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       汽轮机叶轮锻件的超声波探伤
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   本标准适用于JB 1266-72《电站汽轮机和船用汽轮机叶轮锻件技术条件》中各类叶轮锻件的超声波探伤。其它轮盘状锻件可参考使用。
一、 应用前提
1、本标准采用2~2.5MHz的探测频率,按脉冲反射式原理,在叶轮锻件的全端面上(即轮壳、轮腹、轮缘的两个端平面上)进行直探头接触法探伤,探头的最大直径为28mm。必要时要使用其它行之有效的方法(如变换探测频率、探头规格、增加探伤面等)进行检查。
2、 从事叶轮锻件超声波探伤的人员应持有有关部门颁发的相应资格的证书,并能正确理解和使用本标准。
二、 一般要求
1、 需探伤的叶轮锻件,其外形应尽可能加工成简单的扁圆形状,避免出现妨碍探伤工作的锥体,沟槽等几何形状,表面粗糙度Ra应不大于6.3μm,并且没有划伤,机加工留下的细屑、油漆或其它外来粘附物。
2、 锻造厂为反映出厂质量而作的超声探伤,应安排在最终热处理之后进行。此时,锻件的材质衰减系数应不大于每米4dB。
3、 材质衰减系数的测定,应在无缺陷信号的部位用2~2.5MHz的探测频率进行。
4、 锻件交货前未能进行探伤的部位,交货后可由订货厂补作探伤,其探伤结果也同样是评定锻件质量的依据。
三、 设备要求
1、 用于叶轮锻件探伤的超声波探伤仪,应至少具有1.25、2.5、5MHz三种频率,或者数值相近的其它探测频率。
2、超声波 探伤仪应备有数值可按1dB或2dB间隔进行全量程调节最大衰减量不低于50dB的衰减器。衰减器的精度应在任意12dB中误差不大于±1dB。
3、 在用2~2.5MHz,直径20mm的直探头探测CS-2型试块上测距500mm,直径2mm的平底孔时,探伤装置的有效灵敏度余量应在平底孔信号幅度等于示波屏垂直显示极限75%的情况下,不小于20dB。
4.超声波 探伤仪的水平线误差不大于2%,分辨力不小于20dB,最大灵敏度下的盲区不大于20mm;按ZB Y 230-84《A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件》的规定测量。
5、 探头性能应按ZB Y 231-84《超声探伤用探头性能测试方法》的规定。
四、 参考试块
1、 在需要使用参考试块调节扫描线比例和探伤灵敏度绘制“距离-幅度”曲线和确定缺陷当量时,应使用CS-2型参考试块。 CS-2型参考试块的形状、尺寸、数量、材质、加工要求等,见本标准的附录A。
2、 本标准不限制使用与CS-2型试块有等效作用的其它试块。
五、 探伤灵敏度
1、 用于叶轮锻件的探伤灵敏度,应能有效地发现被检锻件中当量直径等于和大于2mm的缺陷。为便于发现缺陷,允许在寻找缺陷的扫查中使用高于规定数值的灵敏度。但在发现缺陷之后进行的各项测量工作,则必须在规定的灵敏度下进行。
2、为了调整探伤灵敏度的需要,应在扫描线上方等于屏高40%~80%的范围内事先选定一个平行于扫描线的基准高度。
3、 当被探部位的厚度大于探头的三倍近场区时,可任意选用底波调整法或试块调整法调整探伤灵敏度。当被探部位的厚度等于或小于探头的三倍近场区时,应采用试块调整法。
4、 底波调整法
4.1 先用能足以显示材料组织的高灵敏度在锻件上找出无缺陷的部位。
4.2 在符合.4.1条要求的部位上把底波幅度调到等于基准高度。
4.3 根据被探部位的厚度提高探伤仪增益至规定数值,该数值可用下式求得: M=(2λT)/(πd2) 式中:M-需提高的增益倍数;T-被探部位的厚度,mm; d-平底孔直径,mm(此处d等于2mm);λ-波长,mm;π-圆周率,即3.14159。
5、 试块调整法
5.1 使用CS-2型参考试块或具有等效作用的其它试块上测距等于或近于锻件厚度,直径2mm的平底孔进行调整。
5.2 把符合5.1条要求的平底孔信号幅度调至等于基准高度。
六、 扫描线的比例调节 在调节扫描线的比例时,应使第一次底波的前沿位置不超过示波屏水平显示极限的80%,以利观察一次底波之后的某些信号情况。
七、 扫查要求
1 探头在被探部位的移动速度应不大于150mm/s,相邻两次扫查之间应有一定的重叠,重叠宽度不小于扫查宽度的15%。
2 如果遇到底波信号或其它非缺陷信号(如探头反射信号、迟到波信号等)发生明显降低或消失时,应及时查明发生此种情况的原因。
八、 缺陷信号的分类
1 密集缺陷信号:在边长50mm的立方体内,数量不少于5个,当量直径不小于2mm的缺陷信号。
2 分散缺陷信号:在边长50mm的立方体内,数量少于5个,当量直径不小于2mm的缺陷。
3 单个缺陷信号:间距大于50mm、当量直径不小于2mm的缺陷信号。
4 连续缺陷信号:某个测距上当量直径不小于2mm,幅度波动范围能在探头持续移动距离等于或大于30mm的区间内不大于2dB的缺陷信号。
九 缺陷的测量与记录
1 探伤中遇到缺陷信号之后,应根据缺陷信号的类型采用不同的方法对缺陷进行测量。
2 当遇到单个或分散缺陷信号时应进行的测量工作: a. 缺陷的当量直径;b. 缺陷在锻件上的位置。
3 当遇到密集缺陷信号时应进行的测量工作: a. 缺陷的深度分布范围(根据缺陷信号前沿在扫描线上的位置进行测量); b. 缺陷的平面分布范围(根据探头中心声束扫查到缺陷的移动范围进行测量); c. 缺陷的最大当量直径; d. 缺陷密集区在锻件上的位置。
4 当遇到连续缺陷信号时应进行的测量工作: a. 缺陷的指示长度和垂直于指示长度的缺陷宽度(用半波高度测长法进行测量); b. 缺陷的最大当量直径;c. 缺陷在锻件上的位置。
5 在测量缺陷当量直径时,必须根据平底孔的“距离-幅度”关系对距离进行修正。
6 在由缺陷引起底波明显降低的部位,应对底波的降低程度及明显降低的区域进行测量。
7 在需要判定缺陷性质时,应根据缺陷的尺寸(当量、长度、宽度等),数量、形状、方位、分布状况,信号的静态和动态特徵、锻件材料的特性、冶炼、锻造、热处理等工艺因素综合分析,给出参考意见。必要时还应采用其它检验方法协同验证。
8 凡按2~7条要求测量和制定的结果都应记录。 表A1 CS-2型参考试块尺寸和外型
序号 试块编号 孔径d(mm) 测距L1(mm) 高度L2(mm) 外径D(mm) 参考图
1 25/0 0 25 25 ≥35 a
2 25/2 2 25 50 ≥35 b
3 25/3 3 25 50 ≥35 b
4 25/4 4 25 50 ≥35 b
5 25/6 6 25 50 ≥35 b
6 25/8 8 25 50 ≥35 b
7 50/0 0 50 50 ≥50 a
8 50/2 2 50 75 ≥50 b
9 50/3 3 50 75 ≥50 b
10 50/4 4 50 75 ≥50 b
11 50/6 6 50 75 ≥50 b
12 50/8 8 50 75 ≥50 b
13 75/0 0 75 75 ≥60 a
14 75/2 2 75 100 ≥60 b
15 75/3 3 75 100 ≥60 b
16 75/4 4 75 100 ≥60 b
17 75/6 6 75 100 ≥60 b
18 75/8 8 75 100 ≥60 b
19 100/0 0 100 100 ≥70 a
20 100/2 2 100 125 ≥70 b
21 100/3 3 100 125 ≥70 b
22 100/4 4 100 125 ≥70 b
23 100/6 6 100 125 ≥70 b
24 100/8 8 100 125 ≥70 b
25 125/0 0 125 125 ≥80 a
26 125/2 2 125 150 ≥80 b
27 125/3 3 125 150 ≥80 b
28 125/4 4 125 150 ≥80 b
29 125/6 6 125 150 ≥80 b
30 125/8 8 125 150 ≥80 b
31 150/0 0 150 150 ≥85 a
32 150/2 2 150 175 ≥85 b
33 150/3 3 150 175 ≥85 b
34 150/4 4 150 175 ≥85 b
35 150/6 6 150 175 ≥85 b
36 150/8 8 150 175 ≥85 b
37 200/0 0 200 200 ≥100 a
38 200/2 2 200 225 ≥100 b
39 200/3 3 200 225 ≥100 b
40 200/4 4 200 225 ≥100 b
41 200/6 6 200 225 ≥100 b
42 200/8 8 200 225 ≥100 b
43 250/0 0 250 250 ≥110 a
44 250/2 2 250 275 ≥110 b
45 250/3 3 250 275 ≥110 b
46 250/4 4 250 275 ≥110 b
47 250/6 6 250 275 ≥110 b
48 250/8 8 250 275 ≥110 b
49 300/0 0 300 300 ≥120 a
50 300/2 2 300 325 ≥120 b
51 300/3 3 300 325 ≥120 b
52 300/4 4 300 325 ≥120 b
53 300/6 6 300 325 ≥120 b
54 300/8 8 300 325 ≥120 b
55 400/0 0 400 400 ≥140 a
56 400/2 2 400 425 ≥140 b
57 400/3 3 400 425 ≥140 b
58 400/4 4 400 425 ≥140 b
59 400/6 6 400 425 ≥140 b
60 400/8 8 400 425 ≥140 b
61 500/0 0 500 500 ≥155 a
62 500/2 2 500 525 ≥155 b
63 500/3 3 500 525 ≥155 b
64 500/4 4 500 525 ≥155 b
65 500/6 6 500 525 ≥155 b
66 500/8 8 500 525 ≥155 b

十、探伤报告
1 探伤完毕后,应书写探伤报告。
2 探伤报告应包括下列内容: a. 锻件名称、图号、材料、尺寸简图、热处理状态; b. 锻件编号、炉号、产品命令号(或工作号); c. 委托单位、委托日期、委托编号; d. 探伤条件; e. 9.8条中规定记录的内容以及缺陷分布图(展开图); f. 未探伤的部位及其原因;g. 有参考价值的波形图; h. 有必要说明的情况;i. 探伤日期、探伤者的资格证号、探伤者和审核者的签名。
附录A CS-2型参考试块及其技术要求 (补充件)
A1 CS-2型参考试块为平面型试块,由两种试块组成。一种是没有平底孔的大平底试块,另一种是底部有直径2~8mm平底孔的试块。
A2 试块总数66块,其中大平底试块11块,平底孔试块55块。
A3 采用电炉或平炉熔炼的45碳钢钢锭,经锻压和正火处理后进行加工(锻压比不小于3)。
A4 用5MHz、直径1.6mm平底孔信号幅度等于屏高80%的灵敏度探测试块时,示波屏上应当不出现缺陷信号、信噪比不小于6dB,试块中心轴线上的材质衰减系数不大于每米4dB。
A5 试块外形及各部分尺寸见表A1。
附加说明: 本标准由上海材料研究所提出。 本标准由上海材料研究所负责起草。