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ZB J04 001-87A型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)
日期：2025-10-02 11:18
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摘要：
ZB J04 001-87A型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)
中華人民共和國(guó)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn) A型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)工作性能測(cè)試方法 ZB J04001-87
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1適用范圍
1.1 本標(biāo)準(zhǔn)適用于在探傷現(xiàn)場(chǎng)條件下測(cè)試超聲探傷系統(tǒng)的工作性能。超聲探傷系統(tǒng)指實(shí)際探傷工作中使用的設(shè)備，包括A型脈沖反射式超聲探傷儀，超聲探頭及連接它們的高頻電纜。測(cè)試時(shí)只需使用本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試塊而不需任何電子儀器。
1.2 本標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定超聲探傷系統(tǒng)性能的測(cè)試方法，但不提出系統(tǒng)的性能指標(biāo)或其驗(yàn)收條件。當(dāng)需要時(shí)，供需雙方可事先協(xié)商規(guī)定驗(yàn)收產(chǎn)品時(shí)所使用超聲探傷系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的**性能指標(biāo)。
1.3 本標(biāo)準(zhǔn)不適用于測(cè)試超聲探傷儀或超聲探頭的單件性能。在單獨(dú)測(cè)試其中某一單件時(shí)，可按ZBY230—84《A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術(shù)條件》及ZB Y231—84《超聲探傷用探頭性能測(cè)試方法》分別進(jìn)行測(cè)試，但必須配備適當(dāng)?shù)碾娮觾x器。
1.4 本標(biāo)準(zhǔn)只適用于手工探傷，不適用于自動(dòng)化超聲探傷。
1.5 本標(biāo)準(zhǔn)只適用于包括一般接觸式超聲直探頭或斜探頭的系統(tǒng)，不適用于包括其他類型（例如雙晶式、水浸式等）超聲探頭的系統(tǒng)。
2術(shù)語(yǔ)定義
2.1 靈敏度余量：超聲探傷系統(tǒng)中，以一定電平表示的標(biāo)準(zhǔn)缺陷探測(cè)靈敏度與**探測(cè)靈敏度之間的差值。
2.2 分辨力：超聲探傷系統(tǒng)能夠把距探頭不同距離的兩個(gè)鄰近缺陷在示波屏上作為兩個(gè)回波區(qū)別出來(lái)的能力。
2.3 其它術(shù)語(yǔ)定義參照J(rèn)B3111—82《無(wú)損檢測(cè)名詞術(shù)語(yǔ)》。
3測(cè)試項(xiàng)目
3.1 采用直探頭時(shí)：靈敏度余量、垂直線性、水平線性、分辨力及盲區(qū)，分別按照4、5、6、7、8各章進(jìn)行測(cè)試。
3.2 采用斜探頭時(shí)：垂直線性、水平線性、入射點(diǎn)、折射角、分辨力及靈敏度余量，分別按照5、6、9、10、11、12各章進(jìn)行測(cè)試。
3.3 根據(jù)設(shè)備使用情況，由使用單位或由供需雙方協(xié)商規(guī)定應(yīng)測(cè)試的項(xiàng)目以及每?jī)x測(cè)試的周期。
4靈敏度余量測(cè)試方法
4.1 概要
本測(cè)試是為了檢查超聲探傷系統(tǒng)靈敏度的變化情況，用靈敏度余量值表示。測(cè)試時(shí)使用DB—P20—2型試塊（見附錄A），探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，其它調(diào)整取適當(dāng)值，**選取在隨后探傷工作中將使用的調(diào)整值。
4.2 方法
4.2.1 將儀表的增益調(diào)至**，但如電噪聲較大時(shí)，應(yīng)降低增益（調(diào)節(jié)增益控制器或衰減器），使電噪聲電平降至10%滿刻度。設(shè)此時(shí)衰減器的讀數(shù)為So。
4.2.2 將探頭壓在試塊上，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿员３址€(wěn)定的聲耦合調(diào)節(jié)衰減器，使平底孔回波高度降至50%滿刻度。設(shè)此時(shí)衰減器的讀數(shù)為S1。
4.2.3 超聲探傷系統(tǒng)的靈敏度余量（以dB表示）由下式給出。
S=S1-So………………………………………………………⑴
5垂直線性測(cè)試方法
5.1 概要
本測(cè)試是為了檢查超聲探傷儀增益線性和衰減器精度兩者的綜合效果。測(cè)試時(shí)使用DB—PZ20—2型或Z20—4型試塊（見附錄A），探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，其它調(diào)整取適當(dāng)值。
5.2 方法
5.2.1 將探頭壓在試塊上，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿员３址€(wěn)定的聲耦合；并將平底孔的回波調(diào)至屏幕上時(shí)基線的近中央處。
5.2.2 調(diào)節(jié)衰減器或探頭位置，使孔的回波高度恰為100%滿刻度，此時(shí)衰減器至少應(yīng)有30dB的衰減余量.
5.2.3 以每次2dB的增量調(diào)節(jié)衰減，每次調(diào)節(jié)后用滿刻度的百分值記下回波幅度，一直繼續(xù)到衰減值為26dB，測(cè)量精度為0.1%。將測(cè)試結(jié)果列如表1。測(cè)試值與波高理論值之差為偏差值，從表中取**正偏差d（＋）和**負(fù)偏差d（－）的**值之和為垂直線性誤差d（以百分值計(jì)），它由式⑵給出
…………………………………………⑵
5.2.4 按5.2.3條的方法將衰減值增加到30dB，判定這時(shí)是否能清楚地確認(rèn)回波的存在。回波的消失情況代表探傷系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍。
表１ 垂直線性測(cè)試記錄
衰 減量 (dB) | 波高理論值 (%) | 測(cè) 試值 (%) | 偏 差 (%) | 回波的消失情況 |
0 | 100.0 | — | ||
2 | 79.4 | — | ||
4 | 63.1 | — | ||
6 | 50.1 | — | ||
8 | 39.8 | — | ||
10 | 31.6 | — | ||
12 | 25.1 | — | ||
14 | 20.0 | — | ||
16 | 15.8 | — | ||
18 | 12.5 | — | ||
20 | 10.0 | — | ||
22 | 7.9 | — | ||
24 | 6.3 | — | ||
26 | 5.0 | |||
30 |
6水平線性測(cè)試方法
6.1 概要
本測(cè)試是為了檢查超聲探傷系統(tǒng)的時(shí)基線性。測(cè)試時(shí)使用探傷面與底面平行而表面光滑的任何試塊，試塊的厚度原則上相當(dāng)于探測(cè)聲程的1/5，采用任意的常用探頭。探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，其它調(diào)整取適當(dāng)值。
6.2 方法
6.2.1 將探頭壓在試塊上，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿员３址€(wěn)定的聲耦合。調(diào)節(jié)探傷儀器的增益和掃描控制器，使屏幕上顯示出第6次底波。
6.2.2 當(dāng)?shù)撞˙1和B6的幅度分別為50％滿刻度時(shí)，將它們的前沿分別對(duì)準(zhǔn)刻度0和100（設(shè)水平全刻度為100格）。B1和B6的前沿位置在調(diào)整中如相互影響，則應(yīng)反復(fù)進(jìn)行調(diào)整。
圖1
6.2.3 再依次分別地將底波B2、B3、B4、B5調(diào)到50％滿刻度，并分別讀出底波B2、B3、B4、B5的前沿與刻度20、40、60、80的偏差α2 、α3、α4、α5（以格數(shù)計(jì)），然后取其中**的偏差值αmax 。見圖１中的B1～B6是分別調(diào)到同一幅度，而不是同時(shí)達(dá)到此幅度。水平線性誤差由式⑶給出：
%………………………………………⑶
7分辨力測(cè)試方法
7.1 概要
本測(cè)試是為了檢查超聲探傷系統(tǒng)的分辨力。測(cè)試時(shí)使用1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)試塊（ZB Y232—84《超聲探傷用1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)試塊技術(shù)條件》）或CSK—IA型試塊（見附錄B），探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，其它調(diào)整取適當(dāng)值。
7.2 方法
7.2.1 將探頭壓在試塊上如圖2所示的位置，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿┮员３址€(wěn)定的聲耦合。調(diào)整儀器的增益并左右移動(dòng)探頭，使來(lái)自A、B兩個(gè)面的回波幅度相等并約為20％～30％滿刻度，如圖3中h1。
圖2 圖3
7.2.2 調(diào)節(jié)衰減器：使A、B兩波峰間的波谷上升到原來(lái)波峰高度，此時(shí)衰減器所釋放的dB數(shù)（等于用衰減器讀出的缺口深度h1/h2之值）即為以dB值表示的超聲探傷系統(tǒng)的分辨力X。
8盲區(qū)測(cè)試方法
8.1 概要
本測(cè)試是為了測(cè)定超聲探傷系統(tǒng)在規(guī)定探傷靈敏度下，從探傷表面至可探測(cè)缺陷的*小距離。測(cè)試時(shí)使用DZ—1型試塊（見附錄C）。探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，除靈敏度調(diào)節(jié)外，其它調(diào)整取適當(dāng)值。
8.2 方法
8.2.1 調(diào)節(jié)超聲探傷儀靈敏度，使符合探傷規(guī)范的要求（作為參考，可以采用Φ20mm直探頭，并調(diào)整儀器靈敏度使來(lái)自DB—PZ20—2型或Z20—4型試塊的平底孔回波達(dá)50％滿刻度）。
8.2.2 將探頭壓在DZ—1型試塊上，中間加適當(dāng)耦合劑以保持穩(wěn)定的聲耦合。選擇能夠分辨得開的*短探測(cè)距離的Φ2mm橫孔，并將孔的回波幅度調(diào)至大于50％滿刻度，如回波的前沿和始波后沿相交的波谷低于10％滿刻度，則此*短距離即為盲區(qū)。
9斜探頭入射點(diǎn)測(cè)試方法
9.1 概要
本測(cè)試是為了測(cè)定斜探頭聲束中心在入射探傷面上的位置（入射點(diǎn)）。測(cè)試時(shí)使用1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)試塊（ZBY232）或CSK—IA試塊。
9.2 方法
9.2.1 將斜探頭壓在試塊上如圖4所示的位置，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿┮员３址€(wěn)定的聲耦合。使聲束朝向R100mm的曲面，并在探頭聲束軸線與試塊側(cè)面保持平行的情況下前后移動(dòng)探頭，至曲面回波的幅度達(dá)到**。
9.2.2 讀出試塊上R100mm圓心標(biāo)記線所對(duì)應(yīng)的探頭側(cè)面刻度，此刻度位置即斜探頭的入射點(diǎn)，讀數(shù)應(yīng)**到0.5mm。
圖 4
10 斜探頭折射角或K值的測(cè)試方法
10.1 概要
本測(cè)試是為了測(cè)定斜探頭聲束入射于探傷面時(shí)的折射角（）或斜探頭的K（K＝tg）的值。測(cè)試時(shí)使用1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)試塊（ZBY232）或CSK—IA型試塊。
10.2 方法
10.2.1 根據(jù)斜探頭折射角的不同標(biāo)稱值，把探頭壓在1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)試塊上的不同位置（如圖5），中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿┮员３址€(wěn)定的聲耦合。
a. 當(dāng)折射角為34o～66o時(shí)，探頭放在圖5（a）的位置，使用Ф50mm孔的回波進(jìn)行測(cè)定。
b. 當(dāng)折射角為60o～75o時(shí)，探頭放在圖5（b）的位置，使用Ф50mm孔的回波進(jìn)行測(cè)定。
圖 5
c. 當(dāng)折射角為74o～80o時(shí)，探頭放在圖5（c）的位置，使用Ф1.5mm孔的回波進(jìn)行測(cè)定。
在探頭聲束軸線與試塊側(cè)面保持平行的情況下前后移動(dòng)探頭，使回波達(dá)到**。
10.2.2 讀出探頭入射點(diǎn)在試塊側(cè)面上所對(duì)應(yīng)的角度刻度值，此刻度值即為斜探頭的折射角β，讀數(shù)應(yīng)**到0.5度。
10.2.3 也可使用CSK—IA型試塊直接測(cè)定斜探頭的K值。將斜探頭壓在試塊上的不同位置，如圖5（a）和5（b），中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿┮员３址€(wěn)定的聲耦合。
a. 當(dāng)K值為1.0～1.5時(shí)，探頭放在圖5（a）的位置，使用Ф50mm孔的回波進(jìn)行測(cè)定。
b. 當(dāng)K值為2.0～3.0時(shí)，探頭放在圖5（b）的位置，使用Ф50mm孔的回波進(jìn)行測(cè)定。
在探頭聲束軸線與試塊側(cè)面保持平行的情況下前后移動(dòng)探頭，使回波達(dá)到**。從探頭入射點(diǎn)在試塊側(cè)面所對(duì)應(yīng)的刻度值即可直接讀出斜探頭的K值。
11 斜探頭分辨力測(cè)試方法
11.1 概要
本測(cè)試是為了檢查超聲探傷系統(tǒng)（斜探頭）的分辨力。測(cè)試時(shí)使用CSK—IA型試塊，探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，其它調(diào)整取適當(dāng)值。
11.2 方法
11.2.1 根據(jù)斜探頭的折射角或K值，將探頭壓在CSK—IA型試塊上，其位置如圖5（a）或5（b）所示，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿┮员３址€(wěn)定的聲耦合。移動(dòng)探頭位置使來(lái)自Ф50mm和Ф44mm兩孔的回波A、B高度相等，并約為20％～30％滿刻度,如圖6中h1。
圖 6
11.2.2 調(diào)節(jié)衰減器，使A、B兩波峰間的波谷上升到原來(lái)波峰高度，此時(shí)衰減器所釋放的dB數(shù)（等于用衰減器讀出的缺口深度h1／h2之值）即為以dB值表示的超聲探傷系統(tǒng)（斜探頭）分辨力Z。
12 斜探頭靈敏度余量測(cè)試方法
12.1 概要
本測(cè)試是為了檢查超聲探傷系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)一段使用時(shí)期后的靈敏度變化情況，以及在實(shí)際應(yīng)用中表示不同斜探頭靈敏度的相對(duì)值。測(cè)試時(shí)使用1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)試塊（ZBY232）或CSK—IA型試塊。探傷儀的抑制置于“0”或“斷”，其它調(diào)整取適當(dāng)值。
12.2 方法
12.2.1 將超聲探傷儀的增益調(diào)至**；但如電噪聲較大時(shí)，應(yīng)降低增益（調(diào)節(jié)增益控制器或衰減器）使電噪聲電平降至10％滿刻度，設(shè)此時(shí)衰減器的讀數(shù)為o。
12.2.2 將探頭壓在試塊上，位置如圖4所示，中間加適當(dāng)?shù)鸟詈蟿┮员３址€(wěn)定的聲耦合。調(diào)節(jié)衰減器使來(lái)自R100mm曲面的回波高度降至50％滿刻度。設(shè)此時(shí)衰減器的讀數(shù)為1。
12.2.3 斜探頭靈敏度余量（以dB表示）由下式給出：
＝1－o……………………………………………⑷
13 測(cè)試報(bào)告
在測(cè)試報(bào)告中，除應(yīng)按要求的檢查內(nèi)容記錄各個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試結(jié)果外，還應(yīng)同時(shí)記錄下列各項(xiàng)：
a. 探傷儀和探頭的制造廠名、型式和編寫；
b. 試塊的制造廠名、型式和編號(hào)；
c. 測(cè)試頻率；
d. 儀器上各控制器的調(diào)整值；
e. 測(cè)試操作者姓名；
f. 測(cè)試日期；
g. 事先規(guī)定需記錄的其它內(nèi)容。
附錄A DB-P型試塊
（補(bǔ)充件）
A1形狀和尺寸
mm
型號(hào)DB—P | Z20—2 | Z20—4 |
l | 200 | 200 |
L | 225 | 225 |
D | 2 | 4 |
A2技術(shù)要求
a. 試塊材料采用45號(hào)**碳素結(jié)構(gòu)鋼，主要化學(xué)成份應(yīng)符合GB699—65《**碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)和一般技術(shù)條件》規(guī)定；
b. 試塊坯料經(jīng)鍛造和熱處理，晶粒度應(yīng)達(dá)7級(jí)；
c. 試塊的探測(cè)面及側(cè)面，在2.5MHz以上頻率及高靈敏度條件下進(jìn)行探傷，不得出現(xiàn)大于距探測(cè)面20mm處的Ф2mm平底孔反射回來(lái)的回波幅度1/4的缺陷回波。
附錄BCSK-ⅠA型試塊
（補(bǔ)充塊）
B1形狀和尺寸
尺寸公差±0.1
各邊不垂直度不大于0.05
B2技術(shù)要求
a. 試塊材料采用20號(hào)**碳素結(jié)構(gòu)鋼，主要化學(xué)成份符合GB699的規(guī)定；
b. 試塊坯料經(jīng)鍛造和熱處理，晶粒度應(yīng)達(dá)7級(jí)；
c. 使用5MHz的直探頭，分別對(duì)試塊的前側(cè)面、后側(cè)面、頂面、底面進(jìn)行**積的接觸法超聲波探傷，不得出現(xiàn)大于距探測(cè)面20mm處的Ф2mm反射回來(lái)的回波幅度1/4的缺陷回波。
附錄CDZ-Ⅰ型試塊
(補(bǔ)充件)
C1形狀和尺寸
C2技術(shù)要求
a. 試塊材料采用45號(hào)**碳素結(jié)構(gòu)鋼,主要化學(xué)成份應(yīng)符合GB699的規(guī)定；
b. 試塊坯料經(jīng)鍛造和熱處理，晶粒度應(yīng)達(dá)7級(jí)；
c. 試塊的探測(cè)面及側(cè)面，在2.5Mhz以上頻率及高靈敏度條件下進(jìn)行探傷,不得出現(xiàn)于距深測(cè)面20mm處的Ф2mm反射回來(lái)的回波幅度1/4的缺陷回波。
__________________
附加說(shuō)明：
本標(biāo)準(zhǔn)由上海材料研究所提出并歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)由上海材料研究所負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：曾克京
