国家标准 GB/T51932020 代替GB/T51932007 钛及钛合金加工产品超声检验方法 Methodofutrasnieinspectionforwughttitamiuandtitamialloyprodxcts 2020-03-06发布 2021-02-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花管理委员会国家标准
GB/T5193一2020 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准代替GB/T51932007《钛及钛合金加工产品超声波探伤方法》本标准与GB/T51932007相比,除编辑性修改外,主要技术变化如下适用范围由“横截面厚度大于6mm一230mm"”扩大到“横截面厚度6mm一500mm”(见第1 章,2007年版的第1章); 增加了要素“原理”(见第3章). 增加了要素“试验条件”(见第4章); 检测人员要求中增加了“按GB/T9445的相关要求或相应标准进行技术资格的培训和鉴定” 见4.2,2007年版的3.3); -增加了“脉冲反射式超声波探伤仪能够产生、接收和显示满足频率和能级要求的高频电脉冲，可以在频率2.25MHz10MHz和1MHz一20MHz带宽之间工作”等要求(见5.1,2007年版的4.1); 修改了探头工作频率与推荐被检产品(见5.2,2007年版的4.2); -将优先选用水浸聚焦法的棒材直径由“p6m nm声45mm”修改为“p6mm80mm”见5.2. 2007年版的3.2); 增加了检测系统的要求(见5.4); 修改了对比试块及平底孔埋藏深度的要求(见第7章及表2,2007年版的第5章及表1); 的产品进行分区水浸检测时,纵被校准反射体可依据分区数进 -增加了表注:对于大于120mm 行确定(见表2及附录B); 增加了横波检测试块人工反射体型式(见7.6); 增加了当金属声程大于或等于三倍近场区距离时,可以采用大平底计算法调试检测灵敏度,并规定了调节方法(见8.2) 修改了人工信号幅度要求,水浸纵波人射角度的变化范围[见8.2及8.4b),2007年版的6.1及 6.2] 修改了检测间距的要求及有效波束的测定方法[见8.3及8.4e),2007年版的6.9.1] 修改了本底噪声要求(见8.7，2007年版的6.4):; 增加了水浸法分区检测要求和多区域检测推荐的检测区域、探头和水距(见8.12和附录C); 修改了灵敏度校准要求(见8.13，2007年版的6.1.2); 删除了验收级别中的附注(见2007年版的表3) -修改了纵波对比试块外形尺寸和公差图(见附录A,2007年版的附录A); 增加了分区检测部分样棒人工反射体埋深表(见附录B) 本标准由有色金属工业协会提出本标准由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口本标准起草单位:宝钛集团有限公司、宝鸡钛业股份有限公司、有色金属技术经济研究院、宝钢特钢有限公司湖南金天钛业科技有限公司,西部超导材料科技股份有限公司本标准主要起草人:马小怀,郭永清、江立新、冯军宁、冯永琦、白智辉、付红作、罗经晶、朱雪峰、王建国、马忠贤、高颁,贾栓孝本标准所代替标准的历次版本发布情况为 GB/T5193一1985,GB/T5193一2007
GB/T5193一2020 钛及钛合金加工产品超声检验方法范围本标准规定了钛及钛合金加工产品超声检验的原理、试验条件、仪器设备、样品、对比试块、试验步骤、试验结果的评定、检测记录和报告本标准适用于横截面厚度6 nmm500mm的钛及钛合金加工产品的超声检验,其他规格的钛及钛合金加工产品可参照执行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 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件 JB/T10061 原理声源产生的超声波进人到被检工件中以一定方向和速度向前传播,遇到两侧声阻抗有差异的界面时部分声波被反射,反射回的超声波通过检测设备接收后对其进行处理和分析,以评估工件中是否存在缺陷以及缺陷的特征等主要用于检测钛及钛合金加工产品的内部缺陷,如裂纹、气孔、疏松及其他暴露或未暴露到表面的组织上的不连续性试验条件 4.1工作场所应无强电磁干扰,并保持清洁避免灰尘及外来杂物污染而破坏检测条件 4.2检测人员应按GB/T9445的相关要求或相应标准进行技术资格的培训和鉴定并获取I级及以上无损检测人员资格,签发及解释检测报告人员应达到级及以上无损检测人员资格 5 仪器设备 5.1探伤仪脉冲反射式超声波探伤仪能够产生、接收和显示满足频率和能级要求的高频电脉冲,可以在频率 2.25MHz~10MHz和1MHz~20MHz带宽之间工作闸门、距离-波幅修正曲线、报警系统、记录仪及其他检测和处理的电子辅助设备可以根据需要使用,其他性能应满足JB/T10061的要求 5.2探头探头适用的检测方法和推荐被检产品见表1
GB/T5193一2020 表1探头与推荐被检产品及检测方法探头直径探头工作频率" 探头类型检测方法" 推荐被检产品 MHz mmm 厚度为20mm一500 0mm的平面产" 直探头 12~32 2.05.0 水浸法检测或接触法检测直径为70mm500mm的圆形产品厚度为6mm80mm的平面产品聚焦探头 620 5,.0~15.0 水浸法检测直径为6mm一80mm的圆形产品厚度为80mm~500mm的平面产品、水浸法检测 1260 聚焦探头 5.0l5.0 mm500mm的圆形产品直径为8o 双晶探头 810 2.55.0 接触法检测厚度为6mm一20mm的平面产品当供需双方同意时,允许使用频率低于2.0MHz或特殊型式的探头直径为6mm一80mm的圆形产品推荐优先选用水浸聚焦法 5.3耦合剂 5.3.1水浸法检测时,可采用水作耦合剂,水中可以添加湿润剂,水中不应有干扰超声检验的可见气泡或其他悬浮物接触法检测时,可采用水、机油、甘油、变压器油水玻璃等作耦合剂 5.3.2 5.4检测系统水浸自动化检测时,检测系统应保证检测过程中水距的变化不超过士6 ;人射角变化范围不超 mm; 过士1°;对同一规则反射体多次重复性检测时偏差不超过士1.5dB 6 样品 6.1被检产品的表面粗糙度Ra<3.24m 若需加工时,可采用圆头刀具加工,磨削或抛光表面不应有机加工或打磨的颗粒、油、润滑脂、切削混合物等对于检测要求更高的产品,可能需要提出更高的表面粗糙度要求 6.2被检产品应具有普通的几何截面,如圆形、方形、多角形等平面产品应保证各个面的平直度对比试块 7.1对比试块应采用与被检产品声学性能和表面状态相同或相近的钛及钛合金材料制作,两者之间的声传输特性差应在12dB以内若声传输特性差小于或等于12dB,在检测时应增加仪器灵敏度以补偿声传输特性差若声传输特性差大于12dB,则应更换成符合要求的对比试块 7.2检测平面产品时,应使用平面试块对比试块加工技术条件,应符合附录A的规定 7.3检测曲面产品时,应使用与检测面几何形状大致相同的对比试块,其差别不应超过被检产品曲率半径的士20% 小直径棒材应采用相同或相近曲率半径的棒材制作,对于120mm以上的圆形棒坯采用分区检测时可参照附录B进行试块制作 7.4对比试块的表面粗糙度应与被检产品的表面粗糙度相似
GB/T5193一2020 7.5纵波校准时,反射体采用平底孔其埋藏深度根据产品的外形和横截面厚度“T”,按表2中的数值来确定表2平底孔埋藏深度单位为毫米被检产品平底孔埋藏深度 613 1/2T,T-3 >1350 1/2T,6 圆形产品直径 >50130 1/2T,l/4T,6 >130500 1/2T,l/4T,1/8T,10 613 1/2T >1350 T5,1/2T,6 >50~130 T-10,1/2T,6 平面产品厚度 >130250 1/2T,1/4T,1/8T,10 >250500 1/2T,l/4T,1/8T,T-10 注对于直径或厚度大于120mm的产品进行分区水浸检测时,纵波校准反射体可依据分区数进行确定,可参考附录B. 7.6横波校准时,反射体可采用平底孔、横孔或槽伤人工反射体的具体型式及尺寸由双方协商确定 8 试验步骤 -般采用纵波法进行检测,需要时,供需双方协商也可采用横波或其他波型 8.1 8.2检测前,应采用适当的对比试块来校准仪器,使试块中人工缺陷的反射信号幅度在满屏高度的 40%80%范围内,以保证被检测的产品能按标准要求进行检测当金属声程大于或等于三倍近场区距离时,可以采用大平底计算法调试检测灵敏度使用大平底计算法调试灵敏度时,根据式(1)计算增益dB,然后将工件完好部位的底波调试到选定的基准波高,在此基础上增益dB. T" AdB=2olg 2X 式中 dB 需提高增益分贝数验收当量平底孔直径,单位为毫米(mm): 更 -被检工件中超声波波长,单位为毫米(mm): 被检工件厚度,单位为毫米(mm). 8.3采用埋藏深度小的平底孔,将仪器增益调整到适当位置,使平底孔回波幅度达到某一高度后在扫查方向上移动探头,波高降低到原波高50%的探头移动之间的距离为有效波束直径 8.4水浸法检测应满足以下要求 a 水浸法校准和检测前,应有足够的时间使水、对比试块及被检产品达到温度稳定纵被检测,调节声束人射角,使人射面的反射信号幅度达到最大,从而使纵被与人射面垂直 b 检测时,已确定的角度其变化应满足5.4的规定脉冲重复频率不低于600Hz d 根据探头和检测时的金属声程选取最佳水距检测时水距的变化应满足5.4的规定
GB/T5193一2020 检测间距不得大于有效波束直径的70% e fD 距离-振幅的修正,推荐采用电子的距离-振幅修正方法如果最小回波信号幅度不低于20% 时,也可以采用绘在荧光屏上的距离-振幅曲线,该曲线是用距离-振幅校准试块绘制的当噪声电平不遮蔽所需要的反射信号时,可采用距离-振幅校准试块最高灵敏度进行检测,用适当的金属声程进行评定 8.5接触法检测应满足以下要求接触法校准和检测时,应保证耦合良好 a b)检测的间距应不大于探头晶片直径的50%或有效声束直径的50%,二者中选取较小的 8.6底波损失的测定,应当在被检产品相互平行的表面上进行 8.7允许的本底噪声应不超过对比试块中参考平底孔反射高度的50% 如果本底噪声超过参考水平所涉及的截面应当重新全面检查,以保证产品满足规定的要求 8.8检测时的扫描速度应不大于能分辨出对比试块中的平底孔的扫描速度对于无报警系统的手动扫描,推荐扫描速度,应不大于127mm/s 对于有报警系统的手动或自动扫描,推荐扫描浊度,应不大于500mm/s 8.9仪器控制旋钮设定位置和校准时所确定的参数,在产品检测期间不得改变脉冲宽度的控制应不影响仪器垂直线性,能提供适当的分辨率 8.10检测面应符合表3的规定表3检测面被检产品检测面" 整个圆周棒材除断而所有面锻坯板材双面或单面锻件和挤压件型材按图纸和订货单要求的表面检测如果用横波或折射纵波代替邻接面检测,则所有平面产品可以只进行单面检测或双面检测这些检测和校准及检测参数,应由供需双方协商决定 8.11水浸法或接触法检测时,都可进行分区域检测,这时应对各个区域分别进行校准 8.12水浸法分区检测时,每个检测分区应至少包含埋藏深度为检测区域开始和结束的两个平底孔检测时,各分区的闸门范围应分别向两端延伸10mm(除第一个区外) 部分规格棒材推荐的检测区域、探头和水距参见附录C 8.13每次检测前、检测后或连续工作2h,应进行灵敏度校准检查如有永久性稳定的记录(C扫图或 A扫图),校准间隔可以延长到8h 检测期间若设备状态发生变动,应立即对设备进行重新校准并对上次校准以来系统灵敏度检测有怀疑的产品进行重新检查如果发现灵敏度低于原检测灵敏度 1.5dB,则应重新检验自上次校准以来的所有产品;如果发现灵敏度高于原检测灵敏度2dB,则对上次校准以来发现缺陷的产品重新检查 9 试验结果的评定 g.1纵波检测的超声质量要求,按表4规定分为四级在材料产品标准或订货单上应指定适用的级别
GB/T5193一2020 表4纵波检测的超声质量要求级别单个不连续性的孔直径/mm 0.8 AA A l.2 A 2.0 B 3.2 9.2任何一个不连续点的反射信号,应不大于与该不连续点相同深度的参考平底孔的反射信号底波损失的检查,当底部反射信号与相同或相似的同类无缺陷产品比较时,出现大于50%的非饱 9.3 和底波损失,同时在人射面与底面间伴随有讯号的增加(至少为正常的本底噪声信号的两倍),这时产品是不能接受的 9.4超出8.7规定的嗓声水平是不能接受的 g.5经评定反射信号超出确定的标准,但缺陷在制造过程中可以被消除掉,这样的产品可由供需双方协商决定 9.6使用特殊的对比试块或未列人表4的级别进行检查时,验收标准由供需双方协商决定 10检测记录和报告 0.1检测记录至少应包括下列主要内容: 工件名称、材质、炉号、批号、规格、材料牌号; a 本标准编号及级别; b 检测仪器型号,探头频率、探头晶片尺寸、,聚焦型式等; c 对比试样孔径,埋藏深度; d 耦合剂 e 检测扫查灵敏度、缺陷位置与缺陷指示长度及回波高度等探测结果 fD 检测日期、检测人员签字等 g 0.2检测报告应包括检测记录中的适当内容及签发报告人签字
GB/T5193一2020 附录 A 规范性附录) 对比试块要求加工对比试块的尺寸公差要求见图A.1 单位为毫米超声入射面 0.02A 编号 0.005 牌号()-(HD 3 0.02 a3.20.02 0.02 说明 H 金属声程; 试块高度; 圆柱外径当D为50mm,适用于检测小于150mm的深度范围;当D为64mm,适用于150mm~230mm 深度范围平底孔直径 <1.6mm,偏差为士0.013mm;声>l.6mm,偏差为士0.03mm 表面粗糙度;上下表面<1.64m,圆周面<3.24mm 图A.1纵波对比试块外形尺寸和公差图
GB/T5193一2020 附录 B 资料性附录分区检测部分规格样棒人工反射体埋深分区检测部分规格样棒人工反射体埋深见表B.1 表B.1分区检测部分规格样棒人工反射体埋深单位为毫米样棒直径中平底孔埋蔽深度B 127 5;19;38;57;76 152 5;20;43;66;89 178 5;20;4l;61;81;l02 203 5;23;46;69;91;ll4 229 5;20;4l;61;81;l04;127 5;23;46;69;91;114;l4o 254 305 5;23;46;69;91;114;140;165 330 5;25;51;76;l02;l27;152;178 356 5;25;51;79;107;l35;l63;190 500 5;25;51;76;102;l27;l52;l178;255
GB/T5193一2020 录附资料性附录) 分区检测区域、探头,水距分区检测区域、探头和水距见表C.1 表c.1分区检测区域、探头、水距单位为毫米检测区域探头规格水距区号开始区域结束区域直径轴向焦距周向焦距焦点深度 19 19 1l4 l14 10 19 25 203 31 l82 38 127 89 57 38 300 145 53 35 51 76 45 394 52 76 20 19 114 114 10 20 43 203 132 25 31 152 76 43 66 35 300 145 53 66 8s 45 394 152 76 19 14 20 114 10 4 20 213 145 33 25 178 89 4 61 35 310 6o 56 61 79 8 45 404 170 81 102 6o 500 178 102 23 19 114 114 10 23 46 25 213 145 33 203 76 46 69 35 310 160 56 69 91 45 404 170 79 91 114 60 500 178 102 20 19 ll4 ll4 10 32 218 152 20 4l 33 61 38 312 175 56 229 89 6 81 45 188 409 79 81 104 196 51 503 102 104 127 60 597 203 127
GB/T5193一2020 表c.1(续》单位为毫米检测区域探头规格水距区号开始区域结束区域直径轴向焦距周向焦距焦点深度 19 14 l0 T 23 23 46 32 218 152 33 46 69 38 312 175 56 254 76 9] 79 45 69 409 188 91 114 51 503 196 102 140 60 14 597 203 127 19 23 137 137 10 25 178 23 46 249 38 46 69 35 206 64 353 69 91 45 89 305 102 460 226 91 l14 60 566 236 l14 114 140 246 140 71 60 165 6o 254 165 40 777 25 19 137 137 10 5 25 25 249 178 38 64 51 76 353 206 35 89 45 89 330 76 102 460 226 102 127 60 566 236 l14 27 152 246 671 60 140 152 178 60 777 254 165 25 19 152 152 13 193 51 25 25 262 38 79 64 51 35 366 221 991 356 102 79 107 44 483 241 107 135 60 599 254 l19 135 716 262 147 163 60 63 190 60 833 269 175

钛及钛合金加工产品超声检验方法GB/T5193-2020

根据GB/T5193-2020《钛及钛合金加工产品超声检验方法》的规定，钛及其合金材料的超声检验分为试块法和实物法两种方法。下面将分别介绍这两种方法：

一、试块法

1. 试块法适用于钛及其合金材料的板材、型材、锻件、铸件、焊接接头等制品的超声检验。

2. 试块法需要制备标准参考试块，试块的形状和尺寸应符合GB/T2970的要求。

3. 超声波探头采用直接接触法或浸渍法，探头的频率应该根据试块的厚度来选择。

4. 超声检验应该对试块的各个部位进行扫描，检测到缺陷后需要记录缺陷位置、大小、形状等信息。

二、实物法

1. 实物法适用于钛及其合金材料的锻件、铸件、焊接接头等大型制品的超声检验。

2. 实物法不需要制备标准参考试块，可以直接对实物进行超声检验。

3. 超声波探头采用直接接触法或水浸法，探头的频率应该根据实物的厚度和形状来选择。

4. 超声检验应该对实物的各个部位进行扫描，检测到缺陷后需要记录缺陷位置、大小、形状等信息。

总而言之，钛及钛合金加工产品的超声检验是确保产品质量的重要手段。通过合理选择超声探头、参数设置以及对缺陷的分析，可以有效地避免钛及钛合金材料加工过程中出现的质量问题。