TCSTM 01180.3-2024 锻件缺陷检测 第3部分：相控阵超声法

ICSCCSJ04

T/CSTM01180.3—2024锻件缺陷检测3Defecttestingofforgings-Part3：Phasedarrayultrasonictesting2024-10-31发布 2025-01-31实施中关村材料试验技术联盟发布T/CSTM01180.3-2024目 次前 言 1引 言 2范围 3规范性引用文件 3术语和定义 3检测人员 4检测方法 4检测设备 5试块 5检测条件 8系统校准 9灵敏度设置 1011 检测 10质量等级 10检测报告 12附录A(规范性)横孔与平底孔的等效换算关系 13附录B(资料性)起草单位和主要起草人 14T/CSTM01180.3-2024前 言GB/T1.1—20201部分：标准化文件的结构和起草规GB/T20001.4-20154部分：试验方法标准》的规定起草。本部分为T/CSTM01180《锻件缺陷检测》的第3部分。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国材料与试验标准化委员会综合标准化领域委员会(CSTM/FC99)提出。本文件由中国材料与试验标准化委员会综合标准化领域委员会(CSTM/FC99)归口。T/CSTM01180.3-2024引 言T/CSTM01180《锻件缺陷检测》拟由三部分构成：——1部分:——第2部分:涡流法。目的在于规定了锻件表面和近表面涡流检测方法和验收标准。——第3部分:相控阵超声法。目的在于规定了铁素体—马氏体钢锻件、奥氏体和奥氏体—铁素体不锈钢锻件相控阵超声检测的方法和验收标准。T/CSTM01180.3-2024锻件缺陷检测第3部分：相控阵超声法范围本文件规定了铁素体--铁素体不锈钢锻件相控阵超声检规范性引用文件（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T12604.1 无损检测术语超声检测GB/T32563 无损检测超声检测相控阵超声检测方法JB/TJB/T

无损检测超声相控阵探头通用技术条件无损检测仪器相控阵超声检测仪技术条件ISO9712 无损检测 人员资格鉴定和认证(Non-destructivetesting—Qualificationandcertificationofpersonnel)ISO18563.1 无损检测超声相控阵设备的性能与检验第1部分：仪器（Non-destructivetesting—Characterizationandverificationofultrasonicphasedarrayequipment—Part1:Instruments）ISO18563.2 无损检测超声相控阵设备的性能与检验第2部分：探头（Non-destructivetesting—Characterizationandverificationofultrasonicphasedarrayequipment—Part2:Probes）术语和定义GB/T12604.1和GB/T32563界定的以及下列术语和定义适用于本文件。当量面积 equivalentarea按平底孔换算的等效面积。当量直径 equivalentdiameter按横孔换算的等效直径。当量腰宽 equivalentwaistwidth按V型槽换算的等效边长，如图1所示。T/CSTM01180.3-2024

标引顺序说明：w

1当量腰宽示意图近似相等声程 approximatelyequalsoundpathlength等于（0.9～1.5）倍锻件声程的试块声程。近似相等曲率半径 approximatelyequalcurvatureradius等于（0.9～1.5）倍管形锻件曲率半径的试块曲率半径。检测人员ISO9712相控阵超声检测人员应掌握金属材料及其加工的基础知识，熟悉所使用的检测设备且具有实际检测经验。检测方法检测方法分类锻件相控阵超声检测分为纵波检测和横波检测两类。纵波检测纵波检测直接采用相控阵探头或采用带零度延迟块的相控阵探头对锻件进行垂直入射纵波的线扫描检测或扇扫描检测。其中，纵波扇扫描检测的最大扫描角度为±30°。400mm100%扫查。横波检测20.6的管形锻件，可以进行周向扇扫描检测，用以探测轴向缺陷。除非供需双法另有协议，针对管形锻件所要求的检测种类，检测应从声束传播的两个相对方向进行，轴向检测为向前2T/CSTM01180.3-2024和向后，周向检测为顺时针和逆时针。检测设备设备组成仪器32JB/T11779ISO18563.15ns。仪器各接收通道的-3dB0.5MHz～15MHz1dB。30dB。A、B、C、S型显示以及在扫描图像上对缺陷进行定位、定量分析的A、B、C、S型显示图像数据。ACG校准（ACG修正）TCG校准（TCG修正）功能。探头328个。JB/T11731要求。探头的平均中心频率、各晶片中心频率、-6dB相对带ISO18563.2规定，并经过校准。扫查装置1mm。探头位置的分辨力应满足检测工艺要求。扫查装置可使用导向装置，以确保探头运动轨迹与规划扫查轨迹相一致。试块校准试块校准试块用于校准或评定相控阵超声检测设备。T/CSTM01180.3-20244dB/m。2R50mm100mm、150mm200mm………；W40mmW≥2×探头宽度+20mmR1=R/2、R2=R；试块上刻度线的零点位于试块表面两个圆弧的圆心。标引符号说明：R—试块半径（对应最大声程W—试块宽度；L—试块右端的台阶长度，为50mm。图2刀形试块3R50mm100mm、150mm200mm………；W40mmW≥2×探头宽度+20mmR1=R/2、R2=R；试块上刻度线的零点位于试块表面两个圆弧的圆心。标引符号说明：4—试块半径（对应最大声程；4T/CSTM01180.3-2024W—试块宽度。

图3半圆试块4H值的推荐尺寸为25mm50mm100mm150mm、200mm、………；W20mmW≥探头宽度+10mm。标引符号说明：W—试块宽度。

图4矩形试块5H50mm100mm150mm200mm………；W20mmW≥探头宽度+10mmH/3，2#2H/33#H；横孔直径可选Φ1.0mm～Φ3.0mm，推荐采用Φ3.0mm。标引符号说明：H+20—试块厚度；W—试块宽度。

图5横孔试块6H50mm、100mm150mm200mmW≥探头宽度+10mm。T/CSTM01180.3-2024H平底孔距探2H/3，3#H；平底孔直径可选Φ1.0mm～Φ3.0mm，推荐采用Φ3.0mm。标引符号说明：H+20—试块厚度；W—试块宽度。

图6平底孔试块对比试块用途对比试块用于设置锻件相控阵超声检测灵敏度。材质——被检锻件的多余长度部分；——与被检锻件同钢种、同热处理状态的材料。形状尺寸对比试块应与被检锻件形状相同，且具有近似相等曲率半径和/或近似相等声程。人工反射体人工反射体要求如下：对比试块中应包含能覆盖整个检测深度的反射体。横波和纵波扇扫描检测用对比试块中的反射体为横孔；纵波线扫描检测用对比试块中的反射体为平底孔。V3%6.4mm，取其中较小者；槽的长度为25.4mm。检测条件锻件表面无凹凸不平。锻件扫查表面无油漆、氧化皮、干结的耦合剂或任何其他引起耦合失效、阻碍探头移动及引起检测误判的异物。6在检测准备阶段（包括系统校准和灵敏度设置）和锻件检测阶段，应使用相同型号的6T/CSTM01180.3-2024（可含防腐蚀剂和/或软化剂等12Ra≤12.5μm3或更Ra≤6.3μm。当锻件表面状态较差时，可使用喷丸、喷砂或研磨的方法加以改善，以确保声波良好1的检测。检测温度应符合如下要求：a）采用常温探头和耦合剂时，锻件表面温度范围应为0℃～60℃；b）校准试块和对比试块与被检锻件的温度差应控制在±14℃之内；若检测前预测锻件温度超出上述范围，应通过实验验证设备的适用性以及检测的可操作性和可靠性；若检测过程中锻件温度变化超出上述范围，应评价温度变化对检测结果的影响。系统校准一般要求TCG校准。在进行系统校准时，对于四个校准种类，均应选用近似相等声程的校准试块。声速校准对扇扫描进行声速校准时，使用刀形试块（或半圆试块）（23），使声束R1、R2同心圆的交界处，调节仪器角度指针至设置的扇扫描范围中心角度（30°～70°-30°～30°则调节角度指0°），前后移动探头找到两个同心圆弧面的最大反射回波，利用闸门分别套住回波，仪器根据两个回波的时间差计算出声速。（延时校准（或延迟块）（或延迟块等（或延迟块磨损以及耦合剂等因素均会影响延时结果。延时校准用以消除理论延时与实际延时的差异。对扇扫描进行延时校准时，仪器设置“声程”校准模式，使用刀形试块（或半圆试块）（2R1“校准”使扇扫中R1值相等。“深度”（4），通过仪器“校准”H值相等。90%。T/CSTM01180.3-2024ACG校准ACG校准通过仪器对相同声程、不同角度处相同尺寸反射体回波的增益补偿，使之达到相同幅值（80%）的一条直线。ACG校准时，使用刀形试块（或半圆试块）（23）并使声R1R1TCG校准TCG校准通过仪器对不同深度处相同尺寸反射体回波的增益补偿，使之达到相同幅值（80%）的一条直线。TCG校准时，使用横孔试块（5），前后移动探头并利用闸门分3TCG曲线。TCG校准时，使用平底孔试块（6），前后移动探头并利用闸门3TCG曲线。TCG6dB。灵敏度设置灵敏度设置步骤如下：当量波高进行的灵敏度设置：对于线扫描检测和扇扫描检测，将近似相等声程对比80%作为基准灵敏度；当量直径进行的灵敏度设置：对于线扫描检测和扇扫描检测，将最大深度的人工伤V型槽VV型槽腰宽度的增益作为检测灵敏度。250mm，ACGTCG校准应在与检测面曲率相同或相近（即（0.9～1.5）倍锻件曲率范围内）的对比试块上进行。2dB时，可不进行补偿。检测6dB。100%的覆盖扫查，且相10%的重叠。8质量等级8T/CSTM01180.3-2024除非供需双方另有协议，铁素体-马氏体钢锻件、奥氏体以及奥氏体-铁素体不锈钢锻123所示。注：不同质量等级可以应用于同一锻件不同部位的检测评级。锻件中未出现一个波高超过基准灵敏度的当量腰宽显示；13mm50%基准灵敏度的当量腰宽显示。1铁素体-马氏体钢锻件的质量等级、记录水平和验收标准线扫描检测扇扫描检测参数质量等级参数质量等级12341234记录水平当量面积/mm2＞50＞20＞7＞3记录水平当量直径/mmb＞0.8＞3＞0.8＞3＞0.4＞0.8底波降低系数≤0.1≤0.3≤0.5≤0.6验收标准单个点状缺陷的当量面积/mm2≤113≤50≤20≤7验收标准a单个的缺陷的当量直径/mm≤3≤12≤3≤12≤1.6≤3长条或密集点状缺陷的当量面积/mm2≤50≤20≤7≤3长条或密集点状缺陷的当量直径/mm≤0.8≤3≤0.8≤3≤0.4≤0.8r的算法为：式中：nnFo,nnt≥60mmn=1t＜60mmn=2。如果底波衰减系数超过记录水平，应对疑似缺陷处做进一步检测。a以Φ3mm横孔为准。b扇扫描检测不适用于质量等级1。2奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢锻件线扫描检测的质量等级、记录水平和验收标准锻件厚度t/mm当量面积的记录水平/mm2验收标准单个缺陷的当量面积/mm2长条或密集缺陷的当量面积/mm2质量等级1t≤75＞20≤50≤2075＜t≤250＞50≤95≤50250＜t≤400＞154≤283≤154t＞400底波损失80%的指示底波完全损失的指示质量等级2t≤75＞7≤20≤775＜t≤250＞20≤50≤20250＜t≤400＞50≤95≤50400＜t≤600＞95≤177≤95t＞600底波损失80%的指示使底波完全损失的指示T/CSTM01180.3-2024质量等级3t≤75＞3≤7≤375＜t≤250＞7≤20≤7250＜t≤400＞20≤50≤20400＜t≤600＞50≤95≤50t＞600底波损失80%的指示底波完全损失的指示注：底波完全损失是指底波小于正常底波幅度的5%或底波小于等于草状回波。表3奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢锻件扇扫描检测的记录水平和验收标准锻件厚度t/mm当量直径记录水平/mm验收标准单个缺陷的当量直径/mm长条或密集缺陷的当量直径/mmt≤75＞0.4≤1.6≤0.4＞0.8≤3≤0.875＜t≤250＞0.8≤3≤0.8＞3≤12≤3250＜t≤400＞3≤12≤3＞12≤48≤12注1：厚度大于400mm锻件的验收标准由供需双方协商决定；注2：以Φ3mm横孔为准。检测记录要求检测记录要求如下：123的要求；0.8mm当量腰宽的回波信号。检测报告检测报告至少应包括如下内容：委托单位；本文件编号；被检工件：名称、编号、规格、材质和热处理状况等；检测设备：仪器型号及编号、扫查装置包括编码器、试块、耦合剂；检测条件：检测工艺卡编号、探头参数及楔块选择、扫查方式、聚焦法则的设定、检测使用的波型、检测系统的设置、角度增益修正文件