中华人民共和国航空工业部指导性技术文件
HB/Z 74--83
航空铝锻件超声波探伤说明书
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1适用范围
1.1本说明书适用于航空铝锻件内部缺陷的超声波检查。
1.2根据按设计图纸规定的探伤部位和验收级别可按本说明书规定制定出具体锻件的探伤图表供检验人员使用。
1.3对于曲率较大的部位一般不检查,有特殊要求的带曲率的部位,由设计、冶金、探伤人员共同协商、采取工艺措施或按4.2.4条规定的特殊方法进行检查。
1.4锻件应在淬火之后按本说明书进行检查。
2要求
2.1仪器
超声波探伤仪频率至少包括2--5MHz。仪器的其它性能应符合HB/Z59-81《航空金属材料零件超声纵波探伤说明书》的规定。
2.2探头
在铝锻件超声波探伤中主要采用水浸纵波直探头和双晶探头,亦可由供需双方共同商定采用接触法纵波直探头和横波探头。
2.2.1水浸纵波直探头可采用一般的非聚焦探头,频率通常用5MHz(个别情况可采用2.5MHz或10MHz),探头的其它性能应符合HB/Z59-81的有关规定。
2.2.2双晶探头主要用来检查薄工件或近表面缺陷,该探头的上下盲区用规定的试块(图2)经测量均不得超过2.5mm。如果下盲区大于2.5mm应进行双面探伤,频率应采用5MHz(个别情况亦可采用2.5MHz或10MHz)。对于每个双晶探头都要用规定的试块作出相应的距离--振幅曲线。探头的工作范围(图1 X1--X2之间的距离)应选择在距离--振幅曲线灵敏度比较高并且较平滑的部分。
图1 双晶探头距离--振幅曲线
2.3耦合剂
可用清洁水作为水浸法的耦合剂,水中加入防腐剂和润湿剂,水可以采用加温至60℃再冷却到室温或静置数小时的方法进行除气处理。
接触法的耦合剂一般可以采用机油,对表面光洁度较差的可以采用水玻璃、油膏等。
2.4检查装置
如果锻件或检查部位几何形状简单,可用适当的机械传动机构,使探头相对锻件移动进行检查。对于形状比较复杂的截面可用支撑管进行检查,以便使探头移动灵活。支撑管与探头要配合紧密,不得松动,以免改变声束方向。
2.5参考标准试块
参考标准试块一般可分三种类型。
2.5.1**种可用来校验仪器或探头的性能,在对形状比较规则的部位进行探伤时,可用于调整仪器灵敏度及评定缺陷,具体要求见HB/Z59-81(附录B)。
2.5.2**种是用来对形状比较复杂的部位探伤用的试块,这种试块的形状、表面状态、材料牌号与热处理状态等应完全与受检件一致。
2.5.3双晶探头用的对比试块,可用于检验仪器与探头的上下盲区,制作距离--振幅曲线,亦可用于作检查薄锻件和厚件近表面缺陷时作为缺陷评定试块(见图2)。
图2 双晶探头参考标准试块
注:⑴ ф0.8,ф1.2,ф2.0,ф3.2平底孔各一块(或根据需要选其中任何孔径).
⑵试块材料LC4,热处理状态:淬火人工时效,表面光洁度△6.
⑶公差按HB/Z 59-81要求.
2.6受检件
受检部位的表面要清洁、光滑、无凹坑、**、飞边,表面光洁度不好的要进行打磨或加工。
3验收标准
用于航空铝锻件的超声波探伤共分AA、A和B三个级别,对飞机锻件一般采用A、B两个级别,具体规定如下。
3.1表1所列为容许缺陷:
表 1 mm
级 | 单个缺陷 | 多 个 缺 陷 | 长 条 缺 陷 |
别 | 当量平底 孔 直 径 | 每个缺陷当量 平底孔直径* | 指示中心间距 | 缺陷任何部位反射的当量平底孔直径 | 长 度 |
AA | ≯1.2 | ＞0.8 | ＞25 | ≥0.8 | ≯25 |
A | ≯2.0 | ＞1.2 | ＞25 | ≥1.2 | ≯25 |
B | ≯3.2 | ＞2.0 | ＞25 | ≥2.0 | ≯25 |
* 为记录孔.
3.2在按任何**进行检验时,在规定的灵敏度下如果出现杂乱信号或一次底反射波高有大于几何形状相同的正常材料的50%的变动时,需进行材料的冶金分析以确定其原因,对该材料的验收与否的判据应以冶金分析的结果为依据。
4检验方法
4.1水浸法
4.1.1水层距离的调整,首先要使受检件的底波出现在两次界面波前面,同时满足HB/Z59-81附录C的要求。
4.1.2灵敏度调整要用与工件厚度相同平底孔埋藏深度的参考标准试块，按所要求的标准孔将回波高度调到满刻度的80%,在选择试块时,如无相同平底孔埋藏深度的试块,要按内插法选择,而不得用外推法(例如:检查57mm厚的锻件可用60mm平底孔埋藏深度的试块,而不能用55mm厚的试块)。
4.1.3调好灵敏度以后用装有支撑管的探头在锻件表面上扫查,在扫查过程中,一定注意使声束始终垂直于锻件表面,扫查间距不得大于探头有效直径的一半,扫查速度不大于3m/min。入射方向在探伤图表中用箭头符号“↓”表示。对于局部扫查的范围用“_П_П_П_”表示。
表示。
4.2双晶探头接触法
4.2.1灵敏度调整采用两个试块,一个试块的平底孔埋藏深度与上盲区(表面加工余量)相同,另一个试块的平底孔埋藏深度与试块厚度相同,以其中较高灵敏度作为探伤的起始灵敏度,并且回波高度调到满刻度的80%,亦可增加5-10dB的灵敏度余量。
4.2.2荧光屏上标距的调整:在荧光屏上往往看不到探头的界面回波,所以要一个标准试块调整荧光屏的标距。例如,用一个平底孔与底面距离为20mm的试块,在荧光屏上显示出两个回波(平底孔回波和底波)的距离为4个格,那么每个小格代表5mm。此时如检查30mm厚的锻件,将底波调到8处,声波入射到工件的入射点就应在2处,如图3所示。
图3 双晶探头在荧光屏L的定标
4.2.3双晶探头的入射方向与扫查范围的表示与4.1.3条相同,扫查速度不大于1.5m/min,扫查间距不大于探头直径的一半。在扫描过程中,要使探头隔声层的分开线尽可能与锻件流线方向一致,探头移动方向如图4所示。
图4 双晶探头移动方向
4.2.4对于形状较复杂的部位,例如,上下表面不平行、曲面等,尽量用双晶探头,在曲面上探头表面的形状要磨成与工件表面一致。
4.2.5如果表面光洁度与试块有明显差别时,可以根据具体情况进行灵敏度补偿,补偿量大小可用相同金属声程试块底波比来确定。
5标记、记录与报告
5.1经超声波检查合格的锻件要用经批准的方法打上检查者的印记,不合格的锻件不打印记,但要划出明显的标记分开保管。
5.2记录
受检件检查后均应作详细记录,内容包括受检件名称、图号、炉批号、材料牌号、热处理状态、生产日期、生产厂、所用仪器、探头、耦合剂、试块、缺陷及部位图、检查日期和检查者姓名。
5.3报告
检查结果应发出试验报告,有缺陷的锻件要标明锻件的编号。
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附加说明:
本标准由621研究所提出。
本标准由松陵机械公司起草。
本标准主要起草人曹东旭、汪景芬。
相关标准：
HB/Z 59--81《航空金属材料及零件超声纵波探伤说明书》。
航空工业部1984-01-21发布 1984-05-01实施
