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JB 1581—85 汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声探伤方法

                    中华人民共和国机械工业部部标准

JB 158185   代替JB158175

              汽轮机、汽轮发电机转子和主轴锻件超声探伤方法

    本标准适用于JB126572《电站汽轮机和船用汽轮机主轴、整体转子锻件技术条件》以及JB 126772《汽轮发电机转子锻件技术条件》中各类转子和主轴锻件的超声探伤。其它轴类锻件可参考使用。

1应用前提

1.1 本标准采用2~2.5MHz的探测频率,按照脉冲反射式原理,在转子和主轴锻件的外圆表面用直探头进行接触法探伤,探头的更大直径为28mm。必要时可使用其它行之有效的方法(如变换探测频率、探头规格、增加探伤面等)进行检查。

1.2 从事转子和主轴锻件超声探伤的人员应持有有关部门颁发的相应资格的证书,并能正确理解和使用本标准。

2一般要求

2.16.3 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形状,避免出现妨碍探伤工作的锥体、沟槽、圆孤形过渡区等几何形状。表面粗糙度Ra应不大于6.3μm,并且没有划伤、机加工留下的细屑、油漆或其它外来粘附物。

2.2 锻造厂为反映出厂质量而作的超声探伤,一般应在*终热处理之后进行,如果必须在*终热处理之前加工出**、沟槽、锥体等几何形状,也允许采用加工这些几何形状之前的*后一次探伤结果作为评定锻件质量的依据。

2.3 *终热处理之后为反映出厂质量而作的探伤,必须在锻件的材质衰减系数不大于每米4分贝的情况下进行。

2.4 材质衰减系数的测定,应在被探部位的端部200~500mm轴向范围内无缺陷信号的圆周面上用2~2.5MHz的探测频率进行。

2.5 锻件交货前未能进行探伤的部位,交货后可由订货厂补作探伤,其探伤结果也同样是评定锻件质量的依据。

3设备要求

3.1 用于转子和主轴锻件探伤的探伤仪,应至少具有1.252.55MHz三种频率,或者数值相近的其它探测频率。

3.2 探伤仪应备有数值可按1dB2dB间隔进行全量程调节、*大衰减量不低于50dB的衰减器。衰减器的精度应在任意12dB中误差不大于±1dB

3.3 在用2~2.5MHz、直径20mm的直探头探测CS2型试块上测距500mm、直径2mm平底孔时,探伤装置的有效灵敏度余量应在平底孔的信号幅度等于示波屏垂直显示极限75%的情况下,不小于20dB

3.4 探伤仪的水平线性误差应不大于2%,垂直线性误差不大于5%,分辨力应不小于20dB,*大灵敏度下的盲区应不大于20mm,按ZBY23084A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件》的规定测量。

3.5 探头性能应按ZBY23184《超声探伤用探头性能测试方法》的规定。

4参考试块

4.1 在需要使用参考试块调节扫描线比例和探伤灵敏度、绘制“距离—幅度”曲线和确定缺陷当量时,应使用CS2型参考试块。

    CS2型参考试块的形状、尺寸、数量、材质、加工要求等见本标准的附录A

4.2 本标准不限制使用与CS2型试块有等效作用的其它试块。

5探伤灵敏度

5.1 用于转子和主轴锻件的探伤灵敏度,应能有效地发现被检锻件中当量直径等于和大于2mm的缺陷。

    为便于发现缺陷,允许在寻找缺陷的扫查中使用高于规定数值的灵敏度,但在发现缺陷之后进行的各项测定工作,则必须在规定的灵敏度下进行。

5.2 为了调整探伤灵敏度的需要,应在扫描线上方等于屏高40%~80%的范围内事先选定一个平行于扫描线的基准高度。

5.3 当被探部位的厚度大于探头的三倍近场区时,可任意选用底波调整法或试块调整法调整探伤灵敏度;当被探部位的厚度等于或小于探头的三倍近场区时,应采用试块调整法。

5.4 底波调整法

5.4.1 先用能足以显示材料组织的高灵敏度在锻件上找出无缺陷的部位。

5.4.2 在符合5.4.1款要求的部位上把底波幅度调到等于基准高度。

5.4.3 根据被探部位的厚度以及底面形状提高探伤仪增益至规定数值(见5.4.4款和5.4.5款)。

5.4.4 探测实心锻件时,需提高的增益数值可用下式求得:

Ma=2λDa/πd2

式中:Ma——需提高的增益倍数;       Da——被探部位的直径,mm

       d——平底孔直径,mm(此处d等于2mm);λ——波长,mm

       π——圆周率,即3.14159

5.4.5 探测有中心孔的锻件时,需提高的增益数值可用下式求得:

                                               _____

Mr=(2λT/πd2)·√Di/Da

式中:Mr——需提高的增益倍数;      T——被探部位的厚度,mm

       Da——被探部位的外径,mm  Di——被探部位的内径,mm

       d——平底孔直径,mm(此处d等于2mm);λ——波长,mm

       π——圆周率,即3.14159

5.5 试块调整法

5.5.1 使用CS2型参考试块或具有等效作用的其它试块上测距等于或近于锻件厚度、直径2mm的平底孔进行调整。

5.5.2 把符合5.5.1款要求的平底孔信号幅度调至等于基准高度。

5.5.3 根据被探部位的直径提高探伤仪的增益至规定数值(见5.5.4),用以补偿锻件圆孤面引起的声能损失。

5.5.4 需提高的增益数值应从CSR型试块上测得。

    CSR型试块的形状、尺寸、数量、材质、加工要求等,见本标准的附录B

6扫描线的比例调节

    在调节扫描线的比例时,应使**次底波的前沿位置不超过示波屏水平极限的80%,以利观察一次底波之后的某些信号情况。

7扫查要求

7.1 探头在被探部位的移动速度不大于150mm/s,相邻两次扫查之间应有一定的重叠,重叠宽度不小于扫查宽度的15%

7.2 在同一个探伤面上,应进行两次扫查,并使两次扫查之间的扫查方向相垂直。

7.3 在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。

7.4 如果遇到底波信号或其它非缺陷信号(如探头反射信号、迟到波信号等)发生明显降低或消失时,应及时查明发生此种情况的原因。

8缺陷信号的分类

8.1 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2mm的缺陷信号。

8.2 分散缺陷信号:在边长50mm的立方体内,数量少于5个,当量直径不小于2mm的缺陷信号。

8.3 单个缺陷信号:间距大于50mm、当量直径不小于2mm的缺陷信号。

8.4 连续缺陷信号:某个测距上当量直径不小于2mm,幅度波动范围能在探头持续移动距离等于或大于30mm的区间内不大于2dB的缺陷信号。

8.5 游动缺陷信号:探头在被探部位移动时,信号前沿位置的移动距离相当于25mm25mm以上工件厚度的缺陷信号。

9缺陷的测量与记录

9.1 探伤中遇到缺陷信号之后,应根据缺陷信号的类别采用不同的方法对缺陷进行测定。

9.2 当遇到单个或分散缺陷信号时应进行的测量工作:

   a. 缺陷的当量直径;

   b. 缺陷在锻件上的位置。

9.3 在实心锻件上遇到密集缺陷信号时应进行的测量工作:

   a. 缺陷的深度分布范围(根据缺陷信号前沿在扫描线上的位置进行测量);

   b. 缺陷的轴向分布范围(根据探头中心声束扫查到缺陷的移动范围进行测定);

   c. 缺陷的*大当量直径;

   d. 缺陷密集区在锻件上的位置。

9.4 在空心锻件上遇到密集缺陷信号时应进行的测量工作:

   a. 缺陷的深度分布范围(根据缺陷信号前沿在扫描线上的位置进行测量);

   b. 缺陷的轴向分布范围(根据探头中心声束扫查到缺陷的移动范围进行测量);

   c. 缺陷的周向分布范围(测量方法与9.4b相同,但必须根据被测部位的曲率对测量值进行几何修正);

   d. 缺陷的*大当量直径;

   e. 缺陷密集区在锻件上的位置。

9.5 当遇到连续缺陷信号时应进行的测量工作:

   a. 缺陷的指示长度和垂直于指示长度的缺陷宽度(用半波高度测长法进行测量,沿周向测量时,应根椐被测部位的曲率对测量值进行几何修正);

   b. 缺陷的*大当量直径;

   c. 缺陷在锻件上的位置。

9.6 当遇到游动缺陷信号时应进行的测量工作:

   a. 信号的游动范围(用相当于工件厚度的*小值和*大值两个数值表示);

   b. 能探测到缺陷的探头周向移动范围(弧长);

   c. 缺陷信号幅度*大处的缺陷当量和缺陷位置;

   d. 缺陷的轴向长度(用半波高度测长法进行测量);

   e. 缺陷在锻件上的位置。

9.7 在根据缺陷信号幅度测量缺陷当量直径时,应使用平底孔的“距离—幅度”关系进行修正。

9.8 在由缺陷引起底波明显降低的部位,应对底波的降低程度及明显降低的区域进行测量。

9.9 对游动距离小于工件厚度25mm的缺陷信号,可用四参数作图法估判缺陷的位置和走向。

    注:四参数作图法是在能探测缺陷的探头周向移动范围内建立多个测量点,利用各个测量点上测到的缺陷测距、缺陷信号幅度和底波幅度分析缺陷位置、走向以及尺寸的一种作图方法。

9.10 在需要制定缺陷性质时,应根据缺陷的尺寸(当量、长度、宽度等),数量、形状、方位、分布状况,信号静态和动态的特征,锻件材料的特性、冶炼、锻造、热处理等工艺因素综合分析,给出参考意见。必要时还应采取其它检验方法协同验证。

9.11 凡按9.2~9.10条要求测量和制定的结果都应记录。

10 探伤报告

10.1 探伤完毕后应书写探伤报告。

10.2 探伤报告应包括下列内容:

    a. 锻件名称、图号、材料、尺寸简图、热处理状态;

    b. 锻件编号、炉号、产品命令号(或工作号);

    c. 委托单位、委托日期、委托编号;

    d. 探伤条件;

    e. 9.11中规定记录的内容及缺陷分布图(展开图);

    f. 未探伤的部位及其原因;

    g. 有参考价值的波形图;

    h. 有必要说明的情况;

    i. 探伤日期、探伤者的资格证号、探伤者和审核者的签名。

    A

CS2型参考试块及其技术要求

(补充件)

A1CS2型参考试块为平面型试块,由两种试块组成,一种是没有平底孔的大平底试块,另一种是底部有直径2~8mm平底孔的试块。

A2 试块总数66块,其中大平底试块11块,平底孔试块55块。

A3 采用电炉或平炉熔炼的45碳钢钢锭,经锻压和正火处理后进行加工(锻压比不小于3)。

A4 5MHz、直径1.6mm平底孔信号幅度等于屏高80%的灵敏度探测试块时,示波屏上应当不出现缺陷信号,信噪比不小于6dB,试块中心轴线上的材质衰减系数不大于每米4dB

A5 试块外形及各部分尺寸见表A1

A1 CS2型参考试块尺寸及外形

序号

试块编号

孔径dmm

测距L1mm

高度L2 mm

外径Dmm

参考图

序号

试块编号

孔径dmm

测距L1 mm

高度L2mm

外径Dmm

参考图

1

25/0

0

25

25

35

a

34

150/4

4

150

175

85

b

2

25/2

2

25

50

35

b

35

150/6

6

150

175

85

b

3

25/3

3

25

50

35

b

36

150/8

8

150

175

85

b

4

25/4

4

25

50

35

b

37

200/0

0

200

200

100

a

5

25/6

6

25

50

35

b

38

200/2

2

200

225

100

b

6

25/8

8

25

50

35

b

39

200/3

3

200

225

100

b

7

50/0

0

50

50

50

a

40

200/4

4

200

225

100

b

8

50/2

2

50

75

50

b

41

200/6

6

200

225

100

b

9

50/3

3

50

75

50

b

42

200/8

8

200

225

100

b

10

50/4

4

50

75

50

b

43

250/0

0

250

250

110

a

11

50/6

6

50

75

50

b

44

250/2

2

250

275

110

b

12

50/8

8

50

75

50

b

45

250/3

3

250

275

110

b

13

75/0

0

75

75

60

a

46

250/4

4

250

275

110

b

14

75/2

2

75

100

60

b

47

250/6

6

250

275

110

b

15

75/3

3

75

100

60

b

48

250/8

8

250

275

110

b

16

75/4

4

75

100

60

b

49

300/0

0

300

300

120

a

17

75/6

6

75

100

60

b

50

300/2

2

300

325

120

b

18

75/8

8

75

100

60

b

51

300/3

3

300

325

120

b

19

100/0

0

100

100

70

a

52

300/4

4

300

325

120

b

20

100/2

2

100

125

70

b

53

300/6

6

300

325

120

b

21

100/3

3

100

125

70

b

54

300/8

8

300

325

120

b

22

100/4

4

100

125

70

b

55

400/0

0

400

400

140

a

23

100/6

6

100

125

70

b

56

400/2

2

400

425

140

b

24

100/8

8

100

125

70

b

57

400/3

3

400

425

140

b

25

125/0

0

125

125

80

a

58

400/4

4

400

425

140

b

26

125/2

2

125

150

80

b

59

400/6

6

400

425

140

b

27

125/3

3

125

150

80

b

60

400/8

8

400

425

140

b

28

125/4

4

125

150

80

b

61

500/0

0

500

500

155

a

29

125/6

6

125

150

80

b

62

500/2

2

500

525

155

b

30

125/8

8

125

150

80

b

63

500/3

3

500

525

155

b

31

150/0

0

150

150

85

a

64

500/4

4

500

525

155

b

32

150/2

2

150

175

85

b

65

500/6

6

500

525

155

b

33

150/3

3

150

150

85

b

66

500/8

8

500

525

155

b

      

 

 

a

 

 

 

 

b

 



 

    B

CSR型参考试块及其技术要求

(补充件)

B 1 CSR型参考试块为大平底试块,用以测量探测面为凸形圆柱面的锻件探伤中,因曲率不同而引起的声能损失。

B 2 试块总数14块,其中1块的探测面为平面,其余13块为曲率不同的凸形圆柱面。

B 3 采用电炉或平炉熔炼的45碳钢钢锭,经锻压和正火处理后进行加工(锻压比不小于3)

B 4 5MHz、直径1.6mm平底孔信号幅度等于屏高80%的灵敏度探测试块时,示波屏上应当不出现缺陷信号,信噪比不小于6dB,试块中心轴线上的材质衰减系数不大于每米4dB

B 5 试块外形及各部份尺寸见表B1

B1   CSR参考试块尺寸及外形

序号

试块编号

探测面R

              

 

 

 

 

1

 

 

 

 

75/0

 

 

 

 

 

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

75/50

75/75

75/100

75/125

75/150

75/200

75/300

75/400

75/500

75/600

75/700

75/750

75/800

50

75

100

125

150

200

300

400

500

600

700

750

800

 



_______________________

附加说明:

本标准由上海材料研究所提出并归口。

本标准由上海材料研究所负责起草。

本标准主要起草人:徐立贤

机械工业部1985-05-18发布               1985-12-01实施

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