EN 12680-2-2003 中文版 锻造超声波检验.第2部分高应力零部件用钢铸件
EN 12680-2-2003(E)-CN
铸件---超声检测---第二部分：受高压铸钢件
前言:
本欧洲标准由德国工业标准秘书处的CEN/TC 190“铸件”技术委员会制定,本欧洲标准可以作为国家标准，最迟于2003年6月以等效版本或签署文件发行，与之冲突的相关国家标准最迟在2003年6月作废。根据工作程序，CEN/TC 190技术委员会组织CEN/TC 190/WG4.10“内部缺陷”具体编制了如下标准：
EN 12680-2铸件---超声检测---第二部分：受高压铸钢件
本标准为欧洲铸件检测标准之一，其余见下：
EN 12680-1铸件---超声检测---第一部分：通用铸钢件
EN 12680-1铸件---超声检测---第三部分：球墨铸铁件
附件A和B
根据CEN/CENELEC内部规定如下国家的国家标准组织应采用此欧洲标准：澳大利亚，比利时，捷克共和国，丹麦，芬兰，法国，德国，希腊，冰岛，爱尔兰，意大利，卢森堡，
1.总则
本欧洲标准规定了受高压的（铁素体）铸钢件超声检测的目的和要求以及用脉冲回波技术测定内部不连续的方法。其适用于晶粒细化后的壁厚小于等于600ｍｍ的铸钢件超声检测，当壁厚超过此时，对于检测工艺和记录级别应特殊协商。本欧洲标准不适用奥氏体刚和焊接件。
2 参考文件
本部分在其中适当的位置引用了下列的有发布日期和无发布日期的标准，对于无发布日期的标准采用的为最新版本，对于有发布日期的标准根据随后对标准的修订和更新来相应修改本标准。
EN 583—１超声检测—第一部分：通用原理
EN 583—２超声检测－第二部分：灵敏度和范围调整
EN 583—５超声检测—第五部分：不连续的测长和特征
EN 12223 超声检测—１号校准试块规范
EN 12668-1 无损检测—超声设备的特征和验证—第一部分：仪器
EN 12668-2 无损检测—超声设备的特征和验证—第二部分：探头
EN 12668-3 无损检测—超声设备的特征和验证—第三部分组合设备
EN 27963 钢焊缝—焊缝超声检测用２号校准试块
３．术语和定义
本欧洲标准规定如下术语和定义
注：本标准中的其它术语和定义见EN 583—１，EN 583—２，EN 583—５和EN1330—4
3.1参考不连续回波尺寸
在超声检测评价时期需要记录的最小显示,通常用平底孔当量直径来表示
3.2点状不连续
尺寸小于或等于声束宽度的不连续
3.3复杂不连续
尺寸大于声束宽度的不连续注: 本标准中的尺寸指长度,宽度和沿壁厚方向的尺寸
3.4 平面不连续
在两个方向可以测量的不连续
3.5体积不连续
有三个方向可以测量的不连续
3.6特殊边缘区域
有特殊要求的外部边缘区域(如:机加工面,高应力区,和密封面)
3.7工艺焊接
在最终供货前加工时期的焊接
3.7.1焊接
用于将部件装配为一个整体的工艺焊接
3.7.2焊接加工
为保证铸件的质量等级而实施的工艺焊接
4.要求
4.1订货信息
在订货和询价时应包括如下的信息
－超声检测的铸件的区域和百分比（检测体积和范围）
－铸件不同区域或面积处采用的严重等级（验收标准）
－是否需要对检测工艺增加要求，同样见5.5.1
4.2检测范围
应采用最合适的检测技术对铸件协商的所有区域进行检测（从铸件的形状考虑尽量满足），对于壁厚超过600mm的铸件，应对检测工艺和记录和验收级别协商一致。
4.3不连续允许的最大尺寸
4.3.1总则
购货方应该根据规定的铸件检测范围内每个区域要求的平面和体积不连续的严重等级来确定验收等级。壁厚按照图2根据铸件待装配时（精加工）的尺寸进行分类。
4.3.2无可测量尺寸的指示
在特殊边缘区域和需焊接的部位，无可测量尺寸的指示的极限用可允许的指示的最大数量来衡量，该极限见于表1不能超过表中所示的值。
4.3.3有可测量尺寸的指示
4.3.3.1平面型指示
平面型不连续不能超过表1中的极限，对于长度可测量而沿壁厚尺寸无法测量的指示的面积的计算按照图2给出的公式进行计算。小平面不连续的测长见图2，且随着声程和声束直径的增加，测长变得困难。作为指导对边缘区域30mm厚度内进行测长，需要采用双晶聚焦探头。
4.3.3.2体积不连续
体积不连续边缘区域不能超过图3给出的尺寸，心部区域不能超过图4给出的尺寸。严重等级1级不允许有可测量尺寸的指示。长度可测而宽度不可测的指示的面积计算按照图3图3给出的公式进行计算。
4.4人员资格
推荐符合EN 473要求的有资质和水平的人员进行超声检测
4.5壁厚的划分
壁厚按照图2根据铸件待装配时（精加工）的尺寸进行分类
4.6严重等级
如果购方在同一铸件的不同区域规定了不同的严重等级，所有区域应在购方图纸清楚的注明并应包括：
---所有关于本区域位置的必须尺寸
---所有焊接区域范围及特殊区域的厚度
严重等级1只适用于需要焊接区域和特殊边缘区域，除非在确认订货时，对焊接加工应使木材满足要求。
5.检测
5.1原理
超声检测的原理见EN 583-1 EN 583-2 EN 583-5。
5.2材料
材料的超声可探性通过将参考反射体波高（通常为一次底波）和噪声信号相比来评定，评定应在整个厚度范围内且能代表工件表面状态的区域进行，评定区域应有较平的平面。参考回波应至少比噪声信号高6dB。当工件底面处最小平底孔或当量的长横孔直径比噪声信号低dB时超声可探性较差。这时应在报告中记录信噪比大于等于6 dB的平底孔或长横孔直径，而且增加的检测工艺应有工序上方协商一致。
注：为很好的评定平底孔尺寸大小，可以采用ＤＧＳ法或与工件同厚度同热处理同材料带有按照表２规定直径的平底孔的试块或同等的长横孔试块，下式可用于长横孔和平底孔之间的转换：
ＤＱ＝4935×D FBH4/λ2×s
此处：ＤＱ：长横孔直径ｍｍ D FBH：平底孔直径ｍｍ λ：波长ｍｍ s：声程ｍｍ
本公式适用于ＤＱ≥２λ和s≥５倍近场长度且仅适用于单晶探头。
5.3设备，耦合剂，灵敏度和分辨率的检测
５.3.1超声仪器
超声仪器应满足EN 12668-1的要求且应具有如下的特征：
－范围设定对纵波和横波传输时应至少能探10mm到２m范围内
－增益，应至少有80dB增益器，误差小于１dB，步进最大为２dB。
－时基线性和扫描线性要低于屏高的５％
－适用于主频为１MHZ至6MHZ的采用脉冲技术的单晶和双晶探头。
5.3.2探头和探头频率
探头和探头频率除了应满足EN12668-2和EN 12668-3的要求还应满足如下：
－主频范围为１MHZ至6MHZ
－对于斜入射时应采用35°和70°之间的斜探头
注：铸钢件检测可用直探头或斜探头，探头的类型选择根据铸件的形状和检测的不连续的类型。
检测近表面区域时优先选用双晶探头（直探头或斜探头）
5.3.3超声仪器的检测
超声仪器应按照EN 12668-3由检查者定期检查。
5.3.4耦合剂
按照EN 583-1采用合适的耦合剂，其性能应能很好的浸润检测表面保证很好的声传输，对于校准和随后的检测应采用同一种耦合剂
注：声传输性可用平行的面一次或多次底波来衡量。
5.3.5灵敏度和分辨率的检测
设备灵敏度检测至少应满足5.5.2要求的灵敏度调整，设备和探头组合分辨率应满足附录A的要求。
5.4检测铸件表面状况
被检铸件的表面状况要求见EN 583-1。铸件的被检面应保证与探头很好的耦合，对于单晶探头如果表面质量按照EN 1370要求达到４S1或４S2即可达到很好的耦合效果。任何机加工后表面的粗糙度应满足R a≤12.5μm。对于特殊技术需要更高的表面质量如２S1、２S2R a≤6.3。
5.5检测工艺
5.5.1总则
探头和入射方向的选择大部分决定于铸件的形状或铸件中可能出现的不连续或焊接加工出现的不连续。合适的检测工艺应由铸件的生产方制定，在特殊的情况下应协商一致。如有可能检测区域要从两个面进行检测，当从一个面检测时为检测出近表面的不连续应增加采用近程分辨率好的探头，对于壁厚小于50mm的可采用双晶探头。另外除非供需双方协商，对于所有铸件其厚度小于50mm的如下区域应采用双晶探头或斜探头：
－关键区域如：圆角，过渡区域和外冷铁区域
－焊接加工
－订货时规定的焊接区
－特殊边缘区域，按照订货时的规定铸件的关键部位
深度大于50mm的焊接加工的部位应采用合适的斜探头增加检测。角度超过60°的斜探
超过150mm/s。
5.5.2范围设定
范围设定根据EN 583-2在显示屏上用直探头或斜探头采用如下三种方法之一来调整： －用EN 12223中１号试块或EN 27963中２号试块来校准。
－用与待检工件同种材料同样声束特性的校准试块
－直探头检测时在铸件上直接进行，此时铸件的表面被检测区域应平行，其距离可知。
5.5.3灵敏度调整
5.5.3.1总则
范围设定调整后按照EN 583-2进行灵敏度调整，可采用如下两种技术：
－距离波幅修正曲线技术（DAC）：它是利用一系列相等尺寸而声程不
同的反射体的波高建立的（平底孔FBH或长横孔SDH）。
注：２MH频率探头和6mm的平底孔经常用到
－距离增益尺寸技术（DGS）：它是利用一系列理论曲线，该曲线和声程，仪器增益和 垂直于声轴的平底孔直径有关。
5.5.3.2传输补偿
传输补偿按照EN 583-2，当采用校准试块时，必须考虑传输补偿，其中不仅要考虑耦合表面质量状况而且要考虑对面的表面状况，因为对面的表面质量对底波也有影响，当此面的光洁度达到EN 1370规定的4S1或4S2时可以用于传输修正的测量。
5.5.3.3不连续的检测
检测时将增益提高至噪声信号可见（扫查灵敏度）。表２给出定的平底孔或同等的长横孔在被测工件厚度范围内的波高达到至少40％屏高。如果检测时出现底波的降低量超过需要记录的值（见表３）应在局部降低灵敏度进行复探，并记下底波的降低的dB值，斜探头的灵敏度调整应保证反射体的动态回波类型在显示屏清晰可见。（见图３）
注：推荐斜探头的灵敏度调整在真正的（非人工型）平面型不连续上进行（沿壁厚方向的裂纹）或垂直于表面的大平底，有些情况下，探头的斜楔和铸件外形匹配。
5.5.4不同类型的指示的区别
在铸件的检测过程中上述类型中的指示可能单独或同时出现，此时应注意和评价如下内容：
－非铸件形状或耦合造成的底波降低量
－不连续回波指示
底波降低量用底波高度下降的分贝数来表示，指示的波高用平底孔或长横孔直径来表示。5.5.5记录和记录极限
5.5.5.1底波降低量
所有底波降低量大于12 dB都应记录，底波降低的区域应在工件上标明并测量出面积。
5.5.5.2缺陷波
缺陷波的纪录极限为相对应于参考不连续尺寸大小的回波高度。当波高超过表3给出级别和图3和图4给出的验收准则的所有可测量尺寸的缺陷波都应记录。不同类型的指示的区别见于表4。为了区别指示的类型，可根据检测的距离和工件的外形及检测面的表面质量来改变灵敏度。当采用斜探头检测时，不管波高，只要出现游动特征的指示或沿壁厚方向有明显的尺寸的指示都应记录并根据5.5.7.3进行随后评价。所有记录的指示的位置都应在工件中标出并在报告中记录，反射点位置也应以草图或照片的形式记录。
5.5.6被记录指示的分析
所有出现记录缺陷的区域，应对却显得类型、形状、大小和位置进行测量，测量可通过
5.5.7不连续的测长和特征描述
5.5.7.1总则
不连续的测长方法和特征描述见EN 583-5，为了达到工程的应用，对于不连续尺寸测量的精度需要有特殊的条件（如关于不连续类型的知识，不连续的简单形状，声束对不连续的最佳入射），通过增加声束方向和入射角度可提高对不连续特征描述的准确性。为简化工艺，将不连续分为如下类型：
－无可测量尺寸的不连续（点状不连续）
－有可测量尺寸的不连续（复杂不连续）
注１：附录A是用来区别可测量尺寸不连续和不可测尺寸不连续的。
注２：附录B给出了不连续的类型和它们尺寸测量的信息，同时给出了范围设定和灵敏度调整的信息。
注3：为很好测量不连续的尺寸推荐采用声束直径尽可能小于此处不连续的此类探头。 5.5.7.2主要平行于检测面的不连续的测长
任何不连续的边界可通过将信号波从最高波降低6 dB 后的位置来确定，对于底波降低区域的测量，将完好部位的底波下降6 dB（2MHZ）位置来确定。
注：沿壁厚方向不连续的尺寸可按照图5中的方法进行测量
5.5.7.3沿壁厚方向的不连续的测长
平面不连续的测长和根据严重等级对其进行评定时应按照5.5.7.1移动探头，但此时应降低20 dB （见图C.7和C.9）
5.6检测报告
检测报告应包括如下内容
---采用的欧洲标准（EN 12680-2）
---被检铸件的标示数据
---检测范围
---检测设备类型
---所用的探头
---对应于检测区域所采用的检测技术
---灵敏度设定所必需的数据
---所有记录的不连续的特征描述信息（如底波降低量，位置，沿壁厚方向的尺寸，长度，面积，平底孔直径）和在工件中出现的位置（示意图或照片）
---检测数据和责任人的姓名
表1特殊边缘区和焊接区域无可测量尺寸的不连续的验收极限
严重等级a考虑的最小平底孔当量或长横孔当
量
FBH b SDH b
mm mm 在100×100框内不连续的允许极限c
最多数目 最小距离
1 1.5 3d,e
(DAC-6 dB )
6 12
2 1.5 3d,e
(DAC-6 dB )
12 10
3 2 3d 12 8
a 严重等级1级一般适用于整个焊缝厚度，特殊边缘区域的严重等级应由购方规定
b FBH=平底孔 SDH-长横孔
c 如果指示间的间距大于15mm不管其数目都是合格的
d 适用于斜探头（4MHZ,晶片直径大约为10mm）
e 将３ｍｍ的长横孔的ＤＡＣ降低５０％可以代表 0.75mm的长横孔的ＤＡＣ曲线。
表2 超声波可探性
壁厚检测区域按5.2中可检测到的最小
平底孔直径
≤300 ―― 3 ＞300≤400―― 4
＞400≤600特殊边缘区域，焊接区域 5
表3记录级别
壁厚mm 最小平底孔当量直径mm底波降低量dB
≤100 2
＞100≤300 3
＞300≤600 4
12
表４－参考符号代表意义
参考符号符号意义图
ＳＤＢ底波降低量Ｃ２
ＩＩ无可测量尺寸的单个指示Ｃ３，Ｃ４
ＩＩＬ一个方向可测量尺寸的单个指示Ｃ４，Ｃ５
ＧＩＲ可分解的成群指示Ｃ６
ＩＩＰ／ＩＩＤ有两个方向尺寸的单个指示Ｃ５，Ｃ７ＮＩＩ无可测量尺寸的许多指示Ｃ８
ＮＩＰ沿壁厚方向有可测尺寸的许多指示Ｃ９
ＧＩＮ不可分解的成群指示Ｃ１０，Ｃ１１
ａ指示的特征描述见ＥＮ ５８３－５，２０００，附录Ｂ
注：
1 边缘区域
2 心部区域
t 壁厚
a t/3 (最大30mm)
图１壁厚的划分区域
注：
2 严重等级2
3 严重等级3
4 严重等级4
5 严重等级5
a 单个指示最大允许面积mm2
b 与检测面的距离mm
严重等级1级不允许有可测量尺寸的指示存在
对于测量长度大于10mm的不连续其沿壁厚方向的最大尺寸不能超过壁厚的10%，对于测量长度≤10mm的不连续其沿壁厚方向的最大尺寸不能超过壁厚的25%或20mm。当采用指示间最大距离作为单个指示或垂直或平行于表面的指示面的评定准则时，此距离应为10mm。在对不连续面积计算时，不连续有可测量长度而在壁厚方向的无可测量尺寸，一般取无法测量尺寸为３mm。Ａ＝３×Ｌ
其中：－Ａ为用ｍｍ2表示的指示的面积
－３为ｍｍ表示的选用宽度
－Ｌ为用ｍｍ表示的可测量的长度
注：
2 严重等级2
3 严重等级3
4 严重等级4
5 严重等级5
a 记录的最小指示的面积mm2
b 检测面与底面之间最小距离mm
c单个指示最大允许面积mm2
严重等级1级不允许有可测量尺寸的指示存在
指示或不连续沿壁厚方向的最大允许尺寸为边缘区域厚度１５％，当采用指示间最大距离作为单个指示沿壁厚方向或平行于表面的评定准则时，此距离应为10mm。在对不连续面积计算时，不连续有可测量长度而在壁厚方向的无可测量尺寸，一般取无法测量尺寸为３mm。Ａ＝３×Ｌ
其中：－Ａ为用ｍｍ2表示的指示的面积
－３为ｍｍ表示的选用宽度
－Ｌ为用ｍｍ表示的可测量的长度
图３直检测探头边缘区域有可测量尺寸的体积型指示的记录和验收极限
注：
2 严重等级2
3 严重等级3
4 严重等级4
5 严重等级5
a 记录的最小指示的面积mm2
b 检测面与底面之间最小距离mm
c单个指示最大允许面积mm2
严重等级1级不允许有可测量尺寸的指示存在
指示或不连续沿壁厚方向的最大允许尺寸为壁厚的１５％，当采用指示间最大距离作为单个指示沿壁厚方向或平行于表面的评定准则时，此距离应为２0mm。在对不连续面积计算时，不连续有可测量长度而在壁厚方向的无可测量尺寸，一般取无法测量尺寸为３mm。Ａ＝３×Ｌ
其中：－Ａ为用ｍｍ2表示的指示的面积
－３为ｍｍ表示的选用宽度
－Ｌ为用ｍｍ表示的可测量的长度
除非在询价和订货时同意，一般在采用射线和超声结合检验时结果证实不连续在中心区域是合适的，这时不连续的验收等级要低一级，如射线检测时采用严重等级３级代替２级，见ＥEN 1559-2
图４中心区域（见图Ｃ.2、C.5和C.10）有可测量尺寸的体积型指示的记录和验收极限
注
a ：扫查位置A
b ：扫查位置B
c ：置对应的波形
e：Ｂ位置对应的波形
深度延伸d=t-(s1+s2)
其中
t 壁厚
s1 s2声程
图５用直探头测沿壁厚方向的不连续的尺寸测量
探头和仪器组合分辨率的检测
探头和仪器的组合分辨率的检测应根据EN 12223利用IIW A2钢标准试块中的２５mm厚度截面测量该底波的宽度。将波高调为８０％到１００％屏高，该波为屏高的１０％时回波的宽度用毫米表示，典型值见下表A.1
表A.1回波宽度的典型值
频率回波宽度
MHZ 纵波（L）mm 横波（S）mm
1 15 --
2或2.5 9 5
4 5 3
5 4 2.5
声束直径
附录Ａ给出了如何区别有可测量尺寸的不连续和无可测量尺寸不连续的信息
探头 近场长度（大略值） 晶片 纵波Ｌ 横波Ｓ
尺寸
a :：声束直径（６dB ）mm
b ：声程mm
图Ａ.1不同探头对应声程和近场长度的声束直径 近场长度和声束直径可以通过如下公式计算
Ｎ＝Ｄc 2/4×λ D F =2×s/D c
其中
Ｎ为近场长度mm Ｄc 为晶片直径mm λ为波长mm s 为声程mm
D F 为沿着声束方向垂直声轴的声压降为６dB 的声束直径
附录B（参考的）
指示的类型
图Ｂ.１和图Ｂ.11描绘了不同类型不连续的动态回波区别，为辨明指示类型检测灵敏度按照如下改变：
－－从表面到缺陷处的距离
――外形
――被检工件表面质量
注：
１范围设定采用EN 12223或EN 27963进行校准
2 用长横孔校准试块检测设备，长横孔波高达到100%
3在被检铸件无缺陷的区域进行灵敏度调整
4 噪声水平的平均高度大约为5%-10%屏高
5 对沿壁厚方向的铸造表面的动态回波的观察来检查灵敏度和设备
6 A型显示
7 典型回波形态
a 回波高度
b 探头移动
c 动态回波
d 铸造表面
图C.1用双晶斜探头（4MHZ 60°）测量沿壁厚方向的不连续在边缘区域的尺寸时，
超声设备的范围设定和灵敏度调整
典型指示：
底波降低量大于12 dB 不连续波形指示一般可区别出
原因：多孔的疏松，气孔，夹杂和大倾斜的不连续
Δl＞D
F
D F 声束直径
Δl 不连续尺寸
注：
ΔH为底波降低量
a 回波高度
b 探头移动
c 动态回波
d A型显示
图C.2底波降低大于12 dB不连续范围尺寸的测定
典型指示：
单个指示，半坡高度法测量的尺寸Δl小于等于缺陷处的声束直径D F 注：
l 指示横向延伸尺寸
H 单个指示的最高回波
a 回波高度
b 探头移动
c 动态回波
d A型显示
图C..3无可测量尺寸的单个指示
典型指示：
单个指示，半坡高度法测量的尺寸Δl小于等于缺陷处的声束直径D F
注：
d 指示沿壁厚方向的尺寸
H 单个指示的最高回波
a 回波高度
b 探头移动
c 动态回波
d A型显示
图C.4无可测量尺寸的单个指示；平行检测表面有可测量尺寸沿壁厚方向
无可测量尺寸的单个指示
典型指示：
单个指示，在壁厚方向有相同的深度
指示的测量的尺寸大于声束直径D F
注：
l 为指示的横向延伸尺寸
Δl 半坡高度法测量的不连续尺寸
H1和H2指示波形两侧的最高波
a 回波高度
b 探头移动
c 动态回波
d A型显示
图C.5单个可测量尺寸的指示；可测量长度，无可测量宽度；可测量长度，可测量宽度
典型指示：
密集的指示，主要为可分解的非可测量尺寸的指示
指示的测量尺寸大于或等于声束直径D F
注：
l 为指示的横向延伸尺寸
Δl 半坡高度法测量的不连续尺寸
H1和H2指示波形两侧的最高波
a 回波高度
b 探头移动
c 动态回波
d A型显示
图C.6可测量尺寸的成群可分解的指示
表面残余应力测试方法
表面残余应力测试方法 由于X射线的穿透深度极浅，对于钛合金仅为5μm，所以X射线法是一种二维平面残余应力测试方法。现在暂定选择钛靶，它与钛合金的晶面匹配较好。（110）晶面 一、试样的表面处理 X射线法测定的是试件的表面应力，所以试件的表面状况对测量结果也有很大的影响。试件表面不应有油污、氧化皮或锈蚀等；测试点附近不应被碰、擦、刮伤等。 （1）一般可以使用有机溶剂（汽油）洗去表面的油泥和脏污。 （2）去除氧化皮可以使用稀盐酸等化学试剂（根据试样选择合适浓度，如Q235钢用10％的硝酸酒精溶液浸蚀5min）。 （3）然后依据测试目的和测试点表面实际情况，正确进行下一步的表面处理。如果测量的是切削、磨削、喷丸、光整、化铣、激光冲击等工艺之后的表面应力，以及其它表面处理后引起的表面残余应力，则绝不应破坏原有表面不能进行任何处理，因上述处理会引起应力分布的变化，达不到测量的目的。必须小心保护待测试样的原始表面，也不能进行任何磕碰、加工、电化学或化学腐蚀等影响表面应力的操作。对于粗糙的表面层，因凸出部分释放应力，影响应力的准确测量，故对表面粗糙的试样，应用砂纸磨平，再用电解抛光去除加工层，然后才能测定。 （5）若被测件的表面过于粗糙，将使测得的应力值偏低。为了提高试件的表面光洁度，又不产生附加产力，比较好的办法是电解抛光法。该法还可用于去除表面加工层或进行试件表层剥除。 （6）若单纯为了进行表层剥除，亦可以用更为简单的化学腐蚀法，较好的腐蚀剂是浓度为40％的(90％H202+10％HF)的水溶液。但化学腐蚀后的表面光洁度不如电解抛光。为此可在每次腐蚀前用金相砂纸打磨试件表面，但必须注意打磨的影响层在以后的腐蚀过程中应全部除去。 二、确定测量材料的物相，选定衍射晶面。 被测量的衍射线的选择从所研究的材料的衍射线谱中选择哪一条(hkl)面干涉线以及相应地使用什么波长的X射线是应力测定时首先要决定的。当然事先要知道现有仪器提供的前提条件：一是仪器配置了哪几种靶材的x射线管，它决定了有哪几个波长的辐射可以选用；二是测角仪的2θ范围。一般选用尽可能高的衍射角，使得⊿θ的增大可以准确测得。 在一定的应力状态下具有一定数值的晶格应变εφ,ψ对布拉格角θ0值越大的线条造成的衍射线角位移d(2θ)φ.ψ必也越大，因此测量的准确度越高。同时，在调整衍射仪时不可避免的机械调节误差对高角线条的角位置2θ的影响相对地也比较小。正因为如此X射线应力测定通常在2θ>90°的背反射区进行，并尽量选择多重性因子较高的衔射线。举例来说，对铁基材料常选用Cr靶的Ka线，α—Fe的(211)晶面的衍射线。 若已知X射线管阳极材料和Ka线波长，利用布拉格方程可计算出各条衍射线的2θ值，从中选择出高角线条。可以从《材料中残余应力的X射线衍射分析和作用》的附录中查得常用重要的金属材料和部分陶瓷材料在Cu，Co，Fe，Cr四种Kal线照射下的高角度衍射线。由于非立方晶系材料受波长较短的X射线照射时出现较多的衍射线，因此最好选择那些弧立的、不与其它线条有叠合的高角衍射线作为测量对象。
螺栓超声探伤工艺
螺栓超声探伤新工艺应用 1 引言 进入80年代以来，我国单机容量300MW气轮机组越来越多，机组的安全性、可靠性、稳定性就显得越来越重要。为了保证大机组高温螺栓的安全运行，把好机组检修中的高温螺栓监督质量的检验关，电力系统多年来一致采用传统方法检测大机组高温螺栓，工艺上存在很大的弊病和不足，其主要原因是螺栓结构型式杂乱，难以采用简单的分类方法规范化，对螺栓探伤的认识和重视不够，认为螺栓探伤很简单，不重视基础试验，国内螺栓探伤也没有导则可依。90年代以来国内对螺栓超声检测技术做了许多研究工作，取得了一些成果，但均未达到工程应用的程度。到90年代末，国内有关单位进行了螺栓超声检测的研究，研究工作系统、完整，能在工程检测中广泛采用。此次在大坝电厂#2机组大修中首次采用螺栓探伤的新技术，目的就是使此项技术能够达到工程检测应用的要求，以解决长期困扰传统螺栓探伤工艺的难题。 2 探伤仪和探头 2.1 探伤仪采用A型脉冲反射式汉威数字WHS500型超声波探伤仪。如图1所示 图1所示汉威数字WHS500型超声波探伤仪 2.1.2 仪器和探头的组合灵敏度，在所探螺栓最大声程处，有效灵敏度余量; 纵波斜探头≥10db;横波斜探头≥10db. 2.2探头 2.2.1本方法采用小角度纵波斜探头与横波斜探头.两种探头均按照大坝电厂#2机组螺栓规格按照设计要求在生产厂家制造，选用钛酸铅(PT)做晶片材料如图2所示。 2.2.2本方法使用小角度纵波斜探头与横波斜探头其声束水平偏离角的要求: 将探头置于标准试块上探测棱边，反射波最大时，探头中心与被测棱边的夹角应在90±2°范围内，且主声束在垂直方向,不应有明显的双峰或多峰。 图2所示特制的小角度纵波斜探头与横波斜探头 3 试块 3.1试块的形状和尺寸见图3和图4，图3为螺栓探伤的专用试块（LS-1），图4为螺栓探伤的便携式专用试块（LS-2）。
残余应力检测方法概述
第1 页 共 2页 残余应力检测方法概述 目前国际上普遍使用的残余应力检测方法种类十分繁多，为便于分类，人们往往根据测试过程中被测样品的破坏与否将测试方法分为：应力松弛法（样品将被破坏）和无损检测法（样品不被破坏）两类。以下我们简单归纳了现阶段较为常用的一些残余应力检测方法。 一、常见的残余应力检测方法： 1. 应力松弛法 (1) 盲孔法 该方法最早由Mather 于1934年提出，其基本原理就是通过孔附近的应变变化，用弹性力学来分析小孔位置的应力，孔的位置和尺寸会影响最终的应力数值。由于这类设备操作起来非常简单，近年来被广泛使用。 (2) 切条法 Ralakoutsky 在1888年提出了采用该方法测量材料的残余应力。在使用这种方法时需要沿特定方向将试件切出一条，然后通过测量试件切割位置的应变来计算残余应力。 (3) 剥层法 该方法是通过物理或化学的方法去除试件的 一层并测量其去除后的曲率，根据测定的试件表面曲率变化就能计算出残余应力。该方法常用于形状简单的试件，且测试过程快捷。 2. 无损检测方法 (1) X 射线衍射法 X 射线方法是根据测量试件的晶体面间距变化来确定试件的应变，进而通过弹性力学方程推导计算得到残余应力，目前最被广泛使用的是Machearauch 于1961提出的sin2ψ方法。日本最早研制成功了基于该方法的X 射线残余应力分析仪，为该方法的推广做出了巨大的贡献。 (2) 中子衍射法。 中子衍射方法的原理和X 射线方法本质上是一样的，都是根据材料的晶体面间距变化来求得应变，并根据弹性力学方程计算残余应力。但中子散射能量更高，可以穿透的深度更大，当然中子衍射的成本也是最昂贵的。 (3) 超声波法。 该方法的物理和实验依据是S.Oka 于1940年发现的声双折射现象，通过测定声折射所导致的声速和频谱变化反推出作用在试件上的应力。试件的晶体颗粒及取向会影响数据的准确度，尽管超声波方法也属无损检测方法，但其仍需进一步完善。 二、最新的残余应力检测方法 cos α方法早在1978年就由S.Taira 等人提出， 但真正应用于残余应力测试设备中还是近几年的事情。日本Pulstec 公司于2012年研制出了世界上首款基于cos α方法的X 射线残余应力分析仪，图1是设备图片（型号：μ-x360n ）。
残余应力测试
2.测试方法 目前常用的残余应力测试方法主要有三种：一是盲孔法，二是X射线衍射法，三是磁弹性法。 盲孔法需在工件表面测量部位钻φ1.5~2mm深2mm的小孔（粘贴专用应变花），通过测读释放应变确定残余应力的大小，所测应力为孔深范围内的平均应力，同一测点无法重复测量比较； X射线衍射法可以做到无损测试，但由于X射线穿透力有限，一般只能测出几个微米范围内平均应力； 磁弹性法是近几年发展较快应用比较成熟的一种残余应力测试方法，具有方便、无损、快速、准确的特点。 对采用盲孔法和X射线衍射法检测残余应力，施工强度大，测量精度难以保证。尤其盲孔法不能对同一位置进行重复性测量，测量数据的符合性差。因此，三峡发电机组转子圆盘支架焊缝残余应力的测试采用了磁弹法技术。 残余应力的测量方法 残余应力的测量方法可以分为有损和无损两大类。 有损测试方法就是应力释放法，也可以称为机械的方法；无损方法就是物理的方法。 机械方法目前用得最多的是钻孔法（盲孔法），其次还有针对一定对象的环芯法。 物理方法中用得最多的是X射线衍射法，其他主要物理方法还有中子衍射法、磁性 法和超声法。 X射线衍射法依据X射线衍射原理，即布拉格定律。布拉格定律把宏观上可以准确测 定的衍射角同材料中的晶面间距建立确定的关系。材料中的应力所对应的弹性应变必然表征 为晶面间距的相对变化。当材料中有应力σ存在时，其晶面间距d 必然随晶面与应力相对 取向的不同而有所变化，按照布拉格定律，衍射角2θ也会相应改变。因此有可能通过测量 衍射角2θ随晶面取向不同而发生的变化来求得应力σ。从这里可以看出X射线衍射法测定 应力的原理是成熟的，经过半个多世纪的历程，在国内外，测量方法的研究深入而广泛，测 试技术和设备已经比较完善，不但可以在实验室进行研究，可且可以应用到各种实际工件， 包括大型工件的现场测量。
残余应力检测方法
关于构件的残余应力检测（盲孔法检测） 一、前言 （1）应力概念 通常讲，一个物体，在没有外力和外力矩作用、温度达到平衡、相变已经终止的条件下，其内部仍然存在并自身保持平衡的应力叫做内应力。 按照德国学者马赫劳赫提出的分类方法，内应力分为三类： 第Ⅰ类内应力是存在于材料的较大区域（很多晶粒）内，并在整个物体各个截面保持平衡的内应力。当一个物体的第Ⅰ类内应力平衡和内力矩平衡被破坏时，物体会产生宏观的尺寸变化。 第Ⅱ类内应力是存在于较小范围（一个晶粒或晶粒内部的区域）的内应力。 第Ⅲ类内应力是存在于极小范围（几个原子间距）的内应力。 在工程上通常所说的残余应力就是第Ⅰ类内应力。到目前为止，第Ⅰ类内应力的测量技术最为完善，它们对材料性能和构件质量的影响也研究得最为透彻。除了这样的分类方法以外，工程界也习惯于按产生残余应力的工艺过程来归类和命名，例如铸造应力、焊接应力、热处理应力、磨削应力、喷丸应力等等，而且一般指的都是第Ⅰ类内应力。 （2）应力作用 机械零部件和大型机械构件中的残余应力对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命有着十分重要的影响。适当的、分布合理的残余压应力可能成为提高疲劳强度、提高抗应力腐蚀能力，从而延长零件和构件使用寿命的因素；而不适当的残余应力则会降低疲劳强度，产生应力腐蚀，失去尺寸精度，甚至导致变形、开裂等早期失效事故。 （3）应力的产生 在机械制造中，各种工艺过程往往都会产生残余应力。但是，如果从本质上讲，产生残余应力的原因可以归结为： 1.不均匀的塑性变形； 2.不均匀的温度变化； 3.不均匀的相变 （4）应力的调整 针对工件的具体服役条件，采取一定的工艺措施，消除或降低对其使用性能不利的残余拉应力，有时还可以引入有益的残余压应力分布，这就是残余应力的调整问题。 通常调整残余应力的方法有： ①自然时效 把构件置于室外，经气候、温度的反复变化，在反复温度应力作用下，使残余应力松弛、尺寸精度获得稳定。一般认为，经过一年自然时效的工件，残余应力仅下降2%～10%，但工件的松弛刚度得到了较大地提高，因而工件的尺寸稳定性很好。但由于时效时间过长，一般不采用。 ②热时效 热时效是传统的时效方法，利用热处理中的退火技术，将工件加热到500～650℃进行较长时间的保温后再缓慢冷却至室温。在热作用下通过原子扩散及塑性变形使内应力消除。从理论上讲采用热时效，只要退火温度和时间适宜，应力
超声波检测国家标准总汇(2015最新)
超声波检测国家标准超声波检测国家标准超声波检测国家标准GB 3947-83 GB/T1786-1990 GB/T 2108-1980 GB/T2970-2004 GB/T3310-1999 GB/T3389.2-1999 GB/T4162-1991 GB/T 4163-1984 GB/T5193-1985 GB/T5777-1996 GB/T6402-1991 GB/T6427-1999 GB/T6519-2000 GB/T7233-1987 GB/T7734-2004 GB/T7736-2001 GB/T8361-2001 GB/T8651-2002 GB/T8652-1988 GB/T11259-1999 GB/T11343-1989 GB/T11344-1989 GB/T11345-1989 GB/T 12604.1-2005 GB/T 12604.4-2005 GB/T12969.1-1991 GB/T13315-1991 GB/T13316-1991 GB/T15830-1995 GB/T18182-2000 GB/T18256-2000 GB/T18329.1-2001 GB/T18604-2001 GB/T18694-2002 GB/T 18696.1-2004 GB/T18852-2002/行业标准 /行业标准 /行业标准表 声学名词术语 锻制园并的超声波探伤方法 薄钢板兰姆波探伤方法 厚钢板超声波检验方法 铜合金棒材超声波探伤方法 压电陶瓷材料性能测试方法纵向压电应变常数d33 的静态测试 锻轧钢棒超声波检验方法 不锈钢管超声波探伤方法(NDT,86-10) 钛及钛合金加工产品( 横截面厚度≥13mm) 超声波探伤方法(NDT,89-11)(eqv AMS2631) 无缝钢管超声波探伤检验方法(eqv ISO9303:1989) 钢锻件超声波检验方法 压电陶瓷振子频率温度稳定性的测试方法 变形铝合金产品超声波检验方法 铸钢件超声探伤及质量评级方法(NDT,89-9) 复合钢板超声波检验方法 钢的低倍组织及缺陷超声波检验法( 取代 YB898-77) 冷拉园钢表面超声波探伤方法(NDT,91-1) 金属板材超声板波探伤方法 变形高强度钢超声波检验方法(NDT,90-2) 超声波检验用钢制对比试块的制作与校验方法(eqv ASTME428-92) 接触式超声斜射探伤方法(WSTS,91-4) 接触式超声波脉冲回波法测厚 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级(WSTS,91-2 ～3) 无损检测术语超声检测代替JB3111-82 GB/T12604.1-1990 无损检测术语声发射检测代替JB3111-82 GB/T12604.4-1990 钛及钛合金管材超声波检验方法 锻钢冷轧工作辊超声波探伤方法 铸钢轧辊超声波探伤方法 钢制管道对接环焊缝超声波探伤方法和检验结果分级 金属压力容器声发射检测及结果评价方法 焊接钢管 ( 埋弧焊除外 )—用于确认水压密实性的超声波检测方法(eqv ISO 10332:1994) 滑动轴承多层金属滑动轴承结合强度的超声波无损检验 用气体超声流量计测量天然气流量 无损检测超声检验探头及其声场的表征(eqv ISO10375:1997) 声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第 1 部分 : 驻波比法 无损检测超声检验测量接触探头声束特性的参考试块和方法
残余应力测定方法(精)
第二章残余应力测定方法 残余应力的测定方法大致可分为机械测量法和物理测量法两类。 物理测量法包括X射线法、磁性法、和超声波法等。它们分别利用晶体的X射线衍射现象.材料在应力作用下的磁性变化和超声效应来求得残余应力的量值。它们是无损的测量方法。其中X射线法使用较多，比较成熟，被认为是物理测量法中较为精确的一种测量方法。磁弹性法和超声波法均是新方法，尚不成熟，但普遍地认为是有发展前途的两种测试方法。物理法的测试设备复杂.昂贵.精度不高。特别是应用于现场实测时，都有一定的局限性和困难。 机械方法包括切割法、套环法和钻孔法（下面主要介绍）等，它是把被测点的应力给予释放，并采用电阻应变计测量技术测出释放应变而计算出原有残余应力。残余应力的释放方法是通过机械切割分离或钻一盲孔等方法，因此它是一种破坏性或半破坏性的测量方法，但它具有简单、准确等特点。 从两类方法的测试功能来说，机械方法以测试宏观残余应力为目的，而物理方法则测试宏观应力与微观应力的综合值。因此两种方法测试的结果一般来说是有区别的。 一、分离法测量残余应力 切割法和套环法都是将被测点与其邻近部分分开以释放残余应力，因此统称分离法。它是测量残余应力的一种最简单的方法，多用于测量表面残余应力或沿厚度方向应力变化较小的构件上的残余应力。 （一）、切割法：在欲测部位划线：划出20mm×20mm的方格将测点围在正中。在方格内一定方向上贴应变计和应变花，再将应变计与应变仪相连，通电调平。然后用铣床或手锯慢速切割方格线，使被测点与周围部分分离开。切割后，再测应变计得到的释放应变。它与构件原有应变量值相同、符号相反，因此计算应力时，应将所得值乘以负号。 释放后的残余应力计算方法如下： 1、如果已知构件的残余应力为单向应力状态，只要在主应力方向贴一个应变片（如图3.1）即可。分割后得释放应变ε，由虎克定律可知其残余应力为：σ=-Eε（1） 2、如果构件上残余应力方向已知，则在测点处沿主应力方向粘贴两个应变片1和2（如图3.2所示）。分割构件后测出ε1和ε2，计算残余主应力为： 3、如图被测点残余主应力方向未知，则需贴三向应变花（如图3.3所示）。连接应变仪调平后，沿虚线切割开，观察应变仪，直到切割处温度下降到常温时，测出再按（3）公式计算出主应力及其方向来。 （二）、套环法：在一些大型构件上，切割法有时难于进行，这时可采用套环法进行分离。其原理及贴片
GH4145合金螺栓的超声波检测
实践经验 无损检测 2006年第28卷第11期 GH4145合金螺栓的超声波检测 魏东斌,刘鸣娟 (江西省电力试验研究院,南昌 330006) Ultrasonic Testing of GH4145Alloys Bolt WEI Dong -bin,LIU Ming -juan (Jiangx i P rov ince Elect ric P ow er T est and Research Institute,N anchang 330006,China) 中图分类号:T G 115.28 文献标识码:B 文章编号:1000-6656(2006)11-0611-02 某电厂四台300MW 汽轮机的高压内缸、中压 内缸、高压静叶持环、中压静叶持环紧固螺栓使用了GH 4145合金。经过一个大修周期4a(年)后,四台机组共发现40多个GH 4145合金螺栓断裂。螺栓的断裂位置包括螺纹与螺杆圆弧过渡处(图1中1处)、定位凸台(图1中2处)及定位凸台与螺杆的圆弧过渡处(图1中3处)。同时经宏观检查,有14个螺栓表面发现裂纹,裂纹出现的位置与螺栓断裂的位置基本一致,有个别螺栓裂纹出现在离螺纹与螺杆圆弧过渡处100m m 范围内的螺杆上。裂纹都是横向的,与螺栓轴线垂直,裂纹均源自螺栓外表面,向内部和两侧扩展。 图1 为了进一步检测螺栓裂纹,按电力行业标准DL/T 694)1999《高温紧固螺栓超声波检验技术导则》的规定,应采用小角度纵波斜探头或横波斜探头检测螺栓裂纹。但在实际检测中发现,GH 4145合金螺栓晶粒粗大 [1] ,散射衰减严重,草状杂波完全湮 没信号波,无法检测。为此,采用低频、窄脉冲、双晶 爬波探头对GH 4145合金螺栓进行超声波检测。 收稿日期:2005-10-19 作者简介:魏东斌(1975-),男,工程师,从事电站锅炉及压力容器检验工作。 1 检测工艺的研究 1.1 检测探头的研制 为减少粗晶材料中的散射衰减,采用1.5MH z 、窄脉冲、双晶爬波探头进行检测。低频爬波波长大,能减少散射衰减,显著降低草状杂波;双晶探头可减少粗晶材料中的直接后向散射,提高信噪比;所用窄脉冲探头的脉冲宽度约一个半周期,在粗晶材料中使用窄脉冲探头也可提高信噪比。 GH 4145合金螺栓的螺纹直径一般在M33~120m m 之间,检测时,探头放在螺杆上,为了减小探头的宽度,保证与探测面的良好耦合,采用串排型爬波探头,晶片尺寸为6m m @8mm ,在检测时,对探头进行修磨,使与弧形表面吻合。 为了提高对表面裂纹的检测能力,要合理地选择入射角、频率和晶片尺寸 [2] 。如前所述,为减少散 射衰减、提高信噪比,及保证与探测面的良好耦合,采用了检测频率为1.5M H z 、晶片尺寸为6mm @8mm 的探头。因此,获得较高的表面裂纹检测灵敏度主要通过选择合适的入射角来实现。当采用27.6b 的入射角探头检测时,可以轻易地发现深度为1mm 的模拟裂纹,但在下面所述的模拟裂纹试块上试验时,只能检测到深度\5m m 的模拟裂纹,主要是因为GH 4145合金螺栓的声速<5900m/s,导致爬波最大折射角变小,对小裂纹的检测能力降低。由于该螺栓晶粒粗大,衰减严重,声速测量困难,所以分别用入射角为28b ,28.5b ,29b ,29.5b ,30b ,30.5b 和31b 的探头在模拟裂纹试块上进行试验,寻找最 611
残余应力无损检测技术的发展
残余应力无损检测技术的进展 曾令太 朱世根 顾伟生 (东华大学机械学院，上海 200051) E-mail:lintyle@https://www.360docs.net/doc/88345512.html, 摘 要:本文叙述了当前广泛应用于各领域的残余应力无损检测技术，包括其检测原理、测试方法和应用特点，指出残余应力无损检测技术的研究工作仍将十分艰巨。 关键词:无损检测; 残余应力; 进展 0 引言 残余应力是当产生应力的各种因素不复存在时，平衡于材料内部的应力。实践表明，残余应力的大小及分布影响材料的疲劳强度、抗应力腐蚀性、尺寸稳定性和使用寿命。因此，对残余应力进行研究，具有十分重要的工程价值和意义。 残余应力检测技术始于上世纪30年代[1] 。根据检测方法对被测试件是否造成破坏，可将残余应力检测方法分为有损检测法和无损检测法。有损检测法利用机械加工或其它加工方法将残余应力释放，测量残余应力释放产生的释放应变，主要有盲孔法、环芯法[2]、截条法等。无损检测法利用材料物理性质的变化或晶体结构参数的变化测量残余应力，主要包括有X射线法、磁性法、超声波法、扫描电子声显微镜、材料的拉压异性法和位移场重建法[3]等。在本文中，笔者将着重介绍几种残余应力的无损检测技术。 1 X射线法 X射线衍射法最早由俄国学者Аκce нов于1929年提出，到了上世纪30年代，人们开始利用X射线来测定多晶体的应力。1961年德国学者E.Macherauch提出sin 2Ψ法后，逐渐成为X射线应力测定的标准方法。随后，Gloeker将其简化成0°～45°法，由于其手续简单、节省时间及对细晶材料误差不太大，在工业生产的宏观应力测定中得到了广泛应用。 1.1 检测原理 检测原理基于X射线衍射理论。在已知X射线波长λ的条件下，布拉格定律把宏观上可以测量的衍射角2θ与微观的晶面间距d建立起确定关系。当材料中有应力σ存在时，其晶面间距d必然随晶面与应力相对取向的不同而有所变化，按照布拉格定律，衍射角2θ也会相应改变。因此可以通过测量衍射角2θ随晶面取向不同而发生的变化来求得应力σ。 1.1.1 sin 2Ψ法[4，5] 在一确定的坐标系中，若空间任一应变ψ?ε与主应变ε1、ε2、ε3的夹角为α、β、γ，根据弹性力学原理有： ψ?ε=ε1cos 2α+ε2cos 2β+ε3cos 2γ (1) 根据广义虎克定律和微分布拉格定律经过变换可得： 2002(1)2(2)sin ()180tg tg E E ?12π υυθθσθσ+??=???Ψ?+??+σ (2) 式中，, E υ --- 材料的杨氏模量和泊松比 - 1 -
螺柱超声波探伤
一. 超声波探伤仪检测方法 探头与紧固螺栓耦合的位置及超声束投射方向如附图所示。螺栓的材料牌号为A3或者20#钢，长度规格包括：80、110、120、130、140、150、160mm等，直径规格包括：20、22、24、28、30、36mm等(随设备型号及吨位不同而有区别)。 [1] 探伤设备： WT2007型超声探伤仪，2.5P14直探头。耦合剂为黄油(液压缸下密封盖的紧固螺栓暴露端朝下，需采取仰探方式)和机油(液压缸上密封盖的紧固螺栓暴露端是浸没在缸外冷却油中的，可以直接把探头浸入油中与螺栓端面耦合，但是探头与探头电缆接连处要用胶带纸严密包裹，防止机油渗入影响电接触)。 [2] 探伤灵敏度的设定： 先在荷兰试块或CSK-ⅠA试块100mm高的平面上进行直射纵波1：2定标，使荧光屏水平线的满刻度为200mm。然后将探头耦合在一支长度为150mm、直径20mm的同材料状态的完好螺栓端面的中心位置上，并稍作移动以找到最大底波，调整仪器灵敏度使该最大回波高度达到50%满屏高，再增益20dB作为探伤起始灵敏度。(这种设定的指导思想主要有两个方面考虑，其一是由于超声波是在一个近似细长圆柱形的物体中传播，有波制导存在，因此只能是参照超声波在无限大介质中的传播规律，调整到大体相当于可发现75mm处的Φ2平底孔当量作为起始灵敏度；其二，对于这种埋桩螺栓，最常出现疲劳裂纹的位置是在中间光杆部分两端的螺纹接入处或者说是接近密封件的结合界面处，如附图所示。因此只要能确定螺栓的底波以确认螺栓长度，并有足够的探测灵敏度即可，如果探测灵敏度太高的话则会因为螺纹段的杂乱回波太多太高而影响对裂纹回波的判定。) [3] 缺陷判断： 应该说，超声波原位探伤时的一个有利条件是螺栓正处在拉伸应力作用下(加载状态)，因此如果存在疲劳裂纹时，裂纹的开隙度要比拆卸后(卸载)的状态大得多，这对超声波检测来说是非常有利的。 在实际探测中，有些螺栓的端面是不平整的，对于存在车削加工时留下的凸出物必须除掉(锉平或铲除)以保障耦合质量，而端面下凹时则可采用黄油填补耦合的方法(注意不要有空气隙存在)，此外应该平稳地扶持探头以保持耦合稳定。 将探头平稳地耦合在螺栓端面上，应能正确地找到最大底波并根据该底波前沿在水平刻度线上的位置判定螺栓长度是否正确(因为如果螺栓已经严重断裂时，断裂处的回波将会几乎完全遮蔽底波，则显示出的螺栓长度显然是远远短于规定尺寸的)。在始波与底波之间因为螺纹部分的沟槽存在而必然有杂草状回波出现，并且随探头在螺栓端面上做小范围移动时会显示幅度变化(与螺纹沟槽的光洁度、螺栓直径及侧壁效应有关)。在检测中如果发现有明显高出周围杂波(信噪比大于2或者明显高出6dB)的单峰回波且其位置在密封件结合面附近处，则可认为是裂纹波，此时应记录该螺栓在设备上的位置(或者编号)并做好标记，通知设备维修人员将此螺栓更换。 三. 效果 采用原位超声波探伤可以免除整台设备大拆卸造成停产周期太长之弊，一旦探伤发现有某个或某些螺栓存在疲劳裂纹时只需要局部拆卸进行个别更换，不需要象以前那样全部拆卸下来并全部替换，这对于降低设备维修人员的劳动强度、缩短检修周期以及节约材料费用等都是非常有好处的。自1996年起每年进行定期检测，按照我们目前采用的检测工艺与探伤灵敏度进行过检查的设备至今尚未出现因螺栓断裂而造成的设备故障。 一. 检测方法 探头与紧固螺栓耦合的位置及超声束投射方向如附图所示。螺栓的材料牌号为A3或者20#钢，长度规格包括：80、110、120、130、140、150、160mm等，直径规格包括：20、22、
无损检测 残余应力超声临界折射纵波检测方法(标准状态：现行)
I C S19.100 J04 中华人民共和国国家标准 G B/T32073 2015 无损检测残余应力超声临界 折射纵波检测方法 N o n-d e s t r u c t i v e t e s t i n g T e s tm e t h o d f o rm e a s u r i n g r e s i d u a l s t r e s s u s i n g u l t r a s o n i c c r i t i c a l r e f r a c t e d l o n g i t u d i n a lw a v e 2015-10-09发布2016-06-01实施
前言 本标准按照G B/T1.1 2009给出的规则起草三 本标准由全国无损检测标准化技术委员会(S A C/T C56)提出并归口三本标准起草单位:北京理工大学三 本标准主要起草人:徐春广二肖定国二宋文涛二李焕新二潘勤学二刘帅三
无损检测残余应力超声临界 折射纵波检测方法 1范围 本标准规定了基于超声临界折射纵波(爬波)测量残余应力的无损检测方法三 本标准适用于检测透声性良好的金属和非金属固体材料和/或构件内的残余应力和载荷应力三 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的三凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件三凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件三 G B/T228.1金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法 G B/T11345 2013焊缝无损检测超声检测技术二检测等级和评定 G B/T12604.1无损检测术语超声检测 G B/T16923钢件的正火与退火 G B/T18852无损检测超声检验测量接触探头声束特性的参考试块和方法 G B/T25712振动时效工艺参数选择及效果评定方法 3术语和定义 G B/T12604.1界定的术语和定义适用于本文件三 4人员要求 按本标准实施检测的人员应通过残余应力超声临界折射纵波无损检测技术的专门培训三 5方法概要 当发射换能器激发超声纵波以第一临界角斜入射到被检件表面时,依据S n e l l定律,可在被检件材料内部产生超声临界折射纵波,并可被接收换能器接收到,如图1所示三依据声弹性原理,材料中的残余应力会影响超声纵波传播速度,当残余应力方向与纵波方向一致时,拉伸应力使超声纵波传播速度变慢或传播时间t延长,压缩应力使超声纵波传播速度加快或传播时间t缩短三因此,在激励和接收两换能器之间的距离(探头间距)保持不变的条件下,若测得零应力σ0对应的超声传播时间t0和被检件应力σ对应的超声传播时间t,根据时间差按式(1)或式(2)可求出被检件中的残余应力绝对值σ,即: σ-σ0=K(t-t0) (1)或 Δσ=KΔt (2)式中: Δσ 残余应力的变化量(应力差),Δσ=σ-σ0;
超声波检测行业标准表
超声波检测行业标准表 无损检测资源网整理
GB 3947-83 声学名词术语 GB/T1786-1990 锻制园并的超声波探伤方法 GB/T 2108-1980 薄钢板兰姆波探伤方法 GB/T2970-2004 厚钢板超声波检验方法 GB/T3310-1999 铜合金棒材超声波探伤方法 GB/T3389.2-1999 压电陶瓷材料性能测试方法纵向压电应变常数d33的静态测试 GB/T4162-1991 锻轧钢棒超声波检验方法 GB/T 4163-1984 不锈钢管超声波探伤方法(NDT,86-10) GB/T5193-1985 钛及钛合金加工产品(横截面厚度≥13mm)超声波探伤方法(NDT,89-11)(eqv AMS2631) GB/T5777-1996 无缝钢管超声波探伤检验方法(eqv ISO9303:1989) GB/T6402-1991 钢锻件超声波检验方法 GB/T6427-1999 压电陶瓷振子频率温度稳定性的测试方法 GB/T6519-2000 变形铝合金产品超声波检验方法 GB/T7233-1987 铸钢件超声探伤及质量评级方法(NDT,89-9) GB/T7734-2004 复合钢板超声波检验方法 GB/T7736-2001 钢的低倍组织及缺陷超声波检验法(取代YB898-77) GB/T8361-2001 冷拉园钢表面超声波探伤方法(NDT,91-1) GB/T8651-2002 金属板材超声板波探伤方法 GB/T8652-1988 变形高强度钢超声波检验方法(NDT,90-2) GB/T11259-1999 超声波检验用钢制对比试块的制作与校验方法(eqv ASTME428-92) GB/T11343-1989 接触式超声斜射探伤方法(WSTS,91-4) GB/T11344-1989 接触式超声波脉冲回波法测厚 GB/T11345-1989 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级(WSTS,91-2～3) GB/T 12604.1-2005 无损检测术语超声检测代替JB3111-82 GB/T12604.1-1990 GB/T 12604.4-2005 无损检测术语声发射检测代替JB3111-82 GB/T12604.4-1990 GB/T12969.1-1991 钛及钛合金管材超声波检验方法 GB/T13315-1991 锻钢冷轧工作辊超声波探伤方法 GB/T13316-1991 铸钢轧辊超声波探伤方法 GB/T15830-1995 钢制管道对接环焊缝超声波探伤方法和检验结果分级 GB/T18182-2000 金属压力容器声发射检测及结果评价方法 GB/T18256-2000 焊接钢管(埋弧焊除外)—用于确认水压密实性的超声波检测方法(eqv ISO 10332:1994) GB/T18329.1-2001 滑动轴承多层金属滑动轴承结合强度的超声波无损检验 GB/T18604-2001 用气体超声流量计测量天然气流量 GB/T18694-2002 无损检测超声检验探头及其声场的表征(eqv ISO10375:1997) GB/T 18696.1-2004 声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第1部分:驻波比法 GB/T18852-2002 无损检测超声检验测量接触探头声束特性的参考试块和方法(ISO12715:1999,IDT) GB/T 19799.1-2005 无损检测超声检测1号校准试块 GB/T 19799.2-2005 无损检测超声检测2号校准试块 GB/T 19800-2005 无损检测声发射检测换能器的一级校准 GB/T 19801-2005 无损检测声发射检测声发射传感器的二级校准 GJB593.1-1988 无损检测质量控制规范超声纵波和横波检验 GJB1038.1-1990 纤维增强塑料无损检验方法--超声波检验 GJB1076-1991 穿甲弹用钨基高密度合金棒超声波探伤方法 GJB1580-1993 变形金属超声波检验方法 GJB2044-1994 钛合金压力容器声发射检测方法 GJB1538-1992 飞机结构件用TC4 钛合金棒材规范 GJB3384-1998 金属薄板兰姆波检验方法
残余应力检测方法概述.
第1 页共 2页 残余应力检测方法概述 目前国际上普遍使用的残余应力检测方法种类十分繁多,为便于分类,人们往往根据测试过程中被测样品的破坏与否将测试方法分为:应力松弛法(样品将被破坏和无损检测法(样品不被破坏两类。以下我们简单归纳了现阶段较为常用的一些残余应力检测方法。 一、常见的残余应力检测方法: 1. 应力松弛法 (1 盲孔法 该方法最早由Mather 于1934年提出,其基本原理就是通过孔附近的应变变化,用弹性力学来分析小孔位置的应力,孔的位置和尺寸会影响最终的应力数值。由于这类设备操作起来非常简单,近年来被广泛使用。 (2 切条法 Ralakoutsky 在1888年提出了采用该方法测量材料的残余应力。在使用这种方法时需要沿特定方向将试件切出一条,然后通过测量试件切割位置的应变来计算残余应力。 (3 剥层法 该方法是通过物理或化学的方法去除试件的 一层并测量其去除后的曲率,根据测定的试件表面曲率变化就能计算出残余应力。该方法常用于形状简单的试件,且测试过程快捷。 2. 无损检测方法 (1 X 射线衍射法 X 射线方法是根据测量试件的晶体面间距变化来确定试件的应变,进而通过弹性力学方程推导计算得到残余应力,目前最被广泛使用的是Machearauch 于1961提
出的sin2ψ方法。日本最早研制成功了基于该方法的X 射线残余应力分析仪,为该方法的推广做出了巨大的贡献。 (2 中子衍射法。 中子衍射方法的原理和X 射线方法本质上是一样的,都是根据材料的晶体面间距变化来求得应变,并根据弹性力学方程计算残余应力。但中子散射能量更高,可以穿透的深度更大,当然中子衍射的成本也是最昂贵的。 (3 超声波法。 该方法的物理和实验依据是S.Oka 于1940年发现的声双折射现象,通过测定声折射所导致的声速和频谱变化反推出作用在试件上的应力。试件的晶体颗粒及取向会影响数据的准确度,尽管超声波方法也属无损检测方法,但其仍需进一步完善。二、最新的残余应力检测方法 cos α方法早在1978年就由S.Taira 等人提出, 但真正应用于残余应力测试设备中还是近几年的事情。日本Pulstec 公司于2012年研制出了世界上首款基于cos α方法的X 射线残余应力分析仪,图1是设备图片(型号:μ-x360n 。 第2 页共 2页
高强螺栓的超声波检测工艺研究
高强螺栓的超声波检测工艺研究 发表时间：2019-09-21T22:51:17.220Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：夏海萍 [导读] 摘要：本主要对高强螺栓的超声波检测工艺进一步的分析了解。 东莞市特种设备检测与节能技术服务中心有限公司 摘要：本主要对高强螺栓的超声波检测工艺进一步的分析了解。在现代建筑钢结构的施工连接中，采用高强度螺栓是继铆钉电焊连接之后发展起来的一种新兴连接方式，它具有施工方便、能满足设计要求、质量可靠等优点，在新兴的高层钢结构工程中已被广泛采用。 关键词：高强螺栓；超声波检测；技术；分析 引言： 随着高强螺栓越来越多的运用在钢结构中，国内外对高强螺栓的研究也必将越来越广泛，对其生产工艺和各项性能的研究也必将更加的透彻和细致。为了保证工程的安全性，对高强螺栓的检测也变得越来越重要。而超声检测技术由于其独特的优势，能够既经济又方便快捷地检测，越来越普遍地被运用到对高强螺栓的检测中，并配以磁粉以及射线检测，能够较准确地检测出缺陷。 一、高强螺栓的概述 高强螺栓就是高强度的螺栓，属于一种标准件。主要应用在钢结构工程上，用来连接钢结构、钢板等的连接点，高强螺栓的一个非常重要的特点就是限单次使用，一般用于永久连接，严禁重复使用。更具体的来说：高强度螺栓连接具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点，是很有发展前途的连接方法。目前国内对高强螺栓的研究主要有：螺栓端板连接的节点性能研究；高强度螺栓抗滑移系数、屈服强度和极限承载力的试验研究；高温下高强度螺栓受力性能的实验和理论研究；高强度螺栓疲劳断裂分析及寿命估算；对高强度螺栓以ANSYS有限元软件为研究手段，进行各种受力模拟、分析；对高强螺栓螺纹形式、螺纹根部应力集中、螺纹牙根圆角半径的研究；对高强螺栓钢以高设计应力、轻量化为目标的研究，完善制造工艺、新型功能螺栓、超高强度螺栓钢的研究，等等。 二、超声检测技术简述 超声波检测技术一般是指使超声波与工件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对工件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用行进行评价的技术。在特种设备行业中，超声检测通常指宏观缺陷检测和材料厚度测量。就无损探伤而言，超声法适用于各种尺寸的锻件、轧制件、焊缝和某些铸件。 超声波检测技术是五大常规检测技术之一，与其它常规无损检测技术相比，它具有被测对象范围广、检测深度大；缺陷定位准确、检测灵敏度高；成本低、使用方便；速度快、对人体无害以及便于现场使用等特点。因此，超声波检测技术是国内内外应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术。体现在改进产品质量、产品设计、加工棚造、成品检验以及设备服役的各个阶段，体现在保证机器零件的可靠性和安全性上。 超声无损检测本身而言，它的关键技术包括以下几个方面：超声自动检测技术、缺陷的自动定性技术、缺陷的自动定量技术、超声成像技术、缺陷的特征提取与分类技术以及材料的无损评价技术。目前，已经使用和正在开发的超声成像技术包括：超声B扫描成像、超声C 扫描成像、超声D扫描成像、ALOK成像、SAFT成像、P扫描成像、超声全息成像以及超声CT成像等技术。 三、超声波检测的技术分类 1. 脉冲反射法 超声波脉冲反射法，当超声波遇到由声阻抗不同的介质构成的界面时，将会发生反射现象。脉冲反射法及利用该原理进行超声波检测。采用一个探头兼作发射和接收器件，接收信号在探伤仪的荧光屏上显示，并根据缺陷及底面反射波的有无、大小及其在时基轴的位子来判断缺陷的有无、大小及其方位。当反射声压为起始声压的1%时，即能检测出，可发现较小的缺陷。缺陷定位精度较高。由于探测面至缺陷的声程距离可用缺陷波在荧光屏时基轴上的位置表示；超声波脉冲反射法对近表面缺陷和薄壁工件不适用。与缺陷取向有关。容易漏检。因声波往返传播。对超声波衰减太大的材料不适用。脉冲反射法探伤原理图如下。 2. 衍射时差法 超声波衍射时差法，是一种依靠从待检试件内部结构的“端角”和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷的方法，用于缺陷的检测、定量和定位。是利用缺陷部位的衍射波信号来检测和测定缺陷尺寸的一种超声检测方法，通常使用纵波斜探头，采用一发一收模式。缺陷处的衍射现象如下图所示。 3. 穿透法 超声波由一个探头发射，并由位于被检材料对面的另一个探头接收，根据超声波的穿透程度来进行探伤的方法。通过探头向工件中发射连续且频率不变（或在小范围内周期性变化）的超声波，根据穿透工件的超声波强度变化判断工件中有无缺陷及缺陷大小。穿透法可避免盲区，能发现任意方向的缺陷，便于自动探伤。但不能对缺陷定位，定量也困难。穿透法在超声显像及超声共振测厚等方面有应用。
焊接残余应力的测试
焊接残余应力的测试 一、实验目的 1.了解ASM1.0全自动应力、应变监测记录仪的结构和工作原理。 2.掌握应力释放法的测试原理及操作技术。 二、实验原理 焊接残余应力的测量方法，按其原理可分为应力释放法、物性变化法（X 射线法、磁性法）等，应力释放法又可分为小孔法（即盲孔法）、套孔法与梳状切条法（及全释法）。本实验采用小孔法进行测量。 对板钻小孔可以评价释放的径向应变。在应力场中去一直径为d 的圆环，并在圆环上粘贴应变片，在圆环的中心处钻一直接为d 0的小孔（图1），由于钻孔使应力的平衡受到破坏，测出孔周围的应力变化，就可以用弹性力学的理论来推算出小孔处的应力。设应变片中心与圆环中的连线与x 轴的夹角为α，其释放的径向应变r ε和钻孔释放的残余应力之间的关系，可按照带孔无线板的弹性理论，同时承受双轴薄膜应力x σ和y σ（理解为主应力）的条件求解。 ()()y x r B A B A σασαεcos cos +++= 2 021? ? ? ??+-=d d E A μ ??? ??? ????? ??-??? ??++-=4 02031421d d d d E B μμ 图1 小孔法所用的应变花示意图 为了完全确定未知的双轴残余应力状态（两个主应力σ1和σ2，以及主应力方向β），必须至少在圆环上的三个不同测量方向评价释放的径向应变r ε（如采用三个应变片组成的应变花）。常用的应变花布置是?=0α、?=45α和?=90α（对应00ε、45ε和90ε）。 ()()20090452009000 902,1--2-B 41 A 4εεεεεεε σ+±+=
三、实验设备及器材 1. ASM1.0全自动应力、应变检测仪一台 2. 残余应力打孔装置一台 3. 焊接铝板一块 4. 应变片、瞬干胶水若干 四、实验方法与步骤 1.将待测部位用砂纸磨至表面光亮，用酒精进行清洗，清除待测部位表面的杂志和氧化物，直到准备粘贴应变片的部位干净为止。 2.将502速干胶均匀涂于应变片背面，迅速把应变片粘在所测位置，轻压使其与工件表面紧密结合，应变片与金属之间无气泡无脱胶现象。 3.将应变片末端引线与应变仪连接的导线焊接。注意应使所有应变片的导线长度保持一致，以免产生电阻值的差异导致测量不准。将应变仪调零，用万用表检查应变片与工件绝缘程度和阻值变化情况。 4.设置残余应力相应参数，用直径为2.0mm的砖头在应变片中心处打出深2.0mm的盲孔，记录残余应力数据。 五、实验数据记录 六、实验结果整理及分析 1. 焊接残余应力测试过程中哪些因素容易引起测量误差？如何减小误差？ 1、应变片的粘贴质量。应变片粘贴不好会引起数据漂移和精度下降。