修改20137298GJC82质0442013铸件超声波探伤指导文件

1、 工具实业公司质量管理体系文件GJC8.2-质-04/4-2013铸件超声波探伤作业程序文件编制/日期：审核/日期：审定/日期：船级社认可/日期：版本号修改日期修改内容备注0文件编号GJC8.2-质-04/4-2013发布日期2013-4-1目录1. 简介1.1前言1.2范围1.3引用文件和标准1.4定义和符号1.5探伤人员1.6检测时机1.7检测位置2. 仪器与探头2.1超声波探伤仪2.2探头3. 检测准备3.1表面制备和耦合剂3.2量程的校准3.3校准试块3.4灵敏度的校准4. 扫查5. 缺陷的评估和验收标准6. 报告和存档附录A附录B附录C1. 简介1.1前言本文件依据船级社规范、国家或

2、国际标准，结合工具实业公司实际情况编制而成，经审定后作为公司无损探伤作业程序指导文件，经船级社认可后作为无损探伤检验程序文件，当合约双方有明确的探伤程序文件和验收标准要求时，则按具体程序和标准执行。本文件是对公司质量管理体系文件产品测量和监控（编号为GJB8.2-03-2009）的补充和细化，无损探伤作为一检验工序，其控制流程和检测结果处理要按照产品测量和监控程序文件执行。1.2范围本文件适用于船舶和海洋工程配套产品的零部件手工超声波探伤，主要包括甲板机械产品中的铸钢铸铁件。1.3引用文件和标准DNV规范入级指导文件 No.7 EN473无损检测人员的资格及资格认定一般原则EN 12680-1

3、超声波探伤检验通用钢铸件部分ASTM A609/A609M铸造碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢超声检测方法IACS 国际船级社协会 建议案No.69-船用铸钢件无损探伤导则1.4定义和符号NDT无损探伤（检测）VT目测UT超声波探伤IACS国际船级社协会DNV挪威船级社CCS中国船级社1.5探伤人员 实施铸件检测的人员应当具备经过资格鉴定并通过认证，达到符合EN473、ISO9712的UT或级，或其它等同的公认标准或认证系统，例如PCN或NORDTEST。也可考虑其它公认的国家认证系统。此外，人员应当经过培训，熟知平底孔校准方法。探伤人员应提供良好的视力证明。近距离视力应当最小允许在不少于300m

4、m的距离上，经过矫正或为矫正的单双眼识别Jaeger视力表1号字或Times Roman N4.5号字或等同的字母。此外，应当具备充分的色彩分辨能力。1.6检测时机 铸钢件的超声波检测应在机加工达到该类检测要求和最终热处理状态下进行。黑皮铸件应在火焰清除法或喷丸法除去氧化皮后进行检测。1.7检测位置超声波检测应在下述部位进行：所有可实施检测的转角和截面变化处；距预焊区边缘50mm的区域；随后要机加工（包括螺栓孔）的所有部位；原超声波检测检出缺陷的焊补区。下述质量等级（详见表1）用于超声波检测（UT）：UT1级：距预焊区50mm的区域；距精加工表面（包括螺栓孔）50mm深度内的区域。圆角半径深度

5、50mm内和与半径相连的50mm范围内的区域。UT2级：其余部位要求的质量等级应在制造厂的图样上标明。2.设备和校准2.1超声波探伤仪2.1.1超声波探伤仪应满足如下要求：工作方式：脉冲反射式且可用双探头法频率范围：至少覆盖1至6MHz配备校准过的增益调节器，最小2dB步进，增益量60dB以上装备有平面显示屏，可在显示屏上直接绘出距离波幅曲线（DAC）或者具有数字DAC显示功能可以清晰的辨别5%满屏高度波幅的回波2.1.2超声波检测仪由专人负责管理，做好维护管理工作并记录归档。2.1.3超声波检测仪应进行周期鉴定，每年鉴定一次。2.2探头 探头应当为单晶或双晶直探头 探头频率根据厚度选择，通常

6、是1-4MHz 双晶探头应当用于厚度T25mm的铸件检测操作探头尺寸通常是10-30mm之间当标准有要求时，可采用斜探头探伤铸件可能漏检的部位。推荐采用在钢材中折射角在30°至70°范围内的斜探头，折射角为探头声束与垂直铸件整个检测表面的平面间夹角。作为最低要求，一般采用45°探头。背景噪声不得超过DAC的25%。3.检测准备3.1表面制备和耦合剂所有的待测表面应当没有任何可以防碍探头自由移动或阻碍超声波向材料内传导的物质（即表面应无氧化皮、污物、油脂或涂料等），通常是粗加工的表面。 耦合介质通常采用油类，用于校准的耦合介质也应用于检测。3.2量程的校准 在校准和

7、检测过程中，应当采用同样的设备，包括仪器、探头、探头线、耦合剂。 进行直探头量程校准应当采用常规校准试块（例如图3）或用于调整灵敏度的对比试块（例如图1）。直探头量程的选择应使得在显示屏上始终至少出现2个反射回波。如果只能在一个表面检验时，斜探头的量程范围至少覆盖1P（跨距）的范围，如果可以从两个表面扫查，则量程范围达到0.5P即可。3.3校准试块校准以一系列带有平底孔的检测试块为基准。校准试块应当和待检工件具有同样的声学特性。采用以下试块（参考标准ASTM A609/A609M）试块1，见图1，通常试块高度L=45,70,95,120,170,225mm，平底孔直径可选3,4,6mm，探测距

8、离l=20mm，试块外径D=50-75mm。 L D l图1 直探头校准试块 上述基本系列试块用于直探头的校准，选用试块的尺寸由待检工件的厚度决定，当待检截面的厚度超过380mm时，作为对基本系列的补充，应当另外制作最大检测厚度的试块，钻孔作为参考反射体，通常可选6.4mm的平底孔试块2，用于校准双晶（发射器/接收器）探头的超声波标准参考试块，见图2，孔直径可选2.4mm或3mm，孔深度不同，所以探测距离l可选5，10,15,20,25,30,35,40mm等 l 图2 双晶探头校准试块试块3，用W V1型和RB-2 3mm横通孔参考试块来校准斜探头，如图3所示已修改，这些校准试块最好和待检工

9、件材料具备相同的声学特性。图3 斜探头校准试块3.4灵敏度校准3.4.1直探头灵敏度的校准应当包含整个超声波系统，包括仪器、探头、探头线和耦合剂。校准应采用将待检金属材料的厚度包容在内的试块。调整仪器，使待检材料厚度的第一个反射回波定位于屏幕水平范围至少一半处。采用上述“试块1”系列试块，分别找出各试块平底孔最大回波，在屏幕上连接这些峰值做出距离波幅校正曲线（DAC），如果在铸件的整个厚度范围内超声波衰减使显示超过了检验系统的动态范围，那么允许分段做DAC曲线。铸件的表面通常比试块粗糙，因此可以提供近似补偿的传导方法。为此目的，首先在铸件上选一个其表面状态有代表性的，有平行底面的区域作为传输点

10、，然后选一个厚度与待检铸件最为接近的试块，将探头放在铸件的传输点上，调整仪器的增益直至通过铸件的底面反射与通过试块的反射幅度一致，利用这种传输方法，可以发现校准试块和待检工件之间在衰减/表面状态上的差异，并予以考虑。在检测中，可能需要调整增益，一般增加6dB扫查灵敏度，以改变信号的便于探测到小幅度的信号，但对其进行评估是，要将增益调回原始位置。在检验铸件上两面平行的区域时，对铸件上底波发射损失的区域进行复检，以确定底波反射损失是否由于接触不良、耦合剂不足、不连续定位不当等原因，如果没有明显，则应认为此区域有疑问并应进行进一步分析。另外，通常的验收标准均以当量大小评级，所以同样允许用“底波反射法

11、”的方法探测，前提条件是检测面与底面平行，且厚度大于探头近场区的3倍。通过对铸件一个有平行底面的完好区域进行校准，利用公式计算调整灵敏度所需增益的dB数，通常不用再加补偿，然后扫查，发现缺陷波时，同样利用公式计算当量大小（具体计算公式参照3.4.3）。经船级社同意也可以采用距离增益尺寸（DGS）法代替平底孔校准法。3.4.2斜探头利用横通孔产生的反射建立适用的DAC曲线，在有相关要求或检测需求的前提下，对锻件扫查以协助直探头检测可能漏检的缺陷。建立DAC曲线具体方法如下：首先根据验收标准、工件的厚度和曲率来确定对比试块，完成探测范围、探头入射点和探头折射角的校准后，将探头放置在对比试块上获得反

12、射体的回波，前后移动探头得到反射回波的最高点，调整增益使回波达到满屏高度的80%，此时的增益为主增益，应记录下来。保持主增益不变，探头放置在试块的不同跨距位置上，并用分别在屏幕上标出相应的回波幅度，将这些点平滑的连接起来，曲线长度覆盖要检测的区域；并按照标准设定评定线、定量线和判废线的dB数，以准备探伤。3.4.3另外，通常的验收标准均以当量大小评级，所以同样允许用“底波反射法”的方法探测，前提条件是检测面与底面平行，且厚度大于探头近场区的3倍。通过对锻件一个有平行底面的完好区域进行校准，利用下列公式1,2计算调整灵敏度所需增益的dB数，通常不用再加补偿，然后扫查，发现缺陷波时，同样利用公式3

13、计算当量大小。公式1：dB=20lg(2X2/22)适用于实心锻件其中dB需要提高的增益值，dB波长，mmX2被检工件的厚度或直径，mm圆周率2不漏检的平底孔当量值，mm公式2：dB=20lg(2X2/22)-10lg(R/r)适用于有中心孔锻件其中R被检工件的外径，mmr被检工件的内径，mm公式3：dB=40lg(1* X2)/(2* X1)其中dB缺陷波与基准波(通常一次回波调至满屏幕的80%)dB差 1缺陷的当量值，mmX1缺陷深度，mm4.扫查 超声波检测的内部检查，适用于附录A所示的铸钢件。通常对需要超声波探伤检验的位置，从两个面进行扫查。如果因为限制，只能在一个面进行检测，则采用双

14、晶探头进行接近表面的扫查（表面以下25-45mm左右），再另加单晶探头对剩余的体积进行扫查。如果可行，则应进行径向和轴向的扫查。操作者应当通过扫查重叠，保证覆盖所有规定检测区域。扫查速度通常不超过100mm/s而且探头每次扫查至少应覆盖有效换能器（压电元件）的10%。5.缺陷的评估和验收标准5.1通则图纸和工艺文件若有相关验收标准要求，则遵照执行；5.2 缺陷大小的确定一般情况下，含有缺陷的区域，应采用降6dB法确定其大小（面积和长度）；该区域是指锻件表面上连续显示超出验收准则的区域。如果缺陷的尺寸大于探头6dB的声束轮廓，则该区域基本和实际的缺陷面积相等。然而，如果实际缺陷的尺寸小于6dB的

15、声束轮廓，则降6dB法不适用于确定该缺陷的大小。在这种情况下，在表面上测量的区域，其测量面积过大，不代表实际显示的大小。出现争议的情况下，在校准试块上钻制或机械加工的平底孔，可以用作反射体以验证正确的缺陷尺寸。 所有反射回波高度超过100% DAC的显示都应当报告。显示的背面反射损失达到75%或更高的区域，如果通过进一步的考察，反射波高的降低被认为是由于不连续导致的，该种情况应当报告。5.3验收准则凡是在规范、经认可的图纸、IACS建议案或其它达成一致的产品标准中确定的验收准则，均为强制性的准则。如果没有规定验收准则，则采用IACS建议案No.69号文件执行，如表1所示。若无具体要求，推荐验收

16、标准按EN12680-1或；其中EN12680-1的体积型不连续（缺陷）验收等级如附录B所示；下述质量等级（详见表1）用于超声波检测（UT）：已修改UT1级适用于以下区域：距预焊区50mm的区域；距精加工表面（包括螺栓孔）50mm深度内的区域。圆角半径深度50mm内和与半径相连的50mm范围内的区域。对于承受反复弯曲应力的铸件，如挂舵臂、舵和舵杆，其体积检查指定部位距外部三分之一壁厚的区域，如附录A所示。检查范围内的不连续性判定为裂纹或热裂纹的区域UT2级适用于以下区域：在附录A或检测计划中提到的其它区域的超声检测除UT1级检测部位外，并在靠近浇口和冒口被去掉的区域。对于承受反复弯曲应力的铸件

17、，其体积检查指定部位距中心三分之一壁厚的区域，如附录A所示。表1 铸钢件验收标准（摘自No.69-2000）质量等级1)按DGS2) 法允许的平底孔当量直径应记录缺陷的最大数量线性缺陷的允许长度 mmUT16310UT212 550注：1）对于承受反复弯曲应力的铸件，如挂舵臂、舵和舵杆，其壁厚的外部三分之一部位，应符合UT1级验收标准。2）DGS：距离-幅度-缺陷大小。6.报告和存档6.1超声波探伤报告通常要覆盖以下内容：工事号或船号检验日期表面状态缺陷位置草图采用的检测设备探头类型和频率等信息检验程序和验收标准对比试块和耦合剂具体格式见附录A铸锻件超声波探伤报告6.2报告存档管理要求按照公司

18、质量管理体系文件相关规定执行。 1附录A 铸件超声波检测图示图1 齿圈和齿轮的超声波检验区域 图2导向滚轮的超声波检验区域 图3闸鼓的超声波检验区域注：1）所有表面：目视检查 2）（。）超声波检测的部位 3）详细的检验范围和质量等级见5.2。附录B体积型不连续（缺陷）验收等级特征单位区域e等级检查区域铸件壁厚mm12345-50>50100>10060050>50100>10060050>50100>10060050>50100>100600无可测尺寸的反射体最大平底孔当量mm边缘3a不适用芯部100*100mm内不连续数-边缘3b356不适用芯

19、部不适用可测尺寸的反射体最大平底孔当量mm边缘3a不适用芯部不连续贯穿方向最大值-边缘不允许15%的区域厚度20%的区域厚度芯部15%的铸件壁厚20%的铸件壁厚不计宽度的最大长度mm边缘757575757575757575757575芯部75751007575120100100150100100150最大单点面积c，dmm2边缘6001000100060020002000200020002000300040004000芯部100001000015000150001500020000150001500020000200003000040000评定区域内最大面积mm2边缘1000010000100

20、00100001000010000100001500015000150002000020000芯部100001500015000150002000020000150002000020000300004000040000评定区域面积mm2-150000(390mm×390mm)100000(320mm×320mm)a.对于壁厚不超过50mm的铸件，平底孔当量超过8mm的不合格；壁厚超过50mm的铸件，在边缘区域平底孔当量超过8mm的由供需双方协商决定；b.在边缘和芯部累计的数量；c.距离不超过25mm应被视为同一个不连续；d.如果在芯部的不连续显示是因为一个不超过壁厚10%的反射体引起的（比如中心疏松），假定验收等级按2-4级执行，那么其数值再增加50%也是合格的，若按5级验收，则无要求；e.区域的定义：边缘区域指的是距离表面1/3壁厚的范围，但最大不超过30mm；芯部指的是剩余的部分。附录C铸 锻 件 超 声 波 探 伤 报 告 Report on Forging/Casting Ultrasonic Test Examination GJC8.2质-02/3船 号