机 械 工 业 部 重 型 矿 山(shān) 机 械 工 业 局 企 业 标 准
JB/ZQ 6112--84
汽轮发電(diàn)机用(yòng)钢质环的超声波检验方法
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本标准包括使用(yòng)超声横波和纵波检验内径同壁厚之比等于或大于5：1、壁厚為(wèi)25--100mm的汽轮发電(diàn)机护环时应遵循的步骤。
本标准叙述用(yòng)接触法和液浸法护环进行超声检验的方法，但并不限制使用(yòng)其他(tā)的检验方法。
本标准等效采用(yòng)ＡＳＴＭ Ａ531--74(1979年重新(xīn)审定)《汽轮发電(diàn)机钢质护环的超声检验推荐的操作方法》。
1仪器装置
1.1 探伤仪
应使用(yòng)频率為(wèi)1--5ＭＨz的脉冲反射式超声波探伤仪进行检验。探伤仪的垂直線(xiàn)性、水平線(xiàn)性、动态范围、信噪比、分(fēn)辨率和衰减器精度应符合JB 1834 《Ａ型脉冲反射式超声波探伤仪技术条件》中相应条款的规定。探伤仪应具有(yǒu)衰减量不小(xiǎo)于60dB的连续可(kě)调的衰减器。
1.1.1 当采用(yòng)液浸法检验时，必须使用(yòng)适当的检验设备，以便使护环能(néng)浸入耦合液中或者能(néng)在工件和探头之间采用(yòng)液柱或溢流耦合来进行检验。设备还应配备用(yòng)于扫查的使工件或探头平衡地作机械转动的装置。
1.2
1.2.1 接触法
1.2.1.1 应使用(yòng)频率為(wèi)2--2.5ＭＨz或1--1.25ＭＨz的、折射角為(wèi)45°的、晶片直径相当于20--30mm的斜探头进行横波检验（除由于材质衰减外，应优先选用(yòng)2--2.5ＭＨz的频率）。探头应具有(yǒu)足够的声穿透性，以便能(néng)清楚地分(fēn)辨出超过总噪声電(diàn)平的Ｖ型槽信号。
1.2.1.2 应使用(yòng)频率為(wèi)5ＭＨz、2--2.5ＭＨZ或1--1.25ＭＨz的，晶片直径為(wèi)12.0--30.0mm的直探头进行纵波检验。晶片材料（如锆钛酸铅、钛酸钡、硫酸锂等）护环制造厂可(kě)任意选择。
1.2.1.3 当需要对探测到的超声信号作进一步探查时，可(kě)采用(yòng)其他(tā)频率、其他(tā)类型的探头进行检验。
1.2.1.4 可(kě)将探头的有(yǒu)机玻璃斜楔的曲率磨成与护环的曲率相同，以保持探头和护环外径之间的*佳接触。
1.2.2 液浸法
1.2.2.1 应使用(yòng)频率為(wèi)5ＭＨz、2--2.5ＭＨz或1--1.25ＭＨz的、晶片直径為(wèi)12.0--30.0mm的水浸探头进行检验。探头的直径、频率和晶片材料（如锆钛酸铅、钛酸钡、硫酸锂等）护环制造厂可(kě)以任意选择。
1.2.2.2 控制换能(néng)器的操纵支架应能(néng)调整换能(néng)器的角度，以达到发现内部缺陷的*佳灵敏度。操纵支架的调整或旋转机械的旋转产生的偏差或自由松动不应过大，以免妨碍超声检验所要求的灵敏度。
1.2.2.3 当把探头浸入液體(tǐ)时，可(kě)使用(yòng)同轴電(diàn)缆和探头接管将探头同電(diàn)子设备相连而导通電(diàn)脉冲，也可(kě)用(yòng)准直管修正声束的形状。
1.3 监控装置
可(kě)用(yòng)具有(yǒu)适当灵敏度和监控范围的报警系统或记录仪（或两者同时使用(yòng)），以便对检验进行严密控制。
2表面光洁度 ＿
2.1 护环外径和内径的表面光洁度不应低于GB 1031《表面光洁度》所规定的ｖ5，其轴向和周向的波纹度不应超过0.02mm。
2.2 护环加工表面应无划伤、氧化皮、切削加工或打磨留下的微粒、涂料及其他(tā)异物(wù)。
3耦合剂
3.1 当采用(yòng)接触法检验时，应使用(yòng)适当的耦合剂，如清洁的机油，以便获得良好的声耦合。
3.2 当采用(yòng)液浸法检验时，应使用(yòng)能(néng)将超声波从换能(néng)器耦合到工件中去的液體(tǐ)（如水、油、甘油等），在耦合液中可(kě)添加防锈剂、软化剂和湿润剂。含有(yǒu)添加剂的耦合液，不应损害被检工件表面或检验用(yòng)容器，并应能(néng)润湿被检工件表面，以提供良好接触。耦合液可(kě)加热到适当温度，但不应有(yǒu)气泡。
4横波检验方法
4.1 校正基准
4.1.1 应刻制一条Ｖ形槽作為(wèi)校正基准，槽的角度為(wèi)60--85°，長(cháng)度為(wèi)6.5mm，并应刻在护环外圆表面。Ｖ形槽所在位置，沿护环轴向，应离端部足够遠(yuǎn)，以避免可(kě)能(néng)产生的侧壁反射干扰。沿护环周向，应选在对护环材料有(yǒu)代表性的區(qū)域，该區(qū)域可(kě)用(yòng)横波波束对准圆周方向，以足能(néng)显示护环材料组织的高灵敏度对护环进行扫查来确定。
4.1.2 Ｖ形槽的方向应是护环的轴向。Ｖ形槽的深度為(wèi)护环壁厚的1%，但*小(xiǎo)应為(wèi)0.5mm。应在消除了槽旁的挤压增肉后对槽深进行测量。
4.1.3 精加工后的护环检查，可(kě)以采用(yòng)与护环具有(yǒu)相同材料、相同壁厚、相同曲率的另一基准试块，该试块的宽度应等于或大于100mm，長(cháng)度应足以显示校准槽三次反射信号。
4.1.4 采用(yòng)液浸法轴向横波检验时，可(kě)在护环外圆表面离端部足够遠(yuǎn)的位置刻制一条圆周方向的槽，使其回波能(néng)同外径的端角清楚分(fēn)辨。槽的尺寸应和4.1.1条及4.1.2条所述相同。
4.2 接触法中的仪器校正
4.2.1 将2--2.5ＭＨz或1--1.25ＭＨz的斜探头接在探伤仪上，把探头放在校准槽上，并使晶片对准圆周方向。沿圆周方向移动探头，使 声束射向校准槽，直到能(néng)显示出槽的回波。再沿相同方向继续移动探头，直到**次反射的*大信号出现為(wèi)止。
4.2.2 调整扫描線(xiàn)長(cháng)度，使校准槽的**次和**次反射波大致在扫描基線(xiàn)的40%和80%的位置。
4.2.3 调整增益，使**反射波高為(wèi)40mm，标出该反射波高度和半波高度的位置。从相反方向探测该校准槽，如果发现在幅度上有(yǒu)明显的差别，则应重新(xīn)刻制一条新(xīn)的校准槽。
4.2.4 用(yòng)同样方式可(kě)找并标出槽的**反射波高度和半波高的位置。然后画出校正槽的两次反射波高位置的连線(xiàn)和半波高位置的连線(xiàn)，这两条線(xiàn)分(fēn)别称為(wèi)*高基准線(xiàn)和半波高基准線(xiàn)。
4.3 液浸法中的仪器校正
4.3.1 圆周方向
4.3.1.1 使换能(néng)器垂直于护环外圆表面，并使得到的水声程為(wèi)75±6.5mm。调整扫描延迟和扫描線(xiàn)長(cháng)度，使水和钢的界面反射位置出现在荧光屏左侧，并使**次外壁反射出现在荧光屏中心偏左处，使通过环壁的斜射声程至少有(yǒu)两次能(néng)在荧光屏上清楚地显示，将换能(néng)器放在校准槽的上方，并通过调整角度和水平位置使校准槽反射信号*大。再沿相反方向探测校准槽，如果发现幅度上有(yǒu)明显的差别，则应刻制一条新(xīn)的校正槽。
4.3.1.2 调整增益，使**次反射波的波高為(wèi)40mm，并标出该回波高度和半波高的位置。
4.3.1.3 用(yòng)同样方法来找并标出槽的**次反射波高度和半波高度的位置。然后画出槽的两次反射波高位置和半波高位置的连線(xiàn)，这两条線(xiàn)分(fēn)别称為(wèi)波高基准線(xiàn)和半波高度基准線(xiàn)。
4.3.2 轴線(xiàn)方向
4.3.2.1 如4.3.1.1条中所述，使换能(néng)器垂直于外圆表面，并使得到的水声程為(wèi)75±6.5mm。再将换能(néng)器放在周向基准線(xiàn)的上方，调整角度和水平位置，使超声波束朝向较近的护环端面时校准槽的反射信号*大。
4.3.2.2 调整增益，使**次反射波的波高為(wèi)40mm，并标出波高和半波高的位置。
4.3.2.3 用(yòng)相同的方式寻找并标出校准槽的**反射波的波高和半波高的位置。然后画出连接校准槽的两次反射波的波高连線(xiàn)和半波高连線(xiàn)，这两条線(xiàn)分(fēn)别称為(wèi)波高基准線(xiàn)和半波高基准線(xiàn)。
4.4 扫查
4.4.1 接触法
4.4.1.1 周向扫查
将探头用(yòng)手或机械夹具压在护环外圆表面上，并使声束指向圆周方向。沿圆周方向移动探头，同时使探头保持在校准时所确定的适当接触角。逐次进行平行扫查，每次扫查与上一次扫查的重叠區(qū)应大致為(wèi)换能(néng)器（不是探头）直径的15%，直到整个护环外圆扫查完毕為(wèi)止。将探头的行进方向调转180°，重复上述过程。如果在检查时探头保持固定不动而护环旋转，则其表面移动的速度不应大于150mm/s。
4.4.1.2 轴向扫查
圆周方向检验时所确定的灵敏度也适用(yòng)于轴向检验。使探头的位置靠近护环的一端，并使声束沿轴向指向这一端。将探头沿圆周方向逐次进行平行的扫查，每次扫查与上一次扫查的重叠应大致為(wèi)换能(néng)器直径的15%，直到整个护环外圆扫查完毕。对探头的行进方向调转180°重复上述过程。如果在检查时探头保持固定不动而护环旋转，则其表面移动的速度，不应大于150mm/s。
4.4.1.3 防止漏检
在接触法扫查中，為(wèi)了防止由于探头接触不稳而漏检，可(kě)将扫查灵敏度在定量灵敏度（一次基准線(xiàn)）基础上适当提高，发现缺陷信号需要用(yòng)基准線(xiàn)测量时，仍降至原灵敏度。
4.4.2 液浸法
4.4.2.1 周向扫查
将换能(néng)器按4.3.1条所述的方法装好，使它保持在校正时所确定的适当角度。转动工件或使探头沿圆周方向移动（或使探头作轴向移动）。逐次进行平行扫查，每次扫查与上一次的重叠區(qū)应大致為(wèi)换能(néng)器直径的15%，直到整个护环外圆表面扫查完毕。重新(xīn)调整探头，沿轴向作相反方向扫查，重复上述过程。检验时表面移动速度不应大于150mm/s。
4.4.2.2 轴向扫查
按4.3.2条校正设备。转动护环或使探头沿圆周方向移动（或使探头作轴向移动），这时应使换能(néng)器保持在校正时所定的适当角度。逐次进行扫查，每次扫查与上一次扫查的重叠區(qū)应大致為(wèi)换能(néng)器直径的15%，直到整个护环外圆表面扫查完毕。重新(xīn)调整探头，沿轴向作相反方向扫查，重复上述过程。检验时表面移动速度不应大于150mm/s。
4.5 检验报告
4.5.1 在靠近内外壁表面大约6.5mm的范围内，由于缺陷所显示的信号受表面上反射超声波束的影响，其幅度大于表面以下相同缺陷的信号幅度。所以评价表面附近的缺陷时，应参照波高基准線(xiàn)，评价内部缺陷时，应参照半波高基准線(xiàn)。
4.5.2 在检验过程中，应在护环上标出超过相应基准線(xiàn)的所有(yǒu)显示信号的位置。在护环固定不动的情况下复查在护环转动时发现的所有(yǒu)信号显示，并记录复查结果。
4.5.3 将Ｖ形槽所在位置规定為(wèi)类似时钟12点整所在位置，记录所有(yǒu)达到或超过各自基准線(xiàn)的信号显示的数量、幅度和位置（轴向的、径向的以及时钟方向的位置）。对于超过相应基准線(xiàn)的信号幅度，按超过量的分(fēn)贝值或对超过的百分(fēn)数按10%的增量记入检验报告。
4.5.4 当出现许多(duō)可(kě)记录的信号时，应单独记录较大信号的数量和幅度（参考4.5.3条），并估算其余信号的数量和幅度。
5纵波检验方法
5.1 对比试块（径向检验）
5.1.1 為(wèi)了对超声检验中产生的多(duō)种可(kě)变因素进行校正，必须利用(yòng)对比试块来调整测试设备，校正测试灵敏度和评价缺陷。对比试块的制作应符合JB/ZQ 6142《超声波检验用(yòng)铝合金对比试块的制造和控制》中所述的要求。
5.1.2 超声探伤中用(yòng)的对比试块，其声學(xué)特性如衰减、噪声電(diàn)平、声速等应与被检件相似，否则需作相应的修正。
5.1.3 校正用(yòng)的对比试块应按5.1.1和5.1.2条的要求制作，具有(yǒu)直径為(wèi)3mm的平底孔。试块的金属声程的允许偏差如表1所示。
表 1 ｍｍ
被检护环的壁厚 T | 对比试块金属声程的允许偏差 |
25-40 | T±6.5 |
40-100 | T±13 |
5.2 校正
5.2.1 接触法（径向检验）
5.2.1.1 将直探头连接在探测仪器上（合金钢护环用(yòng)5ＭＨZ的探头、非磁性护环用(yòng)2--2.5ＭＨZ或1--1.25ＭＨZ的探头）。选择一个在声學(xué)特性上同被检护环等效的对比试块，其金属声程為(wèi)Ｔ－20mm或Ｔ－25mm（Ｔ為(wèi)被检护环的壁厚）。
5.2.1.2 将探头置于校正用(yòng)对比试块进入面上，调整增益，使直径3mm的平底孔的回波高度為(wèi)40mm。
5.2.1.3 将探头置于被检护环的外圆表面，调整扫描線(xiàn)，使 荧光屏上至少有(yǒu)两次底面回波显示。
5.2.2 液浸法（径向检验）
5.2.2.1 将换能(néng)器（合金钢护环用(yòng)5ＭＨz的，非磁性护环用(yòng)2--2.5ＭＨz或1--1.25ＭＨz的）安装在同探伤设备相连的探头支架上，选择一个其金属声程為(wèi)20mm的对比试块。
5.2.2.2 调整换能(néng)器的位置，以得到75±6.5m的水声程，且使声束垂直于校正用(yòng)对比试块的表面。
5.2.2.3 使换能(néng)器的位置在对比试块进入面的上方，调整扫描延迟和扫描長(cháng)度。使水-钢界面反射波的位置出现在荧光屏的左端。调整增益，使有(yǒu)20mm金属声程的基准孔的回波高度為(wèi)40mm。。
5.2.2.4 不改变检验灵敏度，调整换能(néng)器，使其垂直于护环的外圆表面。换能(néng)器和护环表面之间应保持75±6.5mm的水程（根据生产单位的设备性能(néng)，可(kě)从护环的内圆表面或外圆表面进行扫查）调整扫描控制，使荧光屏上至少有(yǒu)两次护环底面回波显示。
5.2.3 轴向校正
规定要进行轴向纵波检验时，采用(yòng)接触法。调整扫描線(xiàn)長(cháng)度，使底面回波的位置出现在荧光屏的右侧。调整仪器的控制旋钮，使护环另一端面的底面回波高度為(wèi)40mm。
5.3 接触法扫查
5.3.1 径向检验
将扫查探头用(yòng)手或机械夹具置于护环外圆表面上，保持在校正时所确定的适当接触角，沿周向移动逐次进行平行扫查。每次扫查同上一次扫查的重叠區(qū)应大致為(wèi)换能(néng)器（不是探头）宽度的15%，直到整个护环外圆表面扫查完毕。如果检验时探头保持不动而护环旋转，则其表面移动速度不应超过150mm/s。
5.3.1.1 在接触法扫查中，為(wèi)了防止由于探头接触不稳而漏检,可(kě)将扫查灵敏度在定量灵敏度基础上适当提高。当发现缺陷信号时仍降至原灵敏度。
5.3.1.2 记录两次反射声程中出现的幅度大于10mm的任何反射信号。
5.3.1.3 在护环上标出幅度大于10mm的任何反射信号，并作记录。所有(yǒu)随反射信号同时出现的底波的显著变化或消失情况，都要记入检验报告。
5.3.2 轴向检验
将探头置于护环热配合一端的表面，沿圆周方向移动。逐次进行平行扫查，每次扫查同上次扫查的重叠區(qū)应大致為(wèi)换能(néng)器宽度的15%，直到整个护环端面扫查完毕。如果探头固定不动而护环旋转，则其表面移动速度不应超过150mm/s。在检验过程中，应在护环上标出超过**次底面回波10%的反射信号位置。对于底面回波衰减50%的部位，也应看作缺陷并做好记录。
5.4 液浸法检验
5.4.1 径向检验
通过旋转护环或换能(néng)器，用(yòng)互相有(yǒu)覆盖區(qū)的扫查方法检验整个护环。每次扫查同上一次扫查的重叠區(qū)应大致為(wèi)换能(néng)器直径的15%。
5.4.1.1 注意两次反射声程中出现的幅度大于10mm的任何反射信号。
5.4.1.2 在锻件上标出所有(yǒu)信号的位置，并作记录。在灵敏度不变情况下，所有(yǒu)随信号同时出现的底波消失情况，以及所有(yǒu)底面回波的位移或幅度变动情况，都要记入检验报告。
5.5 检验报告
5.5.1 径向检验
5.5.1.1 在护环固定不动的情况下复查在护环转动状态下发现的所有(yǒu)信号，并记录复查的结果。
5.5.1.2 将Ｖ形槽规定為(wèi)类似时钟12点整的位置，记录所有(yǒu)达到和超过各自基准高度1/4的信号的幅度、数量和位置（轴向的、径向的以及时钟方向的位置），并在估算缺陷的深度上以10%的增量记录。也可(kě)以使用(yòng)一套不同深度的直径為(wèi)3mm的平底孔试块，来评价缺陷在其所在深度处的尺寸。
5.5.1.3 在径向检验时，那些显示出多(duō)次底波有(yǒu)明显衰减或位移的區(qū)域，必须当作信号记录并加以说明。应对这些區(qū)域作一步的探查，其方法是扩展扫描線(xiàn)并用(yòng)较高的频率对缺陷进行探测，或者采用(yòng)其他(tā)型式的探头对缺陷进行探测。
5.5.2 轴向检验（仅用(yòng)于接触法）
5.5.2.1 在护环静止不动的状态下复查在护环转动状态下发现的所有(yǒu)信号，并记录复查的结果。
5.5.2.2 将Ｖ形槽规定為(wèi)类似时钟12点整的位置，以底面回波的10%為(wèi)增量，记录所有(yǒu)信号的数量、幅度和位置（径向的、轴向的以及时钟方向的位置）。
6报告
6.1 超声检验的结果，必须同相应的护环识别标志(zhì)一起在书面报告上记录并加以说明。
6.2 报告必须包括下述内容：Ｖ形槽的尺寸（包括宽度和深度），可(kě)记录的信号的数量幅度和相对位置（参照4.5和5.5条）。在从几个方向都能(néng)记录到缺陷的情况下，要把这种情况加以识别。
6.3 对在异常声程或异常检测表面范围内探测到的缺陷应作出说明。
7处理(lǐ)
7.1 没有(yǒu)可(kě)记录缺陷信号的护环应予验收。
7.2 由于粗晶或显微组织而使Ｖ形槽反射信号不能(néng)从噪声電(diàn)平中區(qū)别出来的护环，应予拒收。
7.3 凡有(yǒu)可(kě)记录信号的护环应按技术条件和定货协议判定质量是否合格。
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附加说明:
本标准由德阳大型铸锻件研究所提出并归口。
本标准由北京重型机器厂负责起草(cǎo)。
本标准主要起草(cǎo)人郑中兴。
机械工业部重型矿山(shān)机械工业局 1984-05-16发布 1984-10-01实施