铜及铜合金轧制板材超声波探伤方法
国家标准《铜及铜合金棒材超声波探伤方法》编制说明
《铜及铜合金棒材超声波探伤方法》送审稿编制说明1 任务来源根据中色协综字[2008] 242号《关于下达2008年第一批有色金属国家标准制（修）订项目计划的通知》，《铜及铜合金棒材超声波探伤方法》标准列入附件1“2008年第一批有色金属国家标准制（修）订计划项目表”第79号（计划编号为20082148-T-610）。
该标准由全国有色金属标准化技术委员会提出，主要起草单位为中铝洛阳铜业有限公司，中国有色金属工业无损检测中心参与起草。
2起草过程标准起草单位首先查阅了国内外有关铜及铜合金产品超声波探伤方法的有关资料和标准。
铜及铜合金棒材广泛应用于各个工业部门，许多用户要求对棒材进行超声波探伤，目前使用的探伤标准已近十年没有修订，标准中许多内容已不适用当今铜材发展的要求，其中有些标准条文还存在明显的错误，因此有必要对该标准进行修订，以满足铜及铜合金生产和使用的需要。
多年来，标准起草单位根据客户的要求进行过多种探头形式、多种探伤频率的超声波铜及铜合金棒材探伤试验，及时对标准进行修订，以满足国内、国际市场对铜及铜合金棒材日益增加的需求。
3修改原则（1）依照GB/T3310-1999《铜合金棒材超声波探伤方法》为蓝本进行修改。
（2）本标准根据《中华人民共和国标准化法》要求，在编写方式上执行GB/T1.1和GB/T1.3的规定,并按《有色金属加工产品国家标准、行业标准编写示例》的要求进行编制的。
（3）参照国内外金属材料棒材的超声波探伤方法的先进标准，使该标准既有相当于国外标准的先进性，又具有符合国情的实用性这一特点，力求做到标准的规范性、合理性与实用性。
4修改内容（1）本标准包括适用范围、一般要求、探伤装置、对比试块、探伤方法、探伤灵敏度、探伤步骤、探伤结果的评定和探伤报告等内容。
（2）增加了矩形、方形和正六边形铜及铜合金的探伤,扩大了铜合金棒材的探伤范围，由原标准的“棒材直径为15mm—220mm”扩大为“棒材直径为10mm—280mm”，增加了紫铜棒材的探伤范围为10mm—80mm。
铜板钎焊层的超声波检测方法
图1 铜板钎焊件（b）波形模拟图图2 铜板钎焊层超声检测原理（a）能量界面反射与底面反射分配情况增刊1冷加工2016年 增刊1273冷加工压为P0进入铜板后，传播到钎焊层时，由于铜板材料声阻抗Z1与钎焊层材料声阻抗Z2不同，根据声压反射率公式rp=（Z2-Z1）/（Z2+Z1）可知，必然产生钎焊层界面反射声压Pr ，其经探头接收后在仪器示波器形成界面反射回波；同时，根据声压透射率公式tp=2Z2/（Z2+Z1）可知，透过界面的声压Pt 在经底面反射被探头接收后形成底面回波PB 。
超声理论告诉我们，超声波垂直入射到铜板钎焊层平界面上时，反射和透射声压的分配比例只与界面两侧材料的声阻抗Z 有关，而回波声压与示波器显示波高成正比，存在下列三种情况。
（1）当探头位于图2a 中位置1时，该部位为完全熔接部位，没有出现气孔等缺陷，钎焊层两侧材料均为铜板，中间很薄一层为铅料，超声波从任何一侧铜板入射后，除了因铜材料与铅料自身声阻抗差异导致部分超声能量在界面处发生反射，形成界面反射回波Pr1，其他大部分能量将穿过铅焊层，到达铜板底面，并被底面反射最终形成底面反射回波PB1。
在这种情况下，界面波高度相对很低，底面回波高度相对较高，把该部位称为完全熔接部位。
（2）当探头位于图2a 中位置2时，改部位为部分熔接部位，钎焊层局部出现小气孔，超声波从任何一侧铜板入射后，界面反射回波包含因铜材料与铅料自身声阻抗差异造成的反射能量和局部小气孔的反射能量，气孔的声阻抗和铅料相比，与铜材料的差异更大，最终造成界面反射回波Pr2明显高于Pr1，其他部分能量将穿过铅焊层，到达铜板底面，并被底面反射最终形成底面回波PB2。
（3）当探头位于图2a 中位置3时，改部位为未熔接部位，钎焊层出现大气孔，超声波从任何一侧铜板入射后，入射能量在大气孔处全部被反射，形成界面反射回波Pr3，且出现多次界面反射波，无底面回波。
3. 超声检测条件选择铜板钎焊工件厚度为20mm ，可选择采用纵波直探头进行检测。
铜及铜合金轧制板材超声波探伤方法-中国有色金属标准质量信息网
《铜及铜合金轧制板材超声波探伤方法》(征求意见稿)编制说明1.任务来源近年来，随着科学技术的飞跃发展和铜板材进出口贸易的增加，对板材内部质量要求越来越高，尤其是铜及铜合金板材在军工、航天、航空、核电、船舶、舰艇等重要工程，对材料内部缺陷的分类，越来要求越严。
目前国内还没有加工铜及铜合金板材的超声波探伤标准。
为了提高产品质量，和国际检测技术接轨，填补国内铜板超声波探伤的空白，满足生产日益增长和用户对产品质量的需求，促进国民经济的发展, 根据有色标委（2004）第52号《关于下达2004年有色金属行业标准研（复）制标准项目计划的通知》所下达的标准制定计划,《铜及铜合金轧制板材超声波探伤方法》标准列人2004-2005年有色金属行业标准制（修）订计划项目表第50号。
本标准由洛阳铜加工集团有限责任公司负责起草。
接到任务后我们成立了“铜及铜合金轧制板材超声波探伤方法”标准起草小组，对该项任务进行工作。
2. 研究、起草过程由于目前国内没有铜及铜合金板材超声波探伤的国标、行业标准，所以，我们首先查阅、分析了国内外有关铜及铜合金轧制板、钢板、钛板、金属板材超声波探伤方法的标准和资料，如标准GB/T2970-2004 《厚钢板超声波检验方法》、GB∕T8651-2002金属板材超声波板波探伤方法、英国标准G·S·T·01《坯、棒和板接触超声检验的IMI通用技术规范》、日本标准JIS G0808压力容器用钢板的超声波探伤检验、JB 4730-1994《压力容器无损检测》等资料。
通过查阅和分析，我们认为这些标准不能满足目前铜加工企业和用户的需要。
早在20世纪80年代至今，洛铜根据客户的要求进行过多种探头形式、多种探伤频率的超声波铜板探伤试验。
先后对被检铜板探测到的缺陷部位进行断口、低倍、解剖对应试验。
缺陷解剖对应率达到99%以上。
在提供航天卫星专用锆铜板的探伤、潜艇用白铜板的超声波探伤、钢铁行业结晶器冷却壁用的紫铜板超声波探伤领域都取得了很好的效果。
铜及铜合金轧制板材超声波探伤方法有色金属行业标准系列
ICS××××标准分类号Y S 中华人民共和国有色金属工业行业标准YS/T xxxx―xxxx 铜及铜合金轧制板材超声波探伤方法Method of ultrasonic inspection for rolling plates of copper and copper alloys本文源自：无损检测招聘网 （征求意见稿）前言本标准是首次制订。
本标准参照GB/T 2970-2004《厚钢板超声波检验方法》、JB4730-1994《压力容器无损检测》等标准编制。
本标准由全国有色金属标准化技术委员会提出并归口。
本标准由洛阳铜加工集团有限责任公司负责起草。
本标准主要起草人：本标准由全国有色金属标准化技术委员会负责解释。
YS/T××××－××××铜及铜合金轧制板材超声波探伤方法1 范围1.1 本标准规定了用A型超声波脉冲反射式接触法手工检测铜及铜合金轧制板材的探伤方法。
内容包括对原理、探伤人员、探伤装置的要求、探伤方法、缺陷的认定及验收的质量分级、探伤报告等。
1.2 本标准适用于对厚度为 6 ～ 70mm的铜及铜合金轧制板材进行超声波探伤。
其它厚度的铜板材，可参照采用。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新标准版本的可能性。
GB/T12604.1 无损检测术语超声检测GB/T9445 无损检测人员技术资格鉴定通则ZBY230 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件ZBY231 超声探伤用探头性能测试方法3 术语本标准涉及超声探伤的术语，均按GB/T12604.1规定论述。
4 方法原理A型脉冲反射式超声波探伤仪产生高频电脉冲，经过探头（晶片）的电声转换传入弹性介质（工件）中进行声波的传播，声波遇到声阻抗相异（如缺陷）界面时，将发生声波的反射。
铜及铜基合金的超声波探伤方法探讨
方法进行过研究并且制定了相应的工艺检测规范
（0A931.092），上述其他材料相应的超声波探伤检 测规范国内目前还没有。我们在无损检测工作中发
现，不同材质的衰减系数相差相当大，甚至影响了对
产品的超声波检测，从而无法用探伤的途径来保证
他的质量，特别是-铜* T2铜被广泛用于转子的
端环制造中,如三菱电机、TMEIC电机、轧钢电机等
, ， 如 电动机转子的端环采用-铜（紫铜） 汽轮发电
机的槽楔采用铝青铜（QA1 9 -5 - 1 -1）、披钻错 铜、锌硅青铜（841铜）等。铜和铜基合金质量的好
坏 *对,这直接影响到电动机及汽轮发电机的质量
些材料的质量控制，超声波探伤无疑是一种最有效
* 的方法之一
我厂在1991年曾对铝青铜槽楔超声波探伤的
关键词：超声波检测;铜和铜基合金;衰减;探头频率 中图分类号：TM304 文献标识码：A DOI 编码：10.16712/j. =ki. =31 - 1868/tm. 2019.03.014
0引言
铜和铜基合部件的基本材料被广泛应用
* 于我公司的电动机及汽轮发电机生产制造中 例
相吻合。我们认为采用铝青铜槽楔的超声波探伤
法对
、
行
检
行
的*
1 - 2对质量标准的一些探讨
我们在检测中发现，大多数情况下用2.5 MHz、
+20 mm的直探头、+2 mm + 6dB的灵敏度检测工
件时，第一次底波均高于屏高的100%，但有时也会
出现第二次底波消失的状况。也就是说存在材质
衰减的状况（这情况在我们检测锌硅青铜时特别明
显）*在我厂已有的铝青铜槽楔超声波探伤方法的
中, 没有对 种 况 行 一步的 明, 为
板材超声波探伤
△ 利 用 F1 评 价 缺 陷 。 出 现 叠 加 效 应 时 ， 当 板 厚 较 薄 时 可 用 F2 评 价 缺 陷 ， 其 目 的 是 减 少 近 场 区 影 响 。 实 际 上 ， 应 根 据 晶 片 直 径 的 尺 寸 大 小 及 F1 不 清 晰 时 ， 可 用 F2 来 评 价 缺 陷 ， 用 F2 和 B2 评 价 时 ， 基 准 灵 敏 度 以 第二次反射波校正。 如 采 用 直 径 为 Ф 14 ｍ ｍ ～ 20 ｍ ｍ 的 直 探 头 探 伤 钢 板 ， 一 般 当 板 厚 δ ＜ 20 ｍ ｍ 时 ， 可 采 用 F 2 评 价 缺 陷 。 1.3 探 头 与 扫 查 方 式 1. 3.1 频 率 2.5 ～ 5MHz ，40mm 以 下 钢 板 检 测 频 率 为 5MHz ，40mm 以 上 钢 板 检 测 频 率 为 2.5MHz 晶 片 直 径 ： Ф14 ～ Ф25mm 探头形式： 单晶直探头 钢板检测 联合双晶直探头 适用于板厚 δ 较薄的钢板检测，因盲区小， 适 用 于 板 厚 δ 较 大 的 钢 板 检 测 ，用 于 20mm 以 上
1.7
钢板横波检验按附录 B 规定要求 非夹层性缺陷
适用范围 探头
K1 2MHz~5MHz 25mm 长 V 形 槽 深 为 板 厚 3 ％ V 形槽的距离－波幅曲线， 按 不 同 板 厚 根 据 B.4 规 定 调 节
人工缺陷 灵敏度
验 收 标 准 按 B.6 规 定 ： 等 于 或 超 过 距 离 － 波 幅 曲 线 信 号 不 合 格 ， 发现分层类缺陷按纵波检测规定处理。
8 / 26
1.6 质 量 等 级 判 定 ： 按 JB/T4730-2005 标 准 4.1.7 条 规 定 评 定 。 单 个 缺 陷 指 示 长 度 按 4.1.7.1 规 定 ， 单 个 缺 陷 指 市 面 积 按 4.1.7.2 规 定 。 JB/T4730-2005 标 准 标 准 中 表 3 钢 板 质 量 分 级 表 中 数 据 适 用 于 非 白点、裂纹等危险缺陷，即非危险缺陷。白点、裂纹等危险缺 陷，都判为 V 级。
常用无损探伤及使用原则
工业无损探伤的方法很多,目前国内外最常用的探伤方法有五种,即人们常称的五大常规探伤方法.本文将首先介绍五大常规探伤方法及其特点,并结合电厂管道焊接的特定条件和需求,选出适合探伤方法。
除以上五大常规方法外,近年来又有了红外,声发射等一些新的探伤方法.五大常规方法是指：1、射线探伤法 RT：检测内部有气孔,夹渣、未焊透等体积型缺陷，不易发现裂纹等面积型缺陷。
2、超声波探伤法 UT：纵波,横波适用于探测内部缺陷, 表面波适宜于探测表面缺陷,但对表面的条件要求高.3、磁粉探伤法 MT：能探查气孔, 夹杂,未焊透等体积型缺陷, 但更适于检查因淬火, 轧制, 锻造,铸造,焊接,电镀,磨削,疲劳等引起的裂纹。
4、涡流探伤法 ET：能确定表面及近表面缺陷的位置和相对尺寸5、渗透探伤法 PT。
能确定表面开口缺陷的位置、尺寸和形状。
一、射线探伤方法：射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法. 这些射线虽然不会像可见光那样凭肉眼就能直接察知,但它可使照相底片感光,也可用特殊的接收器来接收.常用于探伤的射线有 x 光和同位素发出的γ射线,分别称为x光探伤和γ射线探伤.当这些射线穿过(照射)物质时,该物质的密度越大,射线强度减弱得越多,即射线能穿透过该物质的强度就越小.此时,若用照相底片接收,则底片的感光量就小;若用仪器来接收,获得的信号就弱。
因此,用射线来照射待探伤的零部件时,若其内部有气孔,夹渣等缺陷,射线穿过有缺陷的路径比没有缺陷的路径所透过的物质密度要小得多,其强度就减弱得少些,即透过的强度就大些,若用底片接收,则感光量就大些,就可以从底片上反映出缺陷垂直于射线方向的平面投影; 若用其它接收器也同样可以用仪表来反映缺陷垂直于射线方向的平面投影和射线的透过量。
由此可见,一般情况下,射线探伤是不易发现裂纹的,或者说,射线探伤对裂纹是不敏感的.因此,射线探伤对气孔,夹渣,未焊透等体积型缺陷最敏感.即射线探伤适宜用于体积型缺陷探伤,而不适宜面积型缺陷探伤。
板材超声检测方法和质量分级
板材超声检测方法和质量分级1.3.1范围1.3.1.1本条适用于板厚6mm～250mm的碳素钢、低合金钢制承压设备用板材的超声检测方法和质量分级。
1.3.1.2铝及铝合金板材、钛及钛合金板材和镍及镍合金板材和铜及铜合金板材的超声检测方法参照本条执行，质量分级按本条。
1.3.1.3奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体双相不锈钢板材超声检测方法可参照本条执行，质量分级按本条。
1.3.2.2 检测原则1.3.2.1板材一般采用直探头进行检测。
1.3.2.2 在检测过程中对缺陷有疑问或合同双方技术协议中有规定时，可采用斜探头进行检测。
1.3.2.3 可选板材的任一轧制表面进行检测。
若检测人员认为需要或技术条件有要求时，也可选板材的上、下两轧制表面分别进行检测。
1.3.3 探头选用 1.3.3.1 直探头1.3.3.1.1 直探头选用应按表3的规定进行。
表3 承压设备用板材超声检测直探头选用板厚/mm采用探头标称频率/MHz探头晶片尺寸（推荐）/mm6～20双晶直探头 4～5圆形晶片直径φ10～φ30方形晶片边长14～30>20～60双晶直探头或单晶直探头2～5>60单晶直探头2～5 1.3.3.1.2 当采用液浸法检测板厚小于等于20mm 的板材时，也可选用单晶直探头进行检测。
1.3.3.1.3 双晶直探头性能应符合附录C 的要求。
1.3.3.2 斜探头斜探头的选用应按附录D 的要求进行。
1.3.4 对比试块1.3.4.1 用双晶直探头检测厚度不大于20mm 的板材时，可以采用如图1所示的阶梯平底试块。
1.3.4.2检测厚度大于20mm的板材时，对比试块形状和尺寸应符合表4和图2的规定。
对比试块人工反射体为φ5mm平底孔，反射体个数至少3个。
图1 阶梯平底试块1.3.5基准灵敏度1.3.1.1板厚小于等于20mm时，用图1所示阶梯平底试块调节，也可用被检板材无缺陷完好部位调节，此时用与工件等厚部位试块或被检板材的第一次底波调整到满刻度的50%，再提高10dB作为基准灵敏度。
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《铜及铜合金管材超声波检测方法》编制说明
（征求意见稿）
一、任务来源
对铜及铜合金管材内部缺陷的检测只有涡流探伤方法，且只适用于厚度小于6mm 的管材，而厚度大于6mm的管材没有探伤方法。
随着铜及铜合金管材特别是厚度大于6mm的管材在军工、航天航空、核电、船舶、冶金和汽车工业的广泛应用，以及出口的不断增加，用户对铜管内部质量要求越来越高，目前生产厂家主要靠折断口或低倍检测的方法来判断产品的好坏，但不能从根本上发现管材内部存在的缺陷，而超声波探伤最适合进行缺陷检测，因此有必要起草铜及铜合金管材超声波探伤方法。
根据工业和信息化部工信部《关于印发2012年第二批行业标准制修订计划的通知》（工信厅科[2012]119号）精神，全国有色金属标准化技术委员会以有色标委[2012] 28号文下达了修订《铜及铜合金管材超声波检测方法》行业标准的计划（计划号2012-0730T-YS），该标准由中铝洛阳铜业有限公司、桂林漓佳金属有限公司、中国有色金属工业无损检测中心、江阴新华宏铜业有限公司、苏州龙骏无损检测设备有限公司负责修订。
二、起草过程
标准起草单位首先查阅了国内外有关铜及铜合金产品超声波探伤方法的有关资料和标准。
国外没有铜板超声波探伤的有关标准，国内主要有GJB 3074-97《航天用锆无氧铜锻饼超声波检验方法》，GB/T3310-2010《铜及铜合金棒材超声波探伤方法》、YB/T585-2006《铜及铜合金板材超声波探伤方法》等，没有铜及铜合金管材超声波探伤方法标准。
目前铜及铜合金管材已广泛应用于在军工、航天航空、核电、船舶、汽车和冶金工业，如航天发动机用铬青铜管、潜艇用白铜和铝青铜管、汽车同步器齿环管以及核工业用紫铜管均需进行超声波探伤，且各自对铜管的内部质量要求也不一样。
为此，近几年，标准起草单位根据用户的不同质量要求对不同厚度的铜及铜合金管材进行了超声波探伤试验，争取尽快起草出铜及铜合金管材超声波探伤方法标准，以满足国内、国际市场对铜及铜合金管材日益增加的需求。
三、标准起草原则
1 根据《中华人民共和国标准化法》要求，按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。
2 参照国内外金属管材的超声波探伤方法的先进标准，并根据生产过程中的大量探
伤试验数据和用户所能接受的缺陷，根据以上各方面的信息确定标准的各项参数。
使该标准既有相当于国外标准的先进性，又具有符合国情的实用性这一特点，力求做到标准的规范性、合理性与实用性。
四、标准主要起草内容
1 探伤范围
考虑到采用超声波纵波探伤，由于近场区对探伤结果的影响，管材探伤厚度下限确定为等于6m m，另外除了部分锻造铜及铜合金管材壁厚超过100 m m以外，其它加工方式的管材壁厚基本在100m m以内，因此标准确定的探伤范围为铜管壁厚6m m～100 m m。
2 探伤灵敏度
需要进行超声波探伤的铜及铜合金管材大多应用于军工、航天航空、船舶、汽车等行业，对管材内部质量要求非常高，且不同行业对管材内部质量要求也不一样，因此本标准将探伤灵敏度按四个质量等级规定的平底孔当量进行探伤灵敏度调整，以满足不同行业对铜及铜合金管材探伤的要求。
3 缺陷分类及等级
铜及铜合金管材内部缺陷的分类及等级评定主要考虑到不同行业的使用要求，如航天发动机用铬青铜管要求管材内部不允许有大于Φ1.2 mm平底孔当量的缺陷存在；汽车工业同步器齿环管内部则不允许有大于Φ2 mm平底孔当量的缺陷存在；而有些行业对铜管内部缺陷的要求较松，单个缺陷不大于4mm。
因此综合铜及铜合金管材在不同行业的应用情况，本标准对铜管纵波探伤共分四个质量等级，具体规定如表1。
4 探伤频率
铜及铜合金管材壁厚较小，且A级和B级的灵敏度较高，宜采用较高频率的探头进行探伤，有利于发现小缺陷。
因此本标准单晶直探头和双晶直探头的频率为2.5MH Z ~5MH Z，聚焦探头的频率为5MH Z ~10MH Z。
5 对比试块
校准用对比试块的反射体采用平底孔,试块的加工应符合图1和图2的规定。
平底孔应沿试块的厚度方向钻孔，其孔径应符合本标准相关级别规定要求，埋藏深度如表2所示，平底孔的孔径偏差不大于0.05ｍｍ，孔的深度偏差不大于0.10ｍｍ。
图1 液浸法和双晶直探头法对比试块示意图
图2 单晶直探头法对比试块示意图
表2 铜管对比试块平底孔埋藏深度
五制订标准的意义
铜及铜合金管材超声波探伤标准的制订，对我国有色金属加工管材内部质量，起到了一定的保障作用。
使管材的生产单位与客户之间，对产品内部质量有了一个统一的验收标准；对铜及铜合金管材进行无损检测，在方法上与国际接轨，填补了国内探伤铜管标准的空白；满足了铜及铜合金管材在国防、军工、航天、航空、核电、船舶、舰艇等重要工程中的检测手段。