试论中美铸钢件超声检测标准差异及对策
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引用铸钢件超声波探伤检测标准本文引用自一次记忆《铸钢件超声波探伤检测标准》引用一次记忆的铸钢件超声波探伤检测标准中标与美标之差异深圳市建设工程质量检测中心——弓明学习运用两国标准让我们来共同分析一下,两种国情体系下的标准,在超声波探伤检测铸钢件时对铸钢件内部质量要求的差异吧。
铸钢件检测标准1、《铸钢件超声探伤及质量评定方法》GB7233-87(中国标准文中简称中标)2、《碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢铸件超声波检验标准》ASTM-609/609M:1991(美国标准文中简称美标)关于适用范围中标规定:本标准规定了厚度等于或者大于30㎜的碳钢和低合金钢铸件的超声波探伤方法;以及根据超声探伤的结果对铸件进行质量评级的方法。
所用的超声探伤方法仅限于A型显示脉冲反射法。
美标规定:1.1本方法包括了用脉冲反射纵波法,对经热处理的碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢铸件进行超声波检验的标准和工艺。
4.2.2 双晶探头探测等于或小于1英寸(25mm)的截面,推荐使用5MHz,晶片尺寸为1/2英寸×1英寸(13mm×25mm)夹角为12°的探头。
中标当时制定的时候是把厚度小于30㎜铸钢件排除在本标准以外的。
而美标则明确了等于或小于25㎜的铸钢件的具体检测方法。
分析两国当时的铸造水平及探伤手段不难看出,中国当时的铸造件还停留在“傻大笨粗”,检测设备也是比较低端的,当时国内有能力生产双晶探头的厂家少,探伤人员可选择的探头有局限性,而且探伤人员很少接触到薄壁探伤,自然双晶探头很少使用甚至没用过。
这和我国当时的国情密切相关,而现在我国铸造水平提高很快,此标准“本标准规定了厚度等于或者大于30㎜的碳钢和低合金钢铸件的超声波探伤方法”的开头对不少从事这个行业的工作人员造成不小的误导。
很容易让人误认为厚度小于30㎜的铸钢件是不适合超声探伤检测的。
其实不然,时代在变,不应用老方法去看待新事物。
关于定量和定性美标在超声探伤检测上是只定量不定性的。
国内外铸件无损检验标准对比分析对于工件的无损检测,检验标准是最重要的工作依据。
从工件的检测方法选择、检测过程的注意事项到工件的最终评定、报告的参数出据,往往都需要遵循一定的、供需双方均认可的标准规范。
随着改革开放的不断深入,我们和国外的交流也日益广泛。
其中,涉及到产品质量验收时应该遵循何种标准、采取怎样的验收级别,往往是供需双方讨论的焦点之一。
因此,将国内铸钢、铸铁件无损检测标准和国外、国际标准进行一定的对比,分析其在日常生产中的应用,对于我们的工作是非常有好处的。
1国内、外铸件无损检测标准铸件的检验,一般是由铸件制造厂根据设计的图纸或订货方(需方)提供的图纸上的技术要求或技术合同进行。
对于铸件,通常的检验包括尺寸检查、形状和外观的表面质量目视检查。
而对于设计要求比较重要的铸件,或者需方认定的比较重要的铸件或局部,或者铸造工艺上容易产生问题的铸件,一般除了要做化学成分分析和力学性能试验外,还需要进行无损检测。
对于一般铸钢、铸铁件的无损检测,常用的方法有磁粉检测或渗透检测(主要用于表面或近表面缺陷的检测)、超声波检测或射线检测(主要用于内部缺陷的检测)。
下面给出国内、外常用的关于铸件的无损检测标准。
ASTME186厚壁铸钢件[2.0~4.5英寸(51~114mm)]射线检验标准底片ASTME192航空用熔模铸钢件射线检验标准底片ASTME280大厚度(4~12in,114~305mm)铸钢件参考射线照相底片ASTME4462英寸(51mm)以下铸钢件的射线检验标准底片ASTMA609/A609M铸造碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢的超声检测方法ASTME689球墨铸铁件的射线检验标准底片ASTME802厚度4.5in(114mm)以内的灰铸铁参考射线照相底片ASTME1030金属铸件的射线透照检测方法ASTME1734?铸件射线成像检测方法EN1369铸件磁粉检测EN1371铸件渗透检测GB/T5677铸钢件射线照相及底片等级分类方法GB/T?7233铸钢件超声探伤及质量评级方法GB/T9443?铸钢件渗透探伤及缺陷显示迹痕的评级方法GB/T9444铸钢件磁粉探伤及质量评级方法ISO4986铸钢件磁粉检测ISO4987铸钢件渗透检测ISO4992?铸钢件超声波检测ISO4993?铸钢件射线检测JB/T?6440?阀门受压铸钢件射线照相检验TB/T3105.1铸钢摇枕、侧架射线照相检验TB/T?3105.2?铸钢摇枕、侧架超声波检验JIS? 0581铸钢件射线照相检测方法2? 铸件磁粉检测(MT)标准对比分析EN1369、ISO?4986与GB/T9444均为铸件磁粉检验的常用标准,而且欧盟标准系列中关于铸钢件的磁粉检验标准EN1369基本与ISO?4986等效。
环球市场施工技术/-177-铸钢件超声波探伤中应注意的几个问题刘 冰 周宇航中车齐齐哈尔车辆有限公司摘要:超声波检测是常规的无损检测方法之一,在探测铸钢件及其补焊区域时所应用的标准为GB7233-87《铸钢件超声波探伤及质量评级方法》。
由于铸钢件存在着晶粒粗大,内部金属分布不均匀,其外形几何形状复杂,表面粗糙等原因,给超声波检测带来了许多困难。
基于此,本文对于铸钢件超声波探伤中应注意的几个问题进行了探讨,希望对以后的具体工作有实际意义。
关键词:铸钢;超声波;探伤;频率1、引言目前,公司铸钢件超声波探伤越来越多,提高产品质量的呼声越来越高,所以要求我们掌握铸钢件的组织、结构,分析缺陷产生的原因,了解其缺陷位置,用更好的检测手段及时发现问题、解决问题。
2、探伤频率的选择原则在GB7233-87标准中,对频率的选择规定比较抽象。
当被探测的工件确定,则声波在其中的传播速度也一定,由关系式:λ=c/f 式中λ—波长;C—波速;f—波的频率。
由上式可知,频率越高,波长越短,而脉冲反射法超声波探伤的最大检测能力为λ/2,因为声波具有绕过障碍物传播的绕射现象,绕射现象的存在限制了脉冲反射法超声波探伤的最小缺陷的检测能力。
当缺陷尺寸小于λ/2时,绕射占主导地位,该缺陷就不具备产生反射回波的条件,反射法探伤就无法检测出此缺陷。
对于同一工件而言,采用高的探测频率,可以提高小缺陷的检测能力,防止漏检。
铸钢件本身存在着晶粒粗大的问题,频率过高工件对声波的吸收衰减和散射衰减均很显著,降低了超声波的穿透能力;因晶界反射等原因,使示波屏上的草状回波增多,倍噪比下降,降低了检测的灵敏度。
英国学者Edwards 认为:铸钢件超声波探伤的效果,取决于探头及频率的正确选择。
当壁厚小于7.7cm 时,探头的最佳选择频率为5MHz,当壁厚超过7.7cm 时,探头的最佳选择频率为2.25MHz,探头的直径不应超过1.25cm。
厚度不大,经过热处理消除应力和细化晶粒的工艺,宜选用2~5MHz 的高探测频率;厚度较大(大于300mm)或未经热处理的铸钢件,宜选用0.5~1MHz 的低探测频率。
文章编号!"##$%&#’()*##’+#,%##(*%#*铸钢件超声波探伤中应注意的几个问题万升云)华中科技大学-湖北武汉./0012+摘要!结合探伤实践-对铸钢件超声波探伤时探头频率选择和缺陷波形定性等几个相关的问题作了详细的分析3关键词!铸钢4超声波4探伤4频率中图分类号!52607/.文献标识码!8超声波检测是常规的无损检测方法之一-在探测铸钢件及其补焊区域时所应用的标准为98:2// ;<:=铸钢件超声波探伤及质量评级方法>3由于铸钢件存在着晶粒粗大-内部金属分布不均匀-其外形几何形状复杂-表面粗糙等原因-给超声波检测带来了许多困难3根据多年的探伤实践认为!目前铸钢件超声波探伤过程中存在以下几个值得注意的问题3"探伤频率的选择原则铸钢件探伤困难的根本原因是其晶粒粗大-内部组织分布极不均匀-加之外形复杂-表面粗糙等3在98:2//;<:中-对频率的选择规定也比较抽象-不易掌握-因而探伤时的探测频率的选择就显得非常重要3众所周知-一旦被探测的工件确定-则声波在其中的传播速度也一定-由关系式?@A B C式中!?DD波长4E DD波速4C DD波的频率3由上式可知-频率越高-波长越短-而脉冲反射法超声波探伤的最大检测能力为?B2-这是因为声波具有绕过障碍物传播的绕射现象-绕射现象的存在限制了脉冲反射法超声波探伤对最小缺陷的检测能力3当缺陷尺寸小于?B2时-绕射占主导地位-该缺陷就不具备产生反射回波的条件-反射法探伤就无法检测出此缺陷3所以-对于同一工件而言-采用高的探测频率-可以提高小缺陷的检测能力-防止漏检3但频率过高时-铸钢件本身存在着晶粒粗大的问题-这样一来-工件对声波的吸收衰减和散射收稿日期4200/%0F%21作者简介!万升云)1G66%+-男-1G<G年毕业于西南交通大学焊接专业-后在武汉江岸车辆厂从事无损检测工作32002年从华中科技大学硕士研究生毕业-现博士在读3衰减均很显著-这不仅降低了超声波的穿透能力-而且-还因晶界反射等原因-使示波屏上的草状回波增多-信噪比下降-降低了检测的灵敏度3英国学者H I J K L I M认为!铸钢件超声波探伤的效果-取决于探头及频率的正确选择3当壁厚小于::N N时-探头的最佳选择频率为F OP Q4当壁厚超过::N N时-探头的最佳选择频率为272F OP Q-且探头的直径都不应超过127F N N3因此-在实际的探测频率选择中-可根据本单位现有仪器R设备情况-参照理论与原则进行3厚度不大-且又经过热处理消除应力和细化晶粒的工艺-宜选用2SF OP Q的高探测频率4厚度较厚)大于/00 N N+或未经热处理的铸钢件-宜选用07F S1OP Q 的低探测频率3探头则应选用T20N N以下的直探头或U@2左右的斜探头)小焊区域+3这样做的目的是保证在有足够的信噪比的基础上-尽可能选择高一些的探测频率-这样既保证了探伤灵敏度的要求-又可防止漏检3*缺陷波形的定性分析虽然98:2//;<:在对缺陷的质量等级划分中-强调了缺陷的总面积及缺陷在厚度方向的尺寸占钢铸件整个截面厚度的百分数-但也明确指出!凡检测区域内存在裂纹的铸钢件-均评为F级3因此-对缺陷波形的定性分析-有助于探伤人员做到心中有数-杜绝对裂纹这类危害性缺陷的漏检3根据有关的资料介绍及实物解剖分析-铸钢件的常见缺陷按反射特征和波形分类-大致有如下几种类型!*7"曲面反射型此类缺陷相对入射波的反射面呈任意曲面-缺陷附近组织的声吸收R散射系数与基体组织无大的变化3由于曲面对声波的散射作用-反射法探伤时-2.现场经验机车车辆工艺第F期200/年10月须在实际操作时适当提高仪器增益!才能接收到反射波!这类缺陷主要有气孔"夹砂"缩孔等#气孔$含砂眼%的形状!一般趋近圆形!超声波探伤时!回波波幅较低!反射波波峰形状单一!当探头移动时!此起彼伏!且在大多数情况下!波与波的界线较清晰!并且对底波影响不太大#夹砂$含夹渣"夹杂异物%的形状基本上都具有一定棱角!此类缺陷反射波形状大多数是主峰的旁边有很多较矮的次峰!回波高度也不太高!它与气孔反射波不同的是!当探头移动时!回波高度变化较大!主波峰与次波峰交错变换迅速!对底波反射的高度有一定影响#缩孔的外形一般不太规则!超声波探伤时!这类缺陷反射波成簇状!一般在扫描线上占宽较大!波与波粘边!波幅有时高低交错!往往在主峰旁边有很多小峰!且小峰波幅相应较低!对底波影响很大!有的时候!底波完全消失!严重时!既无底波!又无缺陷波#&’&声能量衰减型按照超声波的基础理论!声波能量的衰减主要是声吸收和散射#这一类缺陷是铸钢件中常有的!这类缺陷有缩松"疏松等#当缩松严重时!将会产生大的缩孔!往往影响工件使用时的机械强度#这种对声能量的衰减还会在粗大晶粒的其它铸件探伤中产生#缩松"疏松!主要表现在散射!它常在铸钢件截面的中心或冒口部位!有较大的体积!实际上是微小孔穴的密集区!对超声波能量的吸收!散射作用是很大的!探伤时缺陷波多而且密!波幅很低!多数情况下无缺陷波!缺陷区对底波影响很大!大多数情况下!底波很低!甚至彻底消失#&’(平面反射型此类缺陷的反射面大且较平整!当条件合适!入射波方向与反射面垂直时!反射波高大#此类缺陷主要有裂纹"翻皮"大块夹杂物等#裂纹的反射波在一般情况下较为单一!在主缺陷反射波附近有些小的反射波!反射波峰一般较尖锐!而底波严重衰减直至消失!即使是仪器增益较低时!也很容易找到缺陷#但在大多数情况下!只有用斜探头探测时!才能发现裂纹波的反射!这是因为多数裂纹的取向与工件表面成垂直分布#()一个缺陷*含意的探讨在+,-.//01-中!有缺陷质量等级的划分一项!在内层缺陷中提出了)一个缺陷*的提法!在实际运用中!容易产生不同的理解#然而!标准没有提出严格的定义!特别是在计算内层缺陷的面积时!标准完全没有涉及!在此有必要对)一个缺陷*的含义进行探讨#$2%经验告诉我们!在铸钢件超声波无损检测中!材料中既存在有游离状态的缺陷!例如3单个气孔"点状夹渣"裂纹等!同时也存在有区域状态的缺陷!如疏松"条形夹渣"密集气孔等#同时!+,-.//0 1-同样也适用于铸钢件的补焊区域!而补焊区域却容易产生未溶合和未焊透等焊接所特有的缺陷#因此!标准中所提出的)一个缺陷*应包括上述的游离状态的缺陷!同时还应包括上述的区域状态的缺陷!即为两种缺陷的总和!而非特指某一部分#$.%+,-.//01-中的某些系数及附注!其实也佐证了)一个缺陷*的含意#该标准表/的附注4就较为明确#附注4的内容是3位于外层的间距小于.566的两个或多个缺陷!在计算一个缺陷的面积时视为一个缺陷!其中一个缺陷的面积等于这些缺陷的面积之和#虽然此附注强调的是外层间的缺陷问题!并且是作为计算缺陷面积时的算法!但仍然可以给操作者启迪!以便准确理解)一个缺陷*的含意!即指一个区域性的缺陷#7结束语由于铸钢件与锻钢件及焊缝的探伤相比!有它一定的特殊性!+,-.//01-中在对某些条款上的阐述!给探伤人员实际运用时的理解造成歧义#因此!只要对基本理论正确理解同时注意文中所提及的几个方面!是可以达到标准所规定的检测要求的#8$编辑3杨向明%/9铸钢件超声波探伤中应注意的几个问题。
钢焊缝超声波探伤的中外标准对比分析齐跃【摘要】为适应EPC项目水泥装备出口检验需要,从适用母材厚度、探头参数的规定、检验等级、缺陷评级、灵敏度校准方法及缺陷指示长度的测量方法等方面对国标GB 11345-1989、欧洲标准DIN EN 1712:2002与美国标准ASTM E 164-2003进行了详细对比.分析认为,只有充分了解国际标准及其质量分级,并与我国现行标准进行比对,才能合理地执行国际标准.【期刊名称】《水泥工程》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】5页(P82-86)【关键词】超声波探伤;缺陷评级;灵敏度校准;DAC曲线;平底孔;当量直径【作者】齐跃【作者单位】中国建筑材料科学研究总院北京凯盛建材工程有限公司,北京100000【正文语种】中文【中图分类】TQ1720 前言在对外水泥工程总承包项目EPC中,外方业主对水泥设备提出质量要求时,往往对设备制造和检验标准特别重视,特别是对超声波探伤检验(UT)。
如对大型铸件内部缩孔、夹渣等缺陷的UT检验;对重要焊接件焊缝内部裂纹、未焊透等缺陷UT检验。
因此,经常提出一些国际标准及验收等级要求执行。
虽然我国早在上世纪70年代加入ISO组织,制定技术法规和标准主要以国际标准作为基础,但确有一些标准至今未与国际标准接轨,甚至存在很大差别。
如钢焊接焊缝的超声波探伤标准,我国标准是GB/T 11345—1989(验收等级Ⅰ~Ⅳ级);而国际标准常用欧洲标准DIN EN 1712:2002(验收等级分2级、3级)及国际标准ISO 11666:2010、ISO 17635:2010和美国标准ASTM E 164—2003(没规定验收等级)。
由于各焊缝探伤标准中分级方法和验收等级不同,而我国一些装备制造企业多年习惯采用GB/T 11345—1989标准,对国际标准并不熟悉,在执行标准和质量验收过程中经常与业主发生分歧。
因此,为适应EPC项目水泥装备出口检验需要,我们有必要了解国际标准及其质量分级,并通过与我国现行标准对比,合理地执行国际标准。
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本标准规定了厚度等于或大于30mm的碳钢和低合金钢铸件的超声探伤方法;以及根据超声探伤的结果对铸件进行质量评级的方法。
所用的超声探伤方法仅限于A型显示脉冲反射法。
在定货时,由供需双方商定铸钢件超声探伤的以下要求:a.检测的区域及使用的探头;b.纵波直探头探伤灵敏度;c.铸钢件质量的合格等级,允许对平面型缺陷和非平面型缺陷提出不同的质量等级要求。
本标准不适用于奥氏体不锈钢铸件的检测。
1术语1.1平面型缺陷(Planar discontinuity):用本标准规定的方法检测一个缺陷,如果只能测出它的两维尺寸,则称为平面型缺陷。
属于这种类型的缺陷有裂纹、冷隔、未熔合等。
1.2非平面型缺陷(Nonplanar discontinuity):用本标准规定的方法检测一个缺陷,如果能够测出它的三维尺寸,则称为非平面型缺陷。
属于这种类型的缺陷有气孔、缩松、缩孔、夹砂、夹渣等。
1.3透声性(Permeability to ultrasound):超声纵波垂直入射到测试面与其背面平行的无缺陷的铸钢材料中,超声波在其中往返传播一次所引起的声压降。
单位为分贝(dB)。
通常用纵波直探头测试的第二次与第一次底面回波幅度所差的分贝数表示。
关于铸件超声检测的探讨作者:王洪良来源:《科技与创新》2016年第02期摘要:在铸造铸件的过程中,经常会出现各种问题。
应用无损检测技术可以及时找出有问题的产品,并评定其质量等级。
将问题定性定量有助于采用适当的施工技术减少废品量、降低成本。
超声波检测技术是检测铸件缺陷的有效方法之一。
因为铸件本身具有晶粒粗大、组织不致密、组织不均匀和表面粗糙等特点,所以,给超声检测造成了一定的困难,比如超声波穿透性差、杂波干扰严重等。
简要探讨了铸件超声检测的相关内容,解读了铸件超声检测的标准,以期为工业生产中铸件检测工作提供一定的指导。
关键词:铸件;超声检测;检测标准;可探测性试验中图分类号:TG115.28 文献标识码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2016.02.114在机器制造业中,铸件被广泛应用,它在各种类型的机器设备中占有较大比例。
而在铸造铸件的过程中,常常会出现各种问题,因此,需要采用无损检测技术确保产品的质量及其安全性和可靠性。
由于铸造生产工序多、工艺复杂、劳动条件差,所以,铸件容易出现组织疏松、晶粒粗大、缩孔、缩松和气孔等问题,进而降低铸件的冲击韧性。
除此之外,不仅铸造工艺会影响铸件质量,铸型材料、模具、熔炼和浇注等因素都会影响铸件质量。
而铸件形状复杂、表面粗糙等缺陷会影响超声检测的正常进行。
1 铸件无损检测方法简介截至目前,研究最多且比较有效的铸件缺陷无损检测方法包括射线照相法、工业CT层析摄影法和超声检测法。
虽然现有的无损检测方法有20多种,但是,就铸件本身来说,主要是用射线检测和超声检测来检查其内部缺陷,用磁粉、涡流、渗透等方法检查铸件表面和近表面的缺陷。
因为铸件表面比较粗糙,形状比较复杂,所以,表面检测方法应用得并不多。
下面简要介绍3种铸件内部缺陷无损检测方法。
1.1 射线照相法当射线穿透物体时,能量会有一定的衰减,而透过物体的射线会在胶片上形成潜影,经过暗室处理后反映在底片上的就是黑度差。
铸钢件超声探伤及质量评级⽅法铸钢件超声探伤及质量评级⽅法(摘要) GB 7233-87本标准系铸钢件超声探伤的通⽤标准。
本标准规定了厚度等于或⼤于30mm的碳钢和低合⾦钢铸件的超声探伤⽅法;以及根据超声探伤的结果对铸件进⾏质量评级的⽅法。
所⽤的超声探伤⽅法仅限于A型显⽰脉冲反射法。
在定货时,由供需双⽅商定铸钢件超声探伤的以下要求:a.检测的区域及使⽤的探头;b.纵波直探头探伤灵敏度;c.铸钢件质量的合格等级,允许对平⾯型缺陷和⾮平⾯型缺陷提出不同的质量等级要求。
本标准不适⽤于奥⽒体不锈钢铸件的检测。
1术语1.1平⾯型缺陷(Planar discontinuity):⽤本标准规定的⽅法检测⼀个缺陷,如果只能测出它的两维尺⼨,则称为平⾯型缺陷。
属于这种类型的缺陷有裂纹、冷隔、未熔合等。
1.2⾮平⾯型缺陷(Nonplanar discontinuity):⽤本标准规定的⽅法检测⼀个缺陷,如果能够测出它的三维尺⼨,则称为⾮平⾯型缺陷。
属于这种类型的缺陷有⽓孔、缩松、缩孔、夹砂、夹渣等。
1.3透声性(Permeability to ultrasound):超声纵波垂直⼊射到测试⾯与其背⾯平⾏的⽆缺陷的铸钢材料中,超声波在其中往返传播⼀次所引起的声压降。
单位为分贝(dB)。
通常⽤纵波直探头测试的第⼆次与第⼀次底⾯回波幅度所差的分贝数表⽰。
2仪器、试块、耦合剂2.1仪器仪器应符合ZBy230—842.2探头2.2.1纵波直探头的晶⽚直径在10~30mm的范围,当被检测铸钢件的探伤⾯较粗糙时,建议使⽤有软保护膜的纵波直探头。
2.2.2应使⽤在钢中的折射⾓为45。
、60。
、70。
的横波斜探头,或使⽤K值为1.1.5、2、2.5、3的横波斜探头。
2.2.3纵波双晶探头两晶⽚之间的声绝缘必须良好。
2.3仪器系统的性能仪器系统的灵敏度余量和分辨⼒的测试应符合ZBJ 04001.86的规定,并满⾜下列要求:a.使⽤2~2.5Mt的探伤频率,纵波直探头测试的灵敏度余量不得⼩于30dB,横波斜探头测试的灵敏度余量不得⼩于50dBc,b.在相应的探伤频率范围,纵波直探头和横波斜探头测试的分辨⼒应满⾜表1的规定。