超声 无损检测 连续 方法 回波 评定 脉冲 脉冲 接触式 纵波 评定

内容简介

JB/T 4009-2020 无损检测 接触式超声纵波脉冲回波检测和评定不连续方法 ICS 19.100 J04
JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T 4009—2020 代替JB/T4009—1999
无损检测 接触式超声纵波脉冲回波检测
和评定不连续方法
Non-destructive testing-Test method for ultrasonic testing and evaluation of
discontinuities by contactpulse-echo longitudeinalwaves
2021-01-01实施
2020-04-16发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T4009—2020
目 次
前言. 1范围 2规范性引用文件 3术语和定义, 4通用要求. 4.1合同约定 4.2检测工艺规程. 4.3 人员要求 4.4 检测要求. 5检测系统 5.1 设备.. 5.2 耦合剂.. 5.3 参考基准. 6系统设置与调节, 6.1 总则... 6.2 参考灵敏度 6.3 定期核查 7检测步骤 7.1 底波检查 7.2 扫查区域.. 7.3探头选定 7.4扫查 8不连续评定 9文件.... 附录A(资料性附录)曲面纵波检测用参考试块, A.1曲面纵波检测用参考试块形状和推荐尺寸.. A.2曲面纵波检测用参考试块的其他要求..
-
图1典型的距离-幅度曲线图A.1小直径柱面纵波检测用参考试块图A.2大直径柱面纵波检测用参考试块.
9
表1仪器设备的最低要求(纵波)表2推荐的等效耦合剂黏度与表面粗糙度的对应关系 JB/T4009—2020
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/T4009—1999《接触式超声纵波直射探伤方法》,与JB/T4009—1999相比主要技术
变化如下:
一修改了范围的表述方式(见第1章,1999年版的第1章);一增加了规范性引用文件(见第2章);修改了无损检测术语和定义(见第3章,1999年版的第2章);增加了通用要求(见第4章);一修改了检测系统内容(见第5章,1999年版的第3章);修改和完善了参考基准的技术要求(见5.3,1999年版的4.6);修改了扫查工艺规程(见7.4,1999年版的4.4);
-
增加了不连续的评定(见第8章);一修改了文件要求(见第9章,1999年版的第6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:上海材料研究所、中国铁路广州局集团有限公司、上海卫星装备研究所、宝钢特
钢有限公司、上海核电凯士比核电泵阀有限公司、上海新力动力设备研究所、北京理工大学、奥林巴斯(中国)有限公司、上海金艺检测技术有限公司、常州超声电子有限公司、硕德(北京)科技有限公司、 上海泰司检测科技有限公司。
本标准主要起草人:蒋建生、贺海建、杜向阳、力峰、邵红亮、孙建罡、王勇灵、许红、肖定国、于宝虹、王道龙、石一飞、潘振新、肖潇、香勇、章怡明。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
JB/T4009—1985、JB/T4009—1999。
I JB/T4009—2020
无损检测接触式超声纵波脉冲回波检测和评定不连续方法
1范围
本标准规定了使用直射探头与受检件(原材料或零部件)直接接触,以脉冲纵波反射方式进行超声检测和评定不连续的方法。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的引用是必不可少的。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无损检测人员资格鉴定和认证 GB/T11259无损检测超声检测用钢参考试块的制作和控制方法 GB/T12604.1无损检测术语超声检测 GB/T20737无损检测通用术语和定义 GB/T34363无损检测 铝合金超声标准试块制作和校验方法
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通用要求
4.1合同约定
在检测之前,合同各方宜就以下内容达成一致: a)受检件的材质、尺寸、形状; b)检测时机: c)表面粗糙度; d)仪器设备的最低要求(纵波)(见表1); e)探头的晶片尺寸、频率和类型; f)耦合剂; g)扫查方式; h)参考试块的类型; i)参考灵敏度的设置,包括传输修正与DAC曲线的具体操作方法; j)扫查面和扫查路径; k)验收要求; 1)人员资质; m)仪器特性要求。
1 JB/T4009—2020
表1仪器设备的最低要求(纵波)
测试频率
仪器性能
MHz
垂直极限mm或%a 垂直线性上限mm或% 垂直线性下限mm或%
检测灵敏度、孔径大小、埋深mm
近表面分辨力 mm 远表面分辨力 mm 水平极限mm或% 水平线性范围mm或%
注:在检测前,合同各方宜就最低的仪器性能要求达成一致。 相对于满屏刻度的百分比。
?
4.2检测工艺规程
按本标准实施超声检测,应编制详细的检测工艺规程,检测工艺规程宜包含本标准的各项内容,以确保检测的一致性和检测结果的可重复性。 4.3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,并由雇主或其代理进行岗位培训和操作授权。 4.4检测要求 4.4.1表面状态
除非合同中有其他要求,受检件的表面粗糙度应不大于6.3um,表面无导致耦合失效的凹凸不平。 当表面粗糙度或平整度会影响近表面不连续的检出时,应在检测之前通过机加工、打磨或其他方法提高受检件表面的平滑程度,确保被检测区域能够进行正常的检测。受检件表面应无疏松的氧化皮、磨削颗粒或其他松散物质。
超声检测宜在所有可能产生不连续的加工工序之后,并尽可能选择在工件结构最简单时进行。如果受检件的表面粗糙度和几何形状不影响检测实施,检测可安排在加工之前进行。 4.4.2扫查面
扫查面应能覆盖平行于入射表面(平面)的不连续,以及沿金属流线方向(即垂直于受检件变形方向)的不连续。 4.4.3分辨力和穿透力
当因噪声水平超标(信噪比小于3:1)或材料过厚而无法进行核查和检测时,应进行双面检测。 其中,每个面的检测深度至少应为受检件厚度的1/2,且在整个检测深度范围内分辨力和穿透力应满足检测要求,可检出规定的最小参考反射体。
2 JB/T4009—2020
5检测系统
5.1设备 5.1.1超声检测仪
超声检测仪应能产生、接收和显示探头所需频率和能量的电信号。按有关要求提供检测系统必要的表1中的特性参数。设备的电压、重复频率和波形应能在要求的扫查速度下提供稳定的检测结果。
检测系统应能使规定深度的参考反射体反射回波幅度不低于满屏刻度的60%,同时受检件上下表面之间的材料噪声水平不高于满屏刻度的20%。或者,当在上述要求下,检测系统的性能只能满足受检件1/2厚度的检测时,可以选择进行双面检测。 5.1.2探头
探头应能在受检件中以给定的频率和能量发射和接收超声波,其频率和能量应满足检测需求。检测所使用的探头类型为接触式纵波直射探头,其中,双晶探头具有更高的近表面分辨力。探头晶片的形状通常为圆形或矩形,圆形和矩形晶片探头常在检测中使用,评定不连续用的探头为对称声场的圆形晶片探头。同时,在检测曲面受检件时,为了提高耦合效果,宜在探头上添加与检测面曲率相匹配的探头靴。
一般情况下,较高的频率可提高声束指向性、提供较好的纵向和横向分辨力;较低的频率可提供较好的穿透力和提高探测不平行于入射面的平面型不连续的能力。对于给定的受检件,超声检测频率应根据要求发现的不连续的性质、尺寸以及受检件的材质等情况选择。 5.1.3报警
检测外形规则并具有平行表面的零件,如板件、机加工的棒料及锻件时,宜采用声光报警系统检测不连续。报警的触发闸门应可调,调节基准根据检测灵敏度和深度范围确定。报警内容宜包括幅值显示、深度显示和底波高度显示。在检测过程中,仪器的报警信号应易于被检测人员发现。
当不连续的尺寸较小且分布离散时,不连续回波和底波会同时显示在显示屏上,但底波幅值有所降低,宜配备两个独立的报警闸门进行监控。为避免底波饱和,应降低报警子系统触发闸门的增益,详见 7.1和7.4.2。
在实际检测中,使用基于不同深度参考反射体的距离-幅度关系报警闸门,有利于检测与评定不连续,具体操作见6.2.2.2中的距离-幅度闸门(DAG曲线)。 5.2耦合剂
耦合剂应选用适当的液体或糊状物,并具有良好透声性和适宜流动性,不应对检测对象和检测人员有损伤作用,同时应便于检测后清理。典型的耦合剂为水、机油、甘油和浆糊,耦合剂中可加入适当的润湿剂或活性剂以改善耦合性能。时基范围调节、灵敏度设置和受检件检测时应采用相同的耦合剂。
应根据受检件的表面粗糙度选择不同黏度的耦合剂。粗糙表面会降低灵敏度,应选用高黏度的耦合剂。同时,受检件表面温度的变化会改变耦合剂(如油和油脂)的黏度。根据不同的表面粗糙度,推荐使用的机油类型见表2。
表2推荐的等效耦合剂黏度与表面粗糙度的对应关系
平均表面粗糙度μm
等效耦合剂黏度 -机油
0.1~2.5 1.3~5.1 2.5~10.2
10 # 20 # 30 #
3 JB/T4009—2020
表2推荐的等效耦合剂黏度与表面粗糙度的对应关系(续)平均表面粗糙度 μm
等效耦合剂黏度—机油
6.4~18 >18
40 # 润滑脂
注:此表仅作为参考,也可使用满足特定检测要求的耦合剂。 当温度较高时,宜选用耐热的耦合剂,如硅油、凝胶或润滑脂,必要时使探头与受检件表面之间保
持间断性接触或者采用辅助手段冷却探头,以避免探头的声场特性因温度变化而发生变化。当在较高温度下进行检测时,可使用由无机盐、有机热塑材料或耐热材料组成的耦合剂,或直接使用高温探头。 5.3参考基准 5.3.1概述
受检件底面可以作为灵敏度参考基准。为了获得更多的量化信息,针对确定频率的探头和受检件,可以使用已知尺寸的人工反射体绘制的距离-幅度曲线,实现不连续的检测和评定。其中,DGS曲线属于一种比较常见的距离-幅度关系曲线。 5.3.2参考试块
超声检测的参考试块用于设置检测仪器的参数和评定受检件中的不连续。参考试块的声学特性应与受检件接近,如衰减、噪声水平、表面状况以及声速等。在确认检测结果可靠的情况下,也可按 GB/T11259和GB/T34363规定的试块检测。
三种最常用的参考试块是面积-幅值型试块(相同声程、不同尺寸与面积的参考反射体)、距离-幅
值型试块(不同声程、相同尺寸与面积的参考反射体)和面积+距离-幅值复合型试块(既包括面积幅值又包括距离幅值的参考反射体)。
曲率半径大于或等于125mm的曲面受检件可用平面参考试块设置灵敏度。曲率半径小于125mm 的曲面受检件,宜采用与受检件曲率半径相同或相近的试块设置灵敏度。曲面参考试块的推荐制作方法参见附录A。
通常使用平底孔、刻槽、横孔或其他人工反射体调节检测灵敏度或制作DAC曲线。
6系统设置与调节
6.1总则
在检测之前,应依照工艺规程调节整个检测系统,根据受检件厚度选择参考试块,对大厚度的受检件,宜进行双面检测
对于参考试块与受检件的声衰减差异引起的灵敏度变化,宜进行传输修正,修正量由相同厚度的试块与受检件之间的底波幅度差异确定。 6.2参考灵敏度 6.2.1使用受检件作为参考基准
受检件本身作为参考基准一般适用于形状简单的受检件(上下表面平行或上下表面法向对正),调节增益,使下表面的一次反射回波幅度为满屏刻度的某个比例,一般为80%。此方法适用于检测平行于入射面的面积型不连续,其最小检测能力相当于(相同深度上)探头有效声束截面。
4 JB/T40092020
对于某些材料,仪器自带的距离-幅度曲线或图形能提供已知参考反射体的距离-幅度关系,如DGS 曲线。不同规格的探头对应着不同的曲线,曲线可通过理论计算和实测获得。DGS曲线包括了不同尺寸的反射体的波幅情况,检测时可利用这些信息确定检测灵敏度。 6.2.2使用参考试块作为参考基准 6.2.2.1一般步骤
将探头对准参考反射体,移动探头,找到最大回波。具体步骤为: a)调节仪器参数,包括脉宽、重复频率、阻尼、触发频率(具备此调节功能的仪器),满足所需的
分辨力; b)关闭抑制,移动探头,依次将探头分别对准所有的参考反射体,确定每个参考反射体的最高回
波,选取其中的最大值,调整增益,使该回波为满屏刻度的80%; c)保持仪器参数不变,依次测试其他反射体,记录探头在其他反射体上的最大回波幅值和水平
刻度; d)将这些点依次连接并形成曲线,典型的距离-幅度曲线如图1所示。
近场区远场区
o
材料声程mm
注:通常,将相邻的点用直线段依次连接,此外,在曲线的末端,基于已有的曲线斜率继续延伸,直至与时基线相
交,延伸线可以是直线也可以是曲线。
图1典型的距离-幅度曲线
为达到最佳的检测效果,应综合考虑近场和远场效应。当不连续的尺寸小于有效声束直径时,近场效应可能导致检测灵敏度发生不规则的变化,此时,为达到检测灵敏度的要求,可配备合适的延迟块或其他手段(例如在受检件的两面进行检测等)。当在远场检测时,宜根据参考试块对受检件进行传输修正。 6.2.2.2距离-幅度闸门(DAG曲线)
在配有报馨功能的仪器中,闸门可显示相关波幅的传播深度,并可同时进行报警和距离幅度补偿。
闸门高度应根据6.2.2.1中的距离-幅度曲线确定,具体设置方法应根据所使用的仪器确定。检测时,检测人员只需将接收到的回波与所显示的闸门进行对比即可。 6.2.3距离-幅度关系
采用数字电路,实现距离-幅度关系的确定:按照仪器的操作说明,调节仪器,使得每个试块中的参考反射体的幅值大致相等。通常,调用典型的专用数字电路,得到距离-幅度相关的参数,调节增益使试块中深度最小的参考反射体反射波幅达满屏刻度的80%。
注:实际检测中,距离-幅度曲线(DAC曲线)和时间增益补偿曲线(TCG曲线)使用较为广泛,距离回波曲线(DEC
曲线)、时间增益曲线(TVG曲线)和时间灵敏度控制曲线(STC曲线)使用较少。
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JB
中华人民共和国机械行业标准
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无损检测 接触式超声纵波脉冲回波检测
和评定不连续方法
Non-destructive testing-Test method for ultrasonic testing and evaluation of
discontinuities by contactpulse-echo longitudeinalwaves
2021-01-01实施
2020-04-16发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T4009—2020
目 次
前言. 1范围 2规范性引用文件 3术语和定义, 4通用要求. 4.1合同约定 4.2检测工艺规程. 4.3 人员要求 4.4 检测要求. 5检测系统 5.1 设备.. 5.2 耦合剂.. 5.3 参考基准. 6系统设置与调节, 6.1 总则... 6.2 参考灵敏度 6.3 定期核查 7检测步骤 7.1 底波检查 7.2 扫查区域.. 7.3探头选定 7.4扫查 8不连续评定 9文件.... 附录A(资料性附录)曲面纵波检测用参考试块, A.1曲面纵波检测用参考试块形状和推荐尺寸.. A.2曲面纵波检测用参考试块的其他要求..
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图1典型的距离-幅度曲线图A.1小直径柱面纵波检测用参考试块图A.2大直径柱面纵波检测用参考试块.
9
表1仪器设备的最低要求(纵波)表2推荐的等效耦合剂黏度与表面粗糙度的对应关系 JB/T4009—2020
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/T4009—1999《接触式超声纵波直射探伤方法》,与JB/T4009—1999相比主要技术
变化如下:
一修改了范围的表述方式(见第1章,1999年版的第1章);一增加了规范性引用文件(见第2章);修改了无损检测术语和定义(见第3章,1999年版的第2章);增加了通用要求(见第4章);一修改了检测系统内容(见第5章,1999年版的第3章);修改和完善了参考基准的技术要求(见5.3,1999年版的4.6);修改了扫查工艺规程(见7.4,1999年版的4.4);
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增加了不连续的评定(见第8章);一修改了文件要求(见第9章,1999年版的第6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:上海材料研究所、中国铁路广州局集团有限公司、上海卫星装备研究所、宝钢特
钢有限公司、上海核电凯士比核电泵阀有限公司、上海新力动力设备研究所、北京理工大学、奥林巴斯(中国)有限公司、上海金艺检测技术有限公司、常州超声电子有限公司、硕德(北京)科技有限公司、 上海泰司检测科技有限公司。
本标准主要起草人:蒋建生、贺海建、杜向阳、力峰、邵红亮、孙建罡、王勇灵、许红、肖定国、于宝虹、王道龙、石一飞、潘振新、肖潇、香勇、章怡明。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
JB/T4009—1985、JB/T4009—1999。
I JB/T4009—2020
无损检测接触式超声纵波脉冲回波检测和评定不连续方法
1范围
本标准规定了使用直射探头与受检件(原材料或零部件)直接接触,以脉冲纵波反射方式进行超声检测和评定不连续的方法。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的引用是必不可少的。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无损检测人员资格鉴定和认证 GB/T11259无损检测超声检测用钢参考试块的制作和控制方法 GB/T12604.1无损检测术语超声检测 GB/T20737无损检测通用术语和定义 GB/T34363无损检测 铝合金超声标准试块制作和校验方法
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通用要求
4.1合同约定
在检测之前,合同各方宜就以下内容达成一致: a)受检件的材质、尺寸、形状; b)检测时机: c)表面粗糙度; d)仪器设备的最低要求(纵波)(见表1); e)探头的晶片尺寸、频率和类型; f)耦合剂; g)扫查方式; h)参考试块的类型; i)参考灵敏度的设置,包括传输修正与DAC曲线的具体操作方法; j)扫查面和扫查路径; k)验收要求; 1)人员资质; m)仪器特性要求。
1 JB/T4009—2020
表1仪器设备的最低要求(纵波)
测试频率
仪器性能
MHz
垂直极限mm或%a 垂直线性上限mm或% 垂直线性下限mm或%
检测灵敏度、孔径大小、埋深mm
近表面分辨力 mm 远表面分辨力 mm 水平极限mm或% 水平线性范围mm或%
注:在检测前,合同各方宜就最低的仪器性能要求达成一致。 相对于满屏刻度的百分比。
?
4.2检测工艺规程
按本标准实施超声检测,应编制详细的检测工艺规程,检测工艺规程宜包含本标准的各项内容,以确保检测的一致性和检测结果的可重复性。 4.3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,并由雇主或其代理进行岗位培训和操作授权。 4.4检测要求 4.4.1表面状态
除非合同中有其他要求,受检件的表面粗糙度应不大于6.3um,表面无导致耦合失效的凹凸不平。 当表面粗糙度或平整度会影响近表面不连续的检出时,应在检测之前通过机加工、打磨或其他方法提高受检件表面的平滑程度,确保被检测区域能够进行正常的检测。受检件表面应无疏松的氧化皮、磨削颗粒或其他松散物质。
超声检测宜在所有可能产生不连续的加工工序之后,并尽可能选择在工件结构最简单时进行。如果受检件的表面粗糙度和几何形状不影响检测实施,检测可安排在加工之前进行。 4.4.2扫查面
扫查面应能覆盖平行于入射表面(平面)的不连续,以及沿金属流线方向(即垂直于受检件变形方向)的不连续。 4.4.3分辨力和穿透力
当因噪声水平超标(信噪比小于3:1)或材料过厚而无法进行核查和检测时,应进行双面检测。 其中,每个面的检测深度至少应为受检件厚度的1/2,且在整个检测深度范围内分辨力和穿透力应满足检测要求,可检出规定的最小参考反射体。
2 JB/T4009—2020
5检测系统
5.1设备 5.1.1超声检测仪
超声检测仪应能产生、接收和显示探头所需频率和能量的电信号。按有关要求提供检测系统必要的表1中的特性参数。设备的电压、重复频率和波形应能在要求的扫查速度下提供稳定的检测结果。
检测系统应能使规定深度的参考反射体反射回波幅度不低于满屏刻度的60%,同时受检件上下表面之间的材料噪声水平不高于满屏刻度的20%。或者,当在上述要求下,检测系统的性能只能满足受检件1/2厚度的检测时,可以选择进行双面检测。 5.1.2探头
探头应能在受检件中以给定的频率和能量发射和接收超声波,其频率和能量应满足检测需求。检测所使用的探头类型为接触式纵波直射探头,其中,双晶探头具有更高的近表面分辨力。探头晶片的形状通常为圆形或矩形,圆形和矩形晶片探头常在检测中使用,评定不连续用的探头为对称声场的圆形晶片探头。同时,在检测曲面受检件时,为了提高耦合效果,宜在探头上添加与检测面曲率相匹配的探头靴。
一般情况下,较高的频率可提高声束指向性、提供较好的纵向和横向分辨力;较低的频率可提供较好的穿透力和提高探测不平行于入射面的平面型不连续的能力。对于给定的受检件,超声检测频率应根据要求发现的不连续的性质、尺寸以及受检件的材质等情况选择。 5.1.3报警
检测外形规则并具有平行表面的零件,如板件、机加工的棒料及锻件时,宜采用声光报警系统检测不连续。报警的触发闸门应可调,调节基准根据检测灵敏度和深度范围确定。报警内容宜包括幅值显示、深度显示和底波高度显示。在检测过程中,仪器的报警信号应易于被检测人员发现。
当不连续的尺寸较小且分布离散时,不连续回波和底波会同时显示在显示屏上,但底波幅值有所降低,宜配备两个独立的报警闸门进行监控。为避免底波饱和,应降低报警子系统触发闸门的增益,详见 7.1和7.4.2。
在实际检测中,使用基于不同深度参考反射体的距离-幅度关系报警闸门,有利于检测与评定不连续,具体操作见6.2.2.2中的距离-幅度闸门(DAG曲线)。 5.2耦合剂
耦合剂应选用适当的液体或糊状物,并具有良好透声性和适宜流动性,不应对检测对象和检测人员有损伤作用,同时应便于检测后清理。典型的耦合剂为水、机油、甘油和浆糊,耦合剂中可加入适当的润湿剂或活性剂以改善耦合性能。时基范围调节、灵敏度设置和受检件检测时应采用相同的耦合剂。
应根据受检件的表面粗糙度选择不同黏度的耦合剂。粗糙表面会降低灵敏度,应选用高黏度的耦合剂。同时,受检件表面温度的变化会改变耦合剂(如油和油脂)的黏度。根据不同的表面粗糙度,推荐使用的机油类型见表2。
表2推荐的等效耦合剂黏度与表面粗糙度的对应关系
平均表面粗糙度μm
等效耦合剂黏度 -机油
0.1~2.5 1.3~5.1 2.5~10.2
10 # 20 # 30 #
3 JB/T4009—2020
表2推荐的等效耦合剂黏度与表面粗糙度的对应关系(续)平均表面粗糙度 μm
等效耦合剂黏度—机油
6.4~18 >18
40 # 润滑脂
注:此表仅作为参考,也可使用满足特定检测要求的耦合剂。 当温度较高时,宜选用耐热的耦合剂,如硅油、凝胶或润滑脂,必要时使探头与受检件表面之间保
持间断性接触或者采用辅助手段冷却探头,以避免探头的声场特性因温度变化而发生变化。当在较高温度下进行检测时,可使用由无机盐、有机热塑材料或耐热材料组成的耦合剂,或直接使用高温探头。 5.3参考基准 5.3.1概述
受检件底面可以作为灵敏度参考基准。为了获得更多的量化信息,针对确定频率的探头和受检件,可以使用已知尺寸的人工反射体绘制的距离-幅度曲线,实现不连续的检测和评定。其中,DGS曲线属于一种比较常见的距离-幅度关系曲线。 5.3.2参考试块
超声检测的参考试块用于设置检测仪器的参数和评定受检件中的不连续。参考试块的声学特性应与受检件接近,如衰减、噪声水平、表面状况以及声速等。在确认检测结果可靠的情况下,也可按 GB/T11259和GB/T34363规定的试块检测。
三种最常用的参考试块是面积-幅值型试块(相同声程、不同尺寸与面积的参考反射体)、距离-幅
值型试块(不同声程、相同尺寸与面积的参考反射体)和面积+距离-幅值复合型试块(既包括面积幅值又包括距离幅值的参考反射体)。
曲率半径大于或等于125mm的曲面受检件可用平面参考试块设置灵敏度。曲率半径小于125mm 的曲面受检件,宜采用与受检件曲率半径相同或相近的试块设置灵敏度。曲面参考试块的推荐制作方法参见附录A。
通常使用平底孔、刻槽、横孔或其他人工反射体调节检测灵敏度或制作DAC曲线。
6系统设置与调节
6.1总则
在检测之前,应依照工艺规程调节整个检测系统,根据受检件厚度选择参考试块,对大厚度的受检件,宜进行双面检测
对于参考试块与受检件的声衰减差异引起的灵敏度变化,宜进行传输修正,修正量由相同厚度的试块与受检件之间的底波幅度差异确定。 6.2参考灵敏度 6.2.1使用受检件作为参考基准
受检件本身作为参考基准一般适用于形状简单的受检件(上下表面平行或上下表面法向对正),调节增益,使下表面的一次反射回波幅度为满屏刻度的某个比例,一般为80%。此方法适用于检测平行于入射面的面积型不连续,其最小检测能力相当于(相同深度上)探头有效声束截面。
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对于某些材料,仪器自带的距离-幅度曲线或图形能提供已知参考反射体的距离-幅度关系,如DGS 曲线。不同规格的探头对应着不同的曲线,曲线可通过理论计算和实测获得。DGS曲线包括了不同尺寸的反射体的波幅情况,检测时可利用这些信息确定检测灵敏度。 6.2.2使用参考试块作为参考基准 6.2.2.1一般步骤
将探头对准参考反射体,移动探头,找到最大回波。具体步骤为: a)调节仪器参数,包括脉宽、重复频率、阻尼、触发频率(具备此调节功能的仪器),满足所需的
分辨力; b)关闭抑制,移动探头,依次将探头分别对准所有的参考反射体,确定每个参考反射体的最高回
波,选取其中的最大值,调整增益,使该回波为满屏刻度的80%; c)保持仪器参数不变,依次测试其他反射体,记录探头在其他反射体上的最大回波幅值和水平
刻度; d)将这些点依次连接并形成曲线,典型的距离-幅度曲线如图1所示。
近场区远场区
o
材料声程mm
注:通常,将相邻的点用直线段依次连接,此外,在曲线的末端,基于已有的曲线斜率继续延伸,直至与时基线相
交,延伸线可以是直线也可以是曲线。
图1典型的距离-幅度曲线
为达到最佳的检测效果,应综合考虑近场和远场效应。当不连续的尺寸小于有效声束直径时,近场效应可能导致检测灵敏度发生不规则的变化,此时,为达到检测灵敏度的要求,可配备合适的延迟块或其他手段(例如在受检件的两面进行检测等)。当在远场检测时,宜根据参考试块对受检件进行传输修正。 6.2.2.2距离-幅度闸门(DAG曲线)
在配有报馨功能的仪器中,闸门可显示相关波幅的传播深度,并可同时进行报警和距离幅度补偿。
闸门高度应根据6.2.2.1中的距离-幅度曲线确定,具体设置方法应根据所使用的仪器确定。检测时,检测人员只需将接收到的回波与所显示的闸门进行对比即可。 6.2.3距离-幅度关系
采用数字电路,实现距离-幅度关系的确定:按照仪器的操作说明,调节仪器,使得每个试块中的参考反射体的幅值大致相等。通常,调用典型的专用数字电路,得到距离-幅度相关的参数,调节增益使试块中深度最小的参考反射体反射波幅达满屏刻度的80%。
注:实际检测中,距离-幅度曲线(DAC曲线)和时间增益补偿曲线(TCG曲线)使用较为广泛,距离回波曲线(DEC
曲线)、时间增益曲线(TVG曲线)和时间灵敏度控制曲线(STC曲线)使用较少。
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