ICS19.100 J04 中华人民共和国国家标准 GB/T31213.2—2014 无 损检测 铸铁构件检测 第2部分:声超声检测方法 Non-destructivetesting—Testingofcastironequipmentsand components—Part2:Testmethodforacousto-ultrasonic 2014-09-03发布 2015-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T31213《无损检测 铸铁构件检测》分为三个部分: ———第1部分:超声检测方法; ———第2部分:声超声检测方法; ———第3部分:声发射检测方法。 本部分为GB/T31213的第2部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分由全国无损检测标准化技术委员会(SAC/TC56)提出并归口。 本部分起草单位:中国特种设备检测研究院、北京航空航天大学、北京声华兴业科技有限公司、河南 省锅炉压力容器安全检测研究院、杭州市特种设备检测院、保定市特种设备监督检验所、山东瑞祥模具 有限公司、硕德(北京)科技有限公司。 本部分主要起草人:沈功田、李丽菲、梁琳、吴占稳、董屹彪、党林贵、王旭辉、陈海云、万海涛、 张君娇、王珊珊、苑一琳、香勇、刘延雷、张海营。 ⅠGB/T31213.2—2014 无损检测 铸铁构件检测 第2部分:声超声检测方法 1 范围 GB/T31213的本部分规定了铸铁构件的声超声检测方法。 本部分适用于铸铁构件(包括铸铁烘缸、铸铁管道元件、铸铁阀门、铸铁结构件等)表面/近表面裂纹 缺陷和内部冶金缺陷的快速检测。 注:本部分未建立评价判据,具体的判据由合同各方协商确定。 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。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。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。 GB/T9445 无损检测 人员资格鉴定与认证 GB/T12604.1 无损检测 术语 超声检测 GB/T12604.4 无损检测 术语 声发射检测 GB/T19800 无损检测 声发射检测 换能器的一级校准 GB/T19801 无损检测 声发射检测 声发射传感器的二级校准 GB/T20737 无损检测 通用术语和定义 GB/T31213.1 无损检测 铸铁构件检测 第1部分:超声检测方法 3 术语和定义 GB/T12604.1、GB/T12604.4和GB/T20737界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 声超声 acousto-ultrasonic 一种利用诱发应力波检测和评估被检构件弥散缺陷状态、损伤状况以及机械性能变化的无损检测 方法。 注:声超声检测是声发射信号分析与超声波材料表征方法的结合。 3.2 检测间隔 testinginterval 声超声检测时,接收探头以相同间隔扫查的移动距离。 3.3 最大容许缺陷 maximumpermittedartificialdefect 不超过铸铁构件设计或制造相关标准规定的最大尺寸的缺陷。 3.4 最大检测间距 maximumtestingdistance 在一定灵敏度条件下,激励探头与接收探头之间可达到的最大检测距离。 1GB/T31213.2—2014 4 方法概要 4.1 方法原理 声超声检测方法是一种根据超声波在构件中传播时产生的衰减变化对构件损伤实施检测的方法, 其检测原理见图1。将检测探头放置在待测构件表面,信号发生器产生激励信号使激励探头发射超声 波,该超声波在构件内部与材料(包括各种内在的或外部环境作用产生的缺陷/损伤)相互作用并经历界 面的多次反射与波型转换后,到达接收探头,由于接收信号携带了材料内部信息,采集和分析接收信号, 提取出能反映材料有无损伤变化的参量,从而根据该参量的变化情况对材料内部缺陷/损伤作出判断。 图1 铸铁构件声超声检测原理示意图 4.2 检测方式 声超声检测方法有同侧和异侧两种检测方式。 同侧检测方式如图2a)所示,激励探头与接收探头(一个/多个)位于被检构件的同一表面上。 异侧检测方式如图2b)所示,激励探头与接收探头(一个/多个)分别位于被检构件上下相对的两 个表面上。 a) 同侧检测方式 b) 异侧检测方式 图2 铸铁构件声超声检测方式示意图 4.3 扫查方式 检测时,检测探头的扫查方式包括如下三种类型: a) 激励探头位置固定,接收探头以一定检测间隔沿激励-接收探头连线延长线移动,如图3a) 所示; 2GB/T31213.2—2014 b) 激励-接收探头间距固定,二者同时以一定检测间隔在被检构件表面移动,如图3b)所示; c) 激励探头位置固定,多个接收探头按照一定阵列排布,如图3c)所示。 a) 激励探头固定,接收探头移动 b) 激励-接收探头同时移动 c) 多个接收探头 说明: ●———激励探头; ○———接收探头。 图3 铸铁构件声超声检测探头扫查方法示意图 5 安全要求 本章没有列出进行检测时所有的安全要求,使用本部分的用户应在检测前建立安全准则。 检测过程中的安全要求至少包括: a) 检测人员应遵守被检件现场的安全要求,根据检测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴有关防 护设备; b) 若有要求,使用的电子仪器应具有防爆功能; c) 在封闭空间内进行操作时,应考虑氧气含量等相应因素,并采取必要的保护措施; d) 在高空进行操作时,应考虑人员、检测设备器材坠落等因素,并采取必要的保护措施; e) 在极端环境下进行操作时,如低温、高温等条件下,应考虑冻伤、烫伤、中暑等因素,并采取必要 的保护措施; f) 如果存在有毒有害气体等其他可能损害人体的各种环境因素,在实施检测时,应仔细加以辨 识,并采取必要的保护措施。 6 人员要求 采用本部分进行检测的人员应按GB/T9445的要求或有关主管部门的规定取得相应无损检测 人员资格鉴定机构颁发或认可的超声或声发射检测等级资格证书,从事相应资格等级规定的检测 工作。 3GB/T31213.2—2014 7 检测工艺规程 7.1 通用检测工艺规程 从事声超声检测的单位应按本部分的要求制定通用检测工艺规程,其内容至少应包括如下要素: a) 适用范围; b) 执行标准、法规; c) 检测人员资格; d) 检测仪器设备:耦合剂、激励探头、接收探头、信号线、前置放大器、信号发生器、波形信号处理 器、检测数据采集和分析软件等; e) 被检件的信息:几何形状与尺寸、材质、设计与运行参数; f) 检测覆盖范围及探头扫查部位; g) 被检件表面状态; h) 检测时机; i) 灵敏度测量、距离-幅度曲线绘制; j) 检测过程和数据分析解释; k) 检测结果的评定; l) 检测记录、报告和资料存档; m) 编制、审核和批准人员; n) 编制日期。 7.2 检测作业指导书或工艺卡 应按9.1.3执行。 8 检测设备和器材 8.1 声超声检测系统 8.1.1 声超声检测系统包括超声信号激励和接收两部分。 8.1.2 超声信号激励部分包括信号发生器、信号线和激励探头,信号发生器经由信号线向激励探头发 送激励信号,激励信号的频率、幅值、周期数、重复频率应连续可调。 8.1.3 超声信号接收部分包括接收探头、信号线、前置放大器、波形信号处理器以及信号显示和存储设 备,该部分应具有信号波形采集、显示、分析与存储的功能。 8.1.4 声超声检测系统至少满足以下要求: a) 激励探头和接收探头的工作频带宜在30kHz~500kHz的范围内,应根据实际被检件的材 料、几何尺寸和检测灵敏度要求来选择; b) 激励探头和接收探头应适用于被检构件材料和作业的工作温度; c) 数据采集频率不低于激励信号最高频率的10倍,且与激励信号具有同步功能; d) 应具有绘制和存储距离-幅度曲线的功能; e) 应具有信号波形和信号波形特征参数两种信号采集方式,且可实现波形局部放大; f) 应具有实时存储检测信号的功能。 4GB/T31213.2—2014 8.2 试件 8.2.1 校准试件 校准试件用于对检测仪器进行灵敏度和各种功能的测试。校准试件应选用铸铁构件常用材料制 作,宽度不小于100cm,有深度为3mm和10%校准试件厚度的矩形切槽各一个,如图4所示。切槽的 长度为30mm,宽度在0.5mm~1mm,深度方向的公差为±0.2mm。校准试件的长度、厚度和切槽位 置的要求见表1。 图4 校准试件 表1 校准试件的要求 单位为毫米 序号 厚度T 长度L矩形切槽的位置 L1 L2 L3 1 T≥20 L≥1400 400 400 200 2 T≥40 L≥1200 300 300 200 3 T≥60 L≥1000 300 300 200 8.2.2 对比试件 对比试件用于对被检件上缺陷损伤程度进行评定。对比试件应采用与被检件材料性能及几何形状 相同或相近的材料制作,并在对比试件上制作铸铁构件的最大容许人工缺陷。如进行裂纹性质的缺陷 检测,最大容许人工缺陷可以以人工刻槽来代表;如进行冶金性质的缺陷检测,对比试件可采用直接铸 造的方式来制作,也可选择带缺陷的实际工件。 8.3 检测设备的维护和校准 仪器使用单位应制定校准作业指导书,对检测设备进行周期性维护、检查和校准,以保证仪器功能, 校准结果应有相应记录和报告。 在进行现场检测之前,应在实验室内选择相应规格的校准试件对检测仪器进行校准,若检测结果与 已知试件缺陷分布相符,则表明仪器正常。 在现场进行检测时,如怀疑设备的检测结果