JBT15811996汽轮机汽轮发电机转子和主轴锻件超声波探伤方法

J32JB/T1581－1996汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声波探伤方法1996-09-03发布1997-07-01实施中华人民共和国机械工业部发布前言本标准是根据六个产品技术条件和相关标准的要求对JB1581—85进行修订而成，在技术内容和编写规则上都有较大变动。这六个技术条件是：JB/T7025—93《25MW以下汽轮机转子体和主轴锻件技术条件》、JB/T1265—93《25～200MW汽轮机转子体和主轴锻件技术条件》、JB/T7027—93《300～600MW汽轮机转子体锻件技术条件》、JB/T7026—93《50MW以下汽轮发电机转子锻件技术条件》、JB/T1267—93《50～200MW汽轮发电机转子锻件技术条件》、JB/T7178—93《300～600MW汽轮发电机转子锻件技术条件》。由于六个技术条件的内容与JB1265—85《汽轮机转子和主轴用真空处理的碳钢和合金钢锻件技术条件》和JB1267—85《发电机转子用真空处理锻件技术条件》有很大变动，因此本标准亦作了相应的修改，使之相一致。又由于六个技术条件中对超声波探伤的具体评定标准各不相同，故本标准亦不可能规定一个统一的评定标准，各类锻件探伤结果应分别按技术条件中相应的条款进行评定。为了标准的完整性和使用方便，本标准将六个技术条件的超声波探伤技术要求汇总为本标准的附录A。本标准从实施之日起，同时代替JB1581—85。本标准的附录A是标准的附录。本标准由德阳大型铸锻件研究所提出并归口。本标准起草单位：中国第二重型机械集团公司。本标准主要起草人：谭值生。JB/T1581－199611范围本标准对汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声波探伤的探伤人员、探伤器材、探伤操作要领和探伤结果记录评定等内容作了规定。本标准适用于JB/T7025、JB/T1265、JB/T7027以及JB/T7026、JB/T1267、JB/T7178中各类转子和主轴锻件的超声波探伤。其他各种工况条件类似的轴类锻件可参考使用本标准。本标准适用于采用脉冲反射式超声波探伤原理对转子和主轴锻件外圆面进行纵波接触法超声波探伤。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昀新版本的可能性。GB9445—88无损检测人员技术资格鉴定通则JB/T1265—9325～200MW汽轮机转子体和主轴锻件技术条件JB/T1267—9350～200MW汽轮发电机转子锻件技术条件JB4126—85超声波检验用钢质试块的制造和控制JB/T7025—9325MW以下汽轮机转子体和主轴锻件技术条件JB/T7026—9350MW以下汽轮发电机转子锻件技术条件JB/T7027—93300～600MW汽轮机转子体锻件技术条件JB/T7178—93300～600MW汽轮发电机转子锻件技术条件ZBY230—84A型脉冲反射式超声波探伤仪技术条件ZBY231—84超声探伤用探头性能测试方法3探伤人员3.1从事锻件探伤的人员应具有一定的热加工专业基础知识和锻件超声波探伤实际经验。3.2锻件超声波探伤应由按GB9445规定，经有关部门考核鉴定并取得相应资格证书的人员担任。签发探伤报告者必须持有超声波探伤Ⅱ或Ⅱ级以上资格证书。3.3探伤人员应能正确理解和使用本标准。4探伤器材4.1超声波探伤仪4.1.1选用A型脉冲反射式超声波探伤仪，应至少具有1～5MHz频率范围。机械工业部1996-09-03批准中华人民共和国机械行业标准汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声波探伤方法JB/T1581－19961997-07-01实施JB/T1581－199624.1.2探伤仪的水平扫描线性在满刻度范围内，其误差不大于2%，垂直线性误差不大于5%，分辨率应不小于20dB。4.1.3探伤仪和探头的组合灵敏度，在达到所探锻件昀大声程处的探伤灵敏度时，应至少保留10dB有效灵敏度余量。4.1.4探伤仪的其他性能指标应符合ZBY230的相应规定。4.2探头4.2.1探头通常采用公称频率为2～5MHz的纵波探头，其频率误差为±10%。4.2.2探头晶片尺寸主要采用φ20mm，亦可在φ10～φ30mm范围选用。4.2.3必要时可采用其他频率和其他规格的行之有效的探头。4.2.4探头主声束应无双峰、无偏斜，性能稳定可靠。4.2.5各种探头均应在额定频率下使用。4.2.6探头性能的测试按ZBY231的规定进行。4.3耦合剂锻件探伤所采用的耦合剂应具有良好的透声性和润湿性，且不损伤工件表面，如机油、甘油等。不同的耦合剂具有不同的透声性能，故在校正仪器和实际探伤时，应使用同一种耦合剂。4.4试块根据需要按JB4126的规定制作相应的试块。5锻件的一般要求5.1凡需探伤的转子和主轴锻件，其外形应尽可能加工成简单的圆柱体形状，避免出现妨碍探伤的锥形、沟槽、圆弧形过渡区等几何形状。5.2锻件探伤面的表面粗糙度Ra应不大于6.3μm，且不能粘附油漆、污垢等异物。5.3制造厂作为出厂质量而进行的超声探伤，一般应在昀终热处理之后进行；如果必须在昀终热处理之前加工出轮盘、沟槽、锥形等几何形状，也允许将此加工工序前的昀后一次探伤结果作为评定锻件质量的依据。5.4在昀终热处理之后为反映出厂质量而所作的探伤，必须在锻件的材质衰减系数不大于4dB/m的情况下进行，探伤频率2～2.5MHz。5.5锻件交货前未能进行探伤的部位，交货后可由订货方补作探伤，其探伤结果同样作为评定锻件质量的依据。6探伤操作要领6.1探伤灵敏度调整6.1.1转子和主轴锻件的探伤灵敏度，必须能有效地发现锻件技术条件中规定的昀小的当量缺陷。为便于寻找发现缺陷，探伤扫查时允许提高适当灵敏度(如6dB)进行初扫查探伤；当发现缺陷后必须在规定灵敏度下进行各项测定工作。6.1.2对被探厚度大于探头三倍近场区尺寸的锻件，采用底波调整法调整探伤灵敏度；只有被探厚度等于或小于探头三倍近场区尺寸时采用试块调整法。6.1.3首先采用能显示材料组织反射的高灵敏度在锻件各段找出无缺陷反射的部位，然后将该部位的JB/T1581－19963底波幅度调到满屏高的40%～80%。6.1.4根据锻件是否有中心孔将仪器增益按下列公式提高分贝数：a)探测实心锻件时ΔdB=20lg22πφλT………………………………………（1）b)探测有中心孔的锻件时ΔdB=20lg22πφλT–10lgdD…………………………………（2）式中：ΔdB——需提高增益分贝数；λ——超声波波长，mm；D——被探部位外圆直径，mm；d——被探部位中心孔直径，mm；π——圆周率(3.14159)；φ——探伤灵敏度平底孔直径，mm；T——锻件被探部位厚度，mm。6.2扫描线比例调节为便于观察一次底波之后的某些信号情况，应将第一次底波的前沿位置调节在扫描线满刻度的80%以内。6.3探伤扫查面应对锻件整个外圆表面进行全面的连续扫查，并尽可能地对锻件的全体积都探测到。6.4探伤扫查要求6.4.1在同一个探伤面上应进行两次探伤扫查，并使两次扫查的方向要求相互垂直。6.4.2探头的移动扫查速度应不大于150mm/s，相邻两次扫查之间应有一定的重叠，其重叠宽度应不小于扫查宽度的15%。6.4.3扫查过程中不但要注意观察底波之前有无缺陷信号，而且要注意观察底波之后有无缺陷信号。6.4.4当遇到底波信号或其他非缺陷信号(如探头反射信号、迟到信号等)发生明显降低或消失时，应及时查明发生此现象的原因。6.5探伤灵敏度的重新校验6.5.1除每次探伤前应校准灵敏度外，如遇有下列情况时必须对探伤灵敏度进行重新校验：a)校正后的探头、耦合剂及仪器旋钮等发生任何改变时；b)外部电源电压波动较大或操作者怀疑其灵敏度有变动时；c)连续工作4h以上及工作结束时。6.5.2当灵敏度变化而降低2dB以上时，应对上一次校正后所探的锻件进行全面复探，当灵敏度变化而提高2dB以上时，应对所有的记录信号进行重新评定。6.6当对锻件进行复探或重新评定时，应采用与初探时可比较或相同的仪器、探头、频率和耦合剂。6.7材质衰减系数的测定6.7.1按锻件技术条件要求，在被探锻件的无缺陷区域内，选取三处有代表性的部位测定B1—B2值，即第一次底波B1与第二次底波B2的dB差值。材质衰减系数取三处衰减系数的平均值。JB/T1581－199646.7.2按式(3)计算材质衰减系数(dB/m)：α=()TBB2dB621−−……………………………………（3）式中：T——声程，m。7缺陷信号的分类7.1单个分散缺陷信号：相邻两缺陷之间的距离大于其中较大缺陷当量直径的倍数达到附录的相应技术条件中的规定值，且昀小缺陷当量符合技术条件的规定值。当探头从缺陷昀大信号反射位置向任一方向移动时，信号幅度出现正常的下降而无此起彼伏的现象。7.2密集缺陷信号：在边长50mm的立方体内，数量不少于5个，当量直径不小于技术条件规定值的缺陷信号。7.3连续(条状)缺陷信号：某个测距上的缺陷当量不小于技术条件规定值，其反射幅度的波动范围在探头持续移动30mm或30mm以上区间内不大于2dB的缺陷信号。7.4游动缺陷信号：在技术条件规定灵敏度下，当探头在被探部位移动时，信号前沿位置的游动距离相当于25mm或25mm以上工件厚度的缺陷信号。8缺陷的测量和记录探伤中发现缺陷信号后，应根据缺陷信号的类别采用不同的方法对缺陷进行测定。8.1单个分散缺陷的测量和记录8.1.1采用“AVG”曲线或计算法确定缺陷当量直径，必要时可采用试块法。8.1.2计算缺陷当量，当材质衰减系数超过4dB/m时，应进行修正。8.1.3记录不小于起始记录缺陷的当量直径及其在锻件上的坐标位置。8.2实心锻件中密集缺陷的测量和记录8.2.1根据缺陷信号前沿在扫描线上的位置测定缺陷的深度分布范围。8.2.2根据探头中心声束扫查到缺陷的移动范围测定缺陷的轴向分布范围。8.2.3按8.1.1确定缺陷的昀大当量直径。8.2.4密集缺陷区边界为进行几何修正后的缺陷分布范围。8.2.5记录缺陷密集区尺寸、昀大缺陷当量直径及其在锻件上的坐标位置。8.3空心锻件中密集缺陷的测量和记录8.3.1根据缺陷信号前沿在扫描线上的位置测定缺陷的深度分布范围。8.3.2根据探头中心声束扫查到缺陷的移动范围测定缺陷的轴向分布范围。8.3.3根据探头中心声束扫查到缺陷的移动范围，并按被探部位曲率进行几何修正值测定缺陷的周向分布范围。8.3.4按8.1.1确定缺陷的昀大当量直径。8.3.5密集缺陷区边界为缺陷的轴向分布边界和周向分布边界所组成的范围。8.3.6记录缺陷密集区尺寸、昀大缺陷当量直径及其在锻件上的坐标位置。8.4连续(条状)缺陷的测量和记录8.4.1用半波高度法测定缺陷的轴向指示长度，并根据被测部位的曲率进行几何修正测定垂直于指示JB/T1581－19965长度的缺陷宽度。8.4.2按8.1.1确定缺陷的昀大当量直径。8.4.3记录连续(条状)缺陷长、宽度、昀大缺陷当量直径及其在锻件上的坐标位置。8.5游动缺陷信号的测量和记录8.5.1测定信号在扫描线上游动的昀小值和昀大值以确定信号游动范围。8.5.2用波高消失法测定探头周向移动范围。8.5.3用6dB法测定缺陷的轴向长度。8.5.4按8.1.1确定缺陷昀大信号处的当量直径及其位置。8.5.5记录缺陷信号游动范围、探头移动弧长范围、轴向长度、昀大反射当量直径及其在锻件上的坐标位置。8.6对由缺陷引起底波明显降低的部位，应将底波的降低程度及明显降低的区域进行测定和记录。8.7当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、取向分布状况、信号的静态和动态特征以及锻件的冶炼、锻造、热处理等工艺因素进行综合分析，提出判定缺陷性质的意见。必要时还应采取其他检验方法协同验证。9探伤结果的评定各类锻件的探伤结果分别按JB/T7025、JB/T1265、JB/T7027、JB/T7026、JB/T1267和JB/T7178中规定进行评定，见附录A(标