机械工业部重型矿山机械工业局企业标准

                                    JB/ZQ 6141-86

超声波检验用钢质对比试块的制作和控制

    本标准适用于超声波检验用钢质对比试块的制作和控制。

    按本标准制作的对比试块，适用于对平面形状的碳钢、合金钢锻件进行超声波探伤检验，对曲面形状的钢质锻件或铸件，经曲率或材质补偿后也可参照使用。对比试块适用于超

声波接触法探伤，也适用于超声波水浸法探伤。对比试块还可在一定条件下用于检查超声波

探伤仪和探头系统的特性。

    本标准参照采用ASTM E 428—71 (1981年重新审批) 《超声波检验用钢质对比试块的

制作和控制标准》。

1 与本标准有关的标准

ZB Y230—84  《A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件》

ZB Y231—84  《超声探伤用探头性能测试方法》

JB/ZQ 6142－86《超声波检验用铝合金对比试块的制作和控制》

2 技术要求

2.1 设备要求

    检查对比试块声学性能所用的超声波探伤仪和探头应符合ZB Y230和ZB Y231标准的规

定。

2.2  材料要求

2.2.1 一般要求

    材料质量的关键是它的声学特性必须与被检工件基本一致。为此，材料的晶粒度、热处

理状态、物理性能、化学成分等均需与被检件基本一致。一般可采用中碳钢制成，晶粒度5

～6级，硬度250±25HB，参考化学成分见表1。

                          表1    参考化学成分                    %

C	Si	Mn	P	S
0.42~0.50	0.17~0.37	0.50~0.80	≤0.040	≤0.045

2.2.2 声学特性要求

2.2.2.1 将对比试块的坯料进行百分之百的探伤检查时，在坯料的轴向和径向内部均不应存在比直径2mm平底孔的信号还要小8dB的缺陷信号。

2.2.2.2 当探伤灵敏度为500mm深，直径2mm平底孔的反射波高达满幅度的9O％时，在对比试块上不应该出现达到20％波高的声学杂波信号(不可与电子仪器中常见的电噪声相混淆）。                                                     

2.2.2.3  用2.5MHz频率的超声纵波在对比试块上的底面多次反射回波来观察试块材质的声

能衰减。将第一次底波幅度调到满幅度的90％，并和后两次底面重复反射波幅相加后(共三

次)与无衰减的距离—幅度曲线的声学规律相比较，其差值应在±25％之内。将试块中的平

底孔反射与其声学规律相比较，其差值应在±10％以内。

2.2.3  试块尺寸要求

2.2.3.1  试块种类

    本标准规定了以下三组对比试块。试块外形如图1、图2、图3所示。

2.2.3.2  CS1型对比试块

    CS1型试块适合于超声波探测近场区范围的缺陷，也适用于对厚度较薄的锻件中的缺陷进行定量测量和定位。制作定量面板和绘制包括近区的距离－幅度特性曲线时亦需采用，它的规格见表2。

表2    CS1型对比试块孔径

试块序号	孔径mm
1 2 3 4 5	2 3 4 6 8

2.2.3.3  CS2型对比试块

    整套CS2型对比试块的材质应保持一致，孔深为25～500mm，可用于测绘距离-幅度特性曲线，它的规格见表3。

2.2.3.4  CS3型对比试块

    CS3型试块适合于超声波检验时对大面积缺陷进行适当的静态和动态波形的定量比较，

也适合观察缺陷对底波影响的程度，它的规格见表4。

2.2.3.5  小型对比试块

    在特定条件下，根据工作需要，为避免重量过大的成套试块使用的不便，也可以采用尺

寸较小的试块。这种改变了外圆尺寸和其他要素的试块，只有在其声学特性同标准的成套试

块声学特性有可靠的对应关系的情况下方可使用。

3  试块的制作

3.1  试块一般可采用中碳钢，经压延、拉拔或锻造制成。试块应按CS系列规定的要求（见

图1、图2、图3和表1、表2、表3）进行加工。

3.2  磨削前应进行一次超声波检验，检验合格后再继续进行加工。

3.3  试块最好成组制作，以便相互比较，以确保它们之间的声学特性的一致性（平底孔直径2mm的试块更有必要）。
4  检查

4.1  加工精度检查

4.1.1  加工后的每一对比试块的几何尺寸、平面度、表面粗糙度以及直径2mm和2mm以上的平底孔均可用物理方法进行检查。

4.1.2  平底孔可用制作复型的方式来检查。复型材料建议用硅橡胶树脂为好，以免与孔粘连。检查时先用汽油及无腐蚀的溶剂将孔清洗干净，然后用干燥和过滤的空气吹干。吹干后

用医用注射器和尺寸适宜的针将复型材料注入孔中，注射时要从底部开始逐渐外移直到把孔填满，以确保孔内无空隙和残留空气。孔填满后插入一销钉、螺钉或其他适当的物体作为坚固的芯杆，以便将复型取出。硅橡胶固化后即可取出复型进行检查。检查应在光学比较仪上

进行。

4.1.3  平底孔也可以通过对成品试块进行破坏性抽检，抽检率由试块制造厂和需方商定。

4.2  声学特性检查

4.2.1  检查

4.2.1.1  当试块具有良好的外部尺寸和正确的孔形后就应做进一步试验来检查它的声学特性。如以浸液方法测定其特性时，则应将平底孔清洗干净后，将短橡皮塞头压入，将孔暂时

堵塞，或用其他方法封住（孔与底面用防水胶布粘住，确保密封）。

4.2.1.2  对比试块的超声波测试方法是将超声纵波沿轴向及径向入射到材料中去。可以采用水浸法，用清洁去气的水作耦合剂，也可采用直接接触法，用机油作耦合剂。                                                                                                                                        图3  CS2、CS3型对比试块

                            表3  CS2型对比试块尺寸                   mm

序号

试块编号

孔径d

测距L1

高度L2

外径φ

参考图

序号

试块编号

孔径d

测距L1

高度L2

外径φ

参考图

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

25/0 25/2 25/3 25/4 25/6 25/8 50/0 50/2 50/3 50/4 50/6 50/8 75/0 75/2 75/3 75/4 75/6 75/8 100/0 100/2 100/3 100/4 100/6 100/8 125/0 125/2 125/3 125/4 125/6 125/8 150/0 150/2 150/3

0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3

25 25 25 25 25 25 50 50 50 50 50 50 75 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100 100 125 125 125 125 125 125 150 150 150

25 50 50 50 50 50 50 75 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100 100 125 125 125 125 125 125 150 150 150 150 150 150 175 175

≥35 ≥35 ≥35 ≥35 ≥35 ≥35 ≥50 ≥50 ≥50 ≥50 ≥50 ≥50 ≥60 ≥60 ≥60 ≥60 ≥60 ≥60 ≥70 ≥70 ≥70 ≥70 ≥70 ≥70 ≥80 ≥80 ≥80 ≥80 ≥80 ≥80 ≥85 ≥85 ≥85

图2 图3 图3 图3 图3 图3 图2 图3 图3 图3 图3 图3 图2 图3图3图3图3图3图2图3图3图3图3图3图2图3图3图3图3图3图2图3图3

34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

150/4 150/6 150/8 200/0 200/2 200/3 200/4 200/6 200/8 250/0 250/2 250/3 250/4 250/6 250/8 300/0 300/2 300/3 300/4 300/6 300/8 400/0 400/2 400/3 400/4 400/6 400/8 500/0 500/2 500/3 500/4 500/6 500/8

4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8 0 2 3 4 6 8

125 125 125 200 200 200 200 200 200 250 250 250 250 250 250 300 300 300 300 300 300 400 400 400 400 400 400 500 500 500 500 500 500

175 175 175 200 200 200 200 200 200 250 275 275 275 275 275 300 325 325 325 325 325 400 425 425 425 425 425 500 525 525 525 525 525

≥85 ≥85 ≥85 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥110 ≥110 ≥110 ≥110 ≥110 ≥110 ≥120 ≥120 ≥120≥120≥120 ≥120 ≥140 ≥140 ≥140 ≥140 ≥140 ≥140 ≥155 ≥155 ≥155 ≥155 ≥155 ≥155

图3 图3 图3 图2 图3 图3 图3 图3 图3 图2 图3 图3 图3 图3 图3 图2 图3 图3 图3 图3 图3 图2 图3 图3 图3 图3 图3 图2 图3 图3 图3 图3 图3

                   表4  CS3型对比试块尺寸（见图3）        mm

序号	试块 编号	孔径d	测距L1	高度L2	外径φ	序号	试块 编号	孔径d	测距L1	高度L2	外径φ
1 2 3 4 5 6 7 8 9	50/10 100/10 100/15 150/10 150/15 150/20 200/10 200/15 200/20	10 10 15 10 15 20 10 15 20	50 100 100 150 150 150 200 200 200	75 125 125 175 175 175 225 225 225	70 80 80 90 90 90 100 100 100	10 11 12 13 14 15 16 17 18	300/10 300/15 300/20 400/10 400/15 400/20 500/10 500/15 500/20	10 15 20 10 15 20 10 15 20	300 300 300 400 400 400 500 500 500	325 325 325 425 425 425 525 525 525	120 120 120 140 140 140 160 160 160

4.2.2  面积—幅度特性曲线

4.2.2.1  绘制面积—幅度特性曲线需要一套具有相同测距和不同孔径的试块。测定时关掉仪

器上的抑制，使脉冲显示的垂直动态范围尽可能大。图中表示幅度的坐标可以用波高百分比

或衰减分贝值表示；而横坐标可用平底孔面积或相对面积之比(平底孔面积与探头面积之比)来表示。

4.2.2.2  当使用波高百分比时，将最大平底孔的反射波调到最大值后，不要改变仪器的任何条件，再对不同孔径的反射波测定其波高百分比。

4.2.2.3  当使用衰减法时，先用仪器增益将最小平底孔的反射波调好，并以此作为基准波高，然后在维持基准波高的前提下，测定不同孔径的衰减分贝值。

4.2.2.4  根据上述结果即可绘出面积—幅度曲线，见附录A中的图Al。

4.2.3  距离—幅度曲线

4.2.3.1  绘制距离—幅度特性曲线需要一定数量的具有相同孔径和不同测距的试块。测定时把相当于探头近场区距离的平底孔反射信号幅度调到80％，然后不要改变仪器的任何条件，

再去测试其他测试距离的试块，并将反射波幅度与测试距离的关系绘成特性曲线。另外，距

离—幅度曲线中的幅度单位可以用衰减分贝值表示，而距离坐标可用单对数值表示，见附录

A中的图A2。

4.2.4 不合格试块

    任何—个试块，如果表现出不规则的声学特性，或明显地出现不允许的误差，则该试块

即为不合格。不合格试块不能使用，亦不允许采用修整平底孔的办法来满足所需的声学特性。

5 对比试块的标记、涂层和堵塞

5.1  标志

    每个试块上均需作上永久性印记(金属压印)，标明试块型号、测距及孔径。如CS2 －300—6，即CS2型对比试块，300mm的测距，直径6mm的平底孔。数字标志一般刻印在试块侧面上部，以便试块成组堆放时观察。

5.2  保护涂层

    在腐蚀环境下使用的碳钢、合金钢对比试块可采用镀镍方式保护，镀层厚度应在0.02mm

以下，并不得对试块的几何尺寸及声学特性产生影响。

5.3  堵塞

    符合要求并经正确标记的对比试块可用以下方法对平底孔进行堵塞：

a.  先用无腐蚀性的溶剂将孔清洗干净，再用过滤、干燥的空气吹干。

b.  将一压配合且长度比平底孔短的塞头(铅质)压入平底孔中。塞头外露部分应磨平。

6  报告

   每套试块应报告以下内容：

a．面积—幅度曲线和距离—幅度曲线；

b．测试仪器和探头说明及选用的工作条件；

c．合格证。合格证上应有检验人员的签名，同时要注明无损检测人员技术资格等级和

证号，无资格证者签证无效。

附录A

特性曲线（补充件）

A 1  面积－幅度曲线

A 1.1  按本标准规定绘制的面积－幅度曲线如图A1所示。

A 1.2  曲线用CTS－15型超声波探伤仪、2.5MHz、直径20mm刚玉保护膜脉冲探头，在仪器条件为抑制关，发射3的情况下测绘。

A 2  距离－幅度曲线

A2.1  按本标准规定绘制的距离－幅度曲线如图A2、A3所示。

A2.2  图A2中的曲线用CTS－22型超声波探伤仪、2.5MHz、直径20mm刚玉保护膜探头，在仪器条件为抑制关、增益小的情况下测绘。

A2.3  图A3中的曲线用USIP－11型超声波探伤仪、K2G、直径24mm探头，在抑制关、功率2、增益小、分辨力2、重频×1、波高80%的情况下测绘。

                                                 图A1

                                                           测试距离（MM）
                                          图A2

附加说明：

本标准由德阳大型铸锻件研究所提出并归口。

本标准由第一重型机器厂负责起草。

本标准主要起草人王开松。

                                              图A3

机械工业部重型矿山机械工业局1986-03-25发布    1986-05-01实施