机 械 工 业 部 重 型 矿 山 机 械 工 业 局 企 业 标 准
JB/ZQ 6112--84
汽轮发电机用钢质环的超声波检验方法
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本标准包括使用超声横波和纵波检验内径同壁厚之比等于或大于5：1、壁厚为25--100mm的汽轮发电机护环时应遵循的步骤。
本标准叙述用接触法和液浸法护环进行超声检验的方法，但并不限制使用其他的检验方法。
本标准等效采用ＡＳＴＭ Ａ531--74(1979年重新审定)《汽轮发电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
应使用频率为1--5ＭＨz的脉冲反射式超声波探伤仪进行检验。探伤仪的垂直线性、水平线性、动态范围、信噪比、分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。探伤仪应具有衰减量不小于60dB的连续可调的衰减器。
1.1.1 当采用液浸法检验时，必须使用适当的检验设备，以便使护环能浸入耦合液中或者能在工件和探头之间采用液柱或溢流耦合来进行检验。设备还应配备用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 应使用频率为2--2.5ＭＨz或1--1.25ＭＨz的、折射角为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2--2.5ＭＨz的频率）。探头应具有足够的声穿透性，以便能清楚地分辨出超过总噪声电平的Ｖ型槽信号。
1.2.1.2 应使用频率为5ＭＨz、2--2.5ＭＨZ或1--1.25ＭＨz的，晶片直径为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，可采用其他频率、其他类型的探头进行检验。
1.2.1.4 可将探头的有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 应使用频率为5ＭＨz、2--2.5ＭＨz或1--1.25ＭＨz的、晶片直径为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）护环制造厂可以任意选择。
1.2.2.2 控制换能器的操纵支架应能调整换能器的角度，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 当把探头浸入液体时，可使用同轴电缆和探头接管将探头同电子设备相连而导通电脉冲，也可用准直管修正声束的形状。
1.3 监控装置
可用具有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），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、涂料及其他异物。
3耦合剂
3.1 当采用接触法检验时，应使用适当的耦合剂，如清洁的机油，以便获得良好的声耦合。
3.2 当采用液浸法检验时，应使用能将超声波从换能器耦合到工件中去的液体（如水、油、甘油等），在耦合液中可添加防锈剂、软化剂和湿润剂。含有添加剂的耦合液，不应损害被检工件表面或检验用容器，并应能润湿被检工件表面，以提供良好接触。耦合液可加热到适当温度，但不应有气泡。
4横波检验方法
4.1 校正基准
4.1.1 应刻制一条Ｖ形槽作为校正基准，槽的角度为60--85°，长度为6.5mm，并应刻在护环外圆表面。Ｖ形槽所在位置，沿护环轴向，应离端部足够远，以避免可能产生的侧壁反射干扰。沿护环周向，应选在对护环材料有代表性的区域，该区域可用横波波束对准圆周方向，以足能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形槽的深度为护环壁厚的1%，但*小应为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，可以采用与护环具有相同材料、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，长度应足以显示校准槽三次反射信号。
4.1.4 采用液浸法轴向横波检验时，可在护环外圆表面离端部足够远的位置刻制一条圆周方向的槽，使其回波能同外径的端角清楚分辨。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*大信号出现为止。
4.2.2 调整扫描线长度，使校准槽的**次和**次反射波大致在扫描基线的40%和80%的位置。
4.2.3 调整增益，使**反射波高为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明显的差别，则应重新刻制一条新的校准槽。
4.2.4 用同样方式可找并标出槽的**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线和半波高位置的连线，这两条线分别称为*高基准线和半波高基准线。
4.3 液浸法中的仪器校正
4.3.1 圆周方向
4.3.1.1 使换能器垂直于护环外圆表面，并使得到的水声程为75±6.5mm。调整扫描延迟和扫描线长度，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两次能在荧光屏上清楚地显示，将换能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，如果发现幅度上有明显的差别，则应刻制一条新的校正槽。
4.3.1.2 调整增益，使**次反射波的波高为40mm，并标出该回波高度和半波高的位置。
4.3.1.3 用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线，这两条线分别称为波高基准线和半波高度基准线。
4.3.2 轴线方向
4.3.2.1 如4.3.1.1条中所述，使换能器垂直于外圆表面，并使得到的水声程为75±6.5mm。再将换能器放在周向基准线的上方，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**次反射波的波高为40mm，并标出波高和半波高的位置。
4.3.2.3 用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线和半波高连线，这两条线分别称为波高基准线和半波高基准线。
4.4 扫查
4.4.1 接触法
4.4.1.1 周向扫查
将探头用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区应大致为换能器（不是探头）直径的15%，直到整个护环外圆扫查完毕为止。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为换能器直径的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，为了防止由于探头接触不稳而漏检，可将扫查灵敏度在定量灵敏度（一次基准线）基础上适当提高，发现缺陷信号需要用基准线测量时，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区应大致为换能器直径的15%，直到整个护环外圆表面扫查完毕。重新调整探头，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区应大致为换能器直径的15%，直到整个护环外圆表面扫查完毕。重新调整探头，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，应参照波高基准线，评价内部缺陷时，应参照半波高基准线。
4.5.2 在检验过程中，应在护环上标出超过相应基准线的所有显示信号的位置。在护环固定不动的情况下复查在护环转动时发现的所有信号显示，并记录复查结果。
4.5.3 将Ｖ形槽所在位置规定为类似时钟12点整所在位置，记录所有达到或超过各自基准线的信号显示的数量、幅度和位置（轴向的、径向的以及时钟方向的位置）。对于超过相应基准线的信号幅度，按超过量的分贝值或对超过的百分数按10%的增量记入检验报告。
4.5.4 当出现许多可记录的信号时，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 为了对超声检验中产生的多种可变因素进行校正，必须利用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 超声探伤中用的对比试块，其声学特性如衰减、噪声电平、声速等应与被检件相似，否则需作相应的修正。
5.1.3 校正用的对比试块应按5.1.1和5.1.2条的要求制作，具有直径为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5ＭＨZ的探头、非磁性护环用2--2.5ＭＨZ或1--1.25ＭＨZ的探头）。选择一个在声学特性上同被检护环等效的对比试块，其金属声程为Ｔ－20mm或Ｔ－25mm（Ｔ为被检护环的壁厚）。
5.2.1.2 将探头置于校正用对比试块进入面上，调整增益，使直径3mm的平底孔的回波高度为40mm。
5.2.1.3 将探头置于被检护环的外圆表面，调整扫描线，使 荧光屏上至少有两次底面回波显示。
5.2.2 液浸法（径向检验）
5.2.2.1 将换能器（合金钢护环用5ＭＨz的，非磁性护环用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为20mm的对比试块。
5.2.2.2 调整换能器的位置，以得到75±6.5m的水声程，且使声束垂直于校正用对比试块的表面。
5.2.2.3 使换能器的位置在对比试块进入面的上方，调整扫描延迟和扫描长度。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20mm金属声程的基准孔的回波高度为40mm。。
5.2.2.4 不改变检验灵敏度，调整换能器，使其垂直于护环的外圆表面。换能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，可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，采用接触法。调整扫描线长度，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为40mm。
5.3 接触法扫查
5.3.1 径向检验
将扫查探头用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区应大致为换能器（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，为了防止由于探头接触不稳而漏检,可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区应大致为换能器宽度的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器，用互相有覆盖区的扫查方法检验整个护环。每次扫查同上一次扫查的重叠区应大致为换能器直径的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 在锻件上标出所有信号的位置，并作记录。在灵敏度不变情况下，所有随信号同时出现的底波消失情况，以及所有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信号，并记录复查的结果。
5.5.1.2 将Ｖ形槽规定为类似时钟12点整的位置，记录所有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。也可以使用一套不同深度的直径为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，那些显示出多次底波有明显衰减或位移的区域，必须当作信号记录并加以说明。应对这些区域作一步的探查，其方法是扩展扫描线并用较高的频率对缺陷进行探测，或者采用其他型式的探头对缺陷进行探测。
5.5.2 轴向检验（仅用于接触法）
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信号，并记录复查的结果。
5.5.2.2 将Ｖ形槽规定为类似时钟12点整的位置，以底面回波的10%为增量，记录所有信号的数量、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
7.1 没有可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形槽反射信号不能从噪声电平中区别出来的护环，应予拒收。
7.3 凡有可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。
本标准主要起草人郑中兴。
机械工业部重型矿山机械工业局 1984-05-16发布 1984-10-01实施
