JB／T5000[1].15-1998

ICS 19.100 J04 JB/T 5000.15－1998 重型机械通用技术条件 锻钢件无损探伤 The heavy mechanical general techniques and standards Non–destructive testing of forging 1998-09-30 发布 1998-12-01 实施 国 家 机 械 工 业 局 发 布 I 前言 1 范围····················································································································································································································1 2 引用·········································································································································································································1 3 定义····················································································································································································································1 4 一般要求·········································································································································································································2 5 超声波探伤及其质量等级·····································································································································································2 6 磁粉探伤及其质量等级··········································································································································································7 7 渗透探伤及其质量等级········································································································································································15 附录 A（标准的附录） 锻钢件横波探伤方法和质量验收要求······················································································210 附录 B（标准的附录） 质量验收等级的选择···························································································································232 JB/T 5000.15－1998 目 次 II 前 言 本标准的附录 A、附录 B 都是标准的附录。 本标准由机械工业部冶金机械设备标准化技术委员会提出并归口。 本标准负责起草单位：第二重型机械集团公司。 本标准参加起草单位：西安重型机械研究所。 本标准主要起草人：王国元、范吕慧。 JB/T 5000.15－1998 1 1 范围 1. 1 本标准规定了超声波、磁粉和渗透三种无损检测方法及质量等级。 1. 2 本标准所述各种无损检测方法适用于对各类普通锻钢件进行检测。 1. 3 选用本标准后，必须在相应的锻件图样上标明要求探伤的方法种类、具体的探伤部位和不同缺陷 类型的质量验收等级，也可另行附加质量验收等级。 1. 4 本标准中超声波探伤不适用于曲率半径小于 125mm、探测厚度小于 50mm锻件的纵波探伤以及内 外径之比小于 75%的环形或筒形锻件超声横波探伤。也不适用于奥氏体不锈钢等粗晶材料的超声波探 伤。 1. 5 本标准可能会涉及危害性的材料、操作和设备。本标准的宗旨不在于论述有关使用的安全问题。 使用本标准者在使用前有责任制订有关安全防护和保健实施方法，并应确定有关应用范围的管理条例。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均 为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB 3721—83 磁粉探伤机 GB 5097—85 黑光源的间接评定方法 GB 9445—88 无损检测人员技术资格鉴定通则 GB/T 12604.1~12604.6—90 无损检测术语 ZB J04 001—87 A 型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试方法 ZB J04 003—87 控制渗透探伤材料质量的方法 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 ZB Y232—84 超声探伤用 1 号标准试块技术条件 3 定义 本标准采用下列定义。 3. 1 密集区缺陷 在荧光屏扫描线相当于 50mm声程范围内同时有 5个或 5个以上的缺陷反射信号；或是在 50mm× 50mm的检测面上在同一深度范围内有 5个或 5 个以上的缺陷反射信号。其反射波幅均大于某一特定当 国家机械工业局 1998-09-30 批准 中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准 重型机械通用技术条件 锻钢件无损探伤 The heavy mechanical general techniques and standards Non–destructive testing of forging JB/T 5000.15－1998 1998-12-01 实施 JB/T 5000.15－ 1998 2 量缺陷基准反射波幅。 3. 2 缺陷引起的底波降低量 BG/BF(dB) 在缺陷附近完好区内第一次底波幅度 BG与缺陷区内第一次底波幅度 BF之比，用声压级(dB)值来 表示。 3. 3 其余定义均按 GB/T 12604.1～12604.6 的规定。 4 一般要求 4. 1 选择原则 4. 1. 1 检测方法和质量验收等级的选择应就锻件的具体使用和种类确定，并符合相应技术文件的要求。 4. 1. 2 凡要求用表面检测的铁磁性锻件，应优先选用磁粉检测方法，若因结构形状等原因不能使用磁 粉检测时，才选用渗透检测。 4. 2 检测档案 4. 2. 1 当按本标准对锻件进行检测时，必要时可按本标准的规定制定出符合有关要求的无损检验 规程。 4. 2. 2 检测程序及结果应正确、完整并有相应责任人员签名认可。检测记录、报告等保存期不得少于 5 年。5 年后，若用户需要可转交用户保管。 4. 2. 3 检测档案中，对于检测人员承担检测项目的相应资格等级和有效期应有记录。 4. 2. 4 检测所用仪器、设备的性能应定期检验，合格后才能使用，并有检验记录。 4. 3 检测人员 4. 3. 1 凡从事无损检测的人员，必须经过技术培训，并按 GB 9445 进行考核鉴定。 4. 3. 2 无损检测人员技术等级分为高、中、初级。取得不同无损检测方法的各技术等级人员只能从事 与该等级相对应的无损检测工作，并负相应的技术责任。 4. 3. 3 凡从事无损检测工作的人员，除具有良好的身体素质外，视力必须满足下列要求： 4. 3. 3. 1 校正视力不得低于 1.0，并一年检查一次。 4. 3. 3. 2 凡从事表面检测工作的人员不得有色盲、色弱。 5 超声波探伤及其质量等级 5. 1 检验依据 5. 1. 1 凡采用本标准时，用户或设计工艺部门应予并提供锻件超声波探伤的部位范围和质量验收 等级。 5. 1. 2 建立灵敏度的方法、仪器设备的选用、性能的测试等应与本标准中规定一致。 5. 2 仪器设备 5. 2. 1 使用脉冲反射式超声波探伤仪，至少具有 1~5MHz 的频率范围。 5. 2. 1. 1 超声波探伤仪的垂直线性至少在屏高 80%内呈线性显示，其误差在±5%以内，水平线性误差 为±2%。仪器的线性应按 ZB Y230 中要求进行鉴定。 5. 2. 1. 2 仪器的灵敏度余量应在 30dB 以上，其测定方法按 ZB J04 001 中的要求进行。 5. 3 探头 5. 3. 1 各种探头应在标定的频率下使用，原则上采用 2～2.5MHz、晶片直径 20～30mm 的直探头。 JB/T 5000.15－ 1998 3 5. 3. 2 探头主声束应无明显的双峰，声束线偏斜应小于 2°。 5. 3. 3 各类探头应有相应的 AVG曲线图表。 5. 3. 4 可更换其他探头来评定缺陷和对缺陷准确定位。 5. 3. 5 探头性能测试方法见 ZB Y231。 5. 4 耦合剂 5. 4. 1 耦合剂应具有良好的润湿性，可使用机油、甘油、浆糊或水作为耦合剂，对于成品锻件推荐使 用 30 号机油作为耦合剂。 5. 4. 2 不同的耦合剂不能进行对比，因此，探伤系统性能测试、灵敏度调节和校正等必须和探伤时使 用的耦合剂相同。 5. 5 试块 5. 5. 1 试块应采用与被检工件相同或近似声学性能的材料制成。该材料用直探头检测时，不得有大于 φ2mm平底孔当量直径的缺陷。 5. 5. 2 校准用反射体可采用平底孔和 V形槽等，校准时探头主声束应对准反射体，且与平底孔的反射 面相垂直，与 V 形槽轴线相垂直。 5. 5. 3 试块的外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应。其误差不超 过探测厚度的 10%。 5. 5. 4 试块的制造要求应符合 ZB Y232的规定。 5. 5. 5 现场检测时，也可采用其他型式的等效试块。 5. 6 系统组合性能的测试见 ZB J04 001。 5. 7 探伤前锻件的准备 5. 7. 1 除订货时另有规定外，轴类锻件径向探伤时应加工出圆柱形表面；轴向探伤时两端面应加工成 与锻件轴向垂直的平面，饼形和矩形锻件其表面加工成平面。且相互平行。 5. 7. 2 除订货时另有规定外，锻件表面的粗糙度 Ra 不得超过 6.3μm。 5. 7. 3 锻件探伤面应无异物存在，如氧化皮、油漆、污物等。 5. 8 探伤规程 5. 8. 1 一般规则 5. 8. 1. 1 除由于倒圆、钻孔等造成锻件的截面和局部外形改变而不可能进行探伤外，要尽可能对整个 锻件进行超声波探伤。 5. 8. 1. 2 锻件应在力学性能热处理后(不包括去应力处理)，精加工成形前进行超声波探伤，如果经热 处理后锻件的外形不可能进行全面探伤，则允许在性能热处理前进行超声波探伤，但热处理后应尽可能 全面地对锻件进行超声波复探。 5. 8. 1. 3 探头每次移动至少有 15%的重合，以确保能完全扫查整个锻件。探头扫查速度：手工操作时 不得超过 150mm/s；自动探伤时不得超过 1000mm/s。 5. 8. 1. 4 要尽可能在两个相互垂直的方向上对锻件的所有截面进行扫查。 5. 8. 1. 5 对于饼形锻件，除至少从一个平面扫查外，还应尽可能从圆周面进行径向扫查。 5. 8. 1. 6 对于圆柱形实心或空心锻件进行探伤时，除要从径向进行扫查外，还应从轴向进行辅助扫查。 5. 8. 1. 7 对于环形和筒形锻件的探伤，要同时参照附录 A(标准的附录)执行。 JB/T 5000.15－ 1998 4 5. 8. 1. 8 制造厂或用户进行复查或重新评定时，要尽可能用可比较的仪器、探头和耦合剂。 5. 8. 1. 9 锻件探伤可在静止状态下进行，也可在转动状态下(用车床或转胎转动)进行。如果用户未作 规定，制造厂可以任意选择。 5. 8. 1. 10 锻件厚度大于 400mm时，应从相互平行的相对面进行探伤。 5. 8. 2 探伤灵敏度 5. 8. 2. 1 原则上采用 AVG法确定探伤灵敏度，对于因几何形状所限和探测厚度接近近场区长度的锻件 则采用试块比较法。 5. 8. 2. 2 探伤灵敏度以起始记录当量值为准，其基准波高不得低于满屏高的 40%。 5. 8. 2. 3 对缺陷进行评定时，应在锻件完好部位调节评价灵敏度。 5. 8. 2. 4 探伤灵敏度的重新校验 a) 遇下列情况之一时，必须对探伤灵敏度进行重新校验： ——校正后的探头、耦合剂和仪器旋钮等发生任何改变时； ——外部电源电压波动较大或操作者怀疑探伤灵敏度有变动时； ——连续工作达 4h 及工作结束时。 b) 当探伤灵敏度降低 2dB以上时，应重新对锻件进行全面复探；提高 2dB 以上时，应对所有的记 录信号进行重新评定。 5. 8. 2. 5 探伤灵敏度的调节方法 a) 对于实心圆柱形和探伤面与反射面平行的锻件，当声程大于 3倍近场时，所需增加的 dB 值应按 式(1)计算： 2 2lg20dB Φ S π λ= ·········································(1) 式中：S——声程，mm； λ——波长，mm； Φ——探伤灵敏度当量直径，mm。 b) 对于空心圆柱形锻件，当声程大于 3 倍近场时，所需增加的 dB 值应按式(2)计算： d D Φ S lg102lg20dB 2 ±= π λ ···································· (2) 式中：D——工件外径，mm； d——工件内径，mm； + ——内孔探测，凹面反射； – ——工件外圆径向探测，凸面反射。 其余符号与 5.8.2.5a)相同。 5. 8. 3 锻件可探性的测定 当探伤灵敏度确定之后，以探伤灵敏度为基准，信噪比大于或等于 6dB，则认为该锻件具有足够的 可探性，否则由供需双方协商处理。 5. 8. 4 材质衰减系数的测定 5. 8. 4. 1 当声程大于 3 倍近场时，在锻件无缺陷区域内，至少选取三处具有代表性的部位测出 B1 /B2 之 dB 差值，即第一次底波高度 B1与第二次底波高度 B2 之间的 dB 差值。材质衰减系数 a (dB/mm)按式 JB/T 5000.15－ 1998 5 (3)计算： S BBa 2 6)/( 21 −= ·········································(3) 式中：S——声程，mm。 5. 8. 4. 2 当材质衰减系数 a 超过 0.004dB/mm 时，必须对探伤结果给予修正。 5. 8. 5 远场区声束直径的计算 6dB 声束直径的计算应按式(4)： S 6 T Sd λ= ·············································(4) 式中：TS——晶片直径，mm； d6——6dB 声束直径，mm。 其余符号与 5.8.2.5a)相同。 5. 8. 6 缺陷当量大小的确定 5. 8. 6. 1 AVG法定量 当声程大于 3 倍近场时，缺陷当量直径的大小应按式(5)计算： )(22lg20/ f f f f SxaSΦ xBB −+= λ ·································(5) 式中：a——材质衰减系数，dB/mm； xf——缺陷深度，mm； Φ f——缺陷当量直径，mm； Bf /B——缺陷回波与底波的 dB 差，dB。 其余符号与 5.8.2.5a)相同。 5. 8. 6. 2 试块法定量 a) 当声程大于 3 倍近场时，缺陷当量直径的大小应按式(6)计算： ff f f 22lg40 xaax xΦ xΦΔ −+= ···································(6) 式中：Δ——缺陷与试块平底孔之 dB 差值，dB； x——平底孔深度，mm； a——材质衰减系数(对比试块)，dB/mm； af——缺陷处材质衰减系数，dB/mm。 其余符号与 5.8.6.1 相同。 b) 当声程小于 3 倍近场时，应用试块直接比较或用实测的 AVG曲线来定缺陷当量直径的大小。 5. 9 缺陷的分类 5. 9. 1 单个缺陷 间距大于 50mm，当量直径不小于起始记录当量的缺陷。 5. 9. 2 分散缺陷 缺陷间距小于或等于 50mm，同时存在 2 个或 2 个以上且 5 个以下，当量直径不小于起始记录当量 的缺陷。 JB/T 5000.15－ 1998 6 5. 9. 3 密集区缺陷 按 3.1。 5. 9. 4 游动信号 随探头在锻件表面某一方向移动时，其信号前沿连续移动 25mm 以上深度的缺陷信号。 5. 9. 5 延伸性缺陷 缺陷连续回波高度至少在一个方向上不得低于起始记录当量值，其延伸长度应大于缺陷容许的最大 当量直径。延伸性缺陷的延伸尺寸采用半波高度法测定(6dB 法)。在测定延伸尺寸时应考虑探头的声域 特性进行修正。 5. 9. 6 缺陷引起的底波降低量 BG/BF(dB) 按 3.2。 5. 10 缺陷的记录 5. 10. 1 记录当量直径不小于起始记录当量的缺陷及其在锻件上的坐标位置。 5. 10. 2 密集区缺陷的记录 5. 10. 2. 1 记录密集区的分布范围。 5. 10. 2. 2 记录密集区中最大当量直径的缺陷深度、当量及其在锻件上的坐标位置。 5. 10. 3 游动缺陷信号的记录 记录游动缺陷信号的深度、长度范围、最大当量及起点和终点的位置坐标。 5. 10. 4 延伸性缺陷的记录 记录延伸性缺陷的深度、长度范围、最大当量及起点和终点的位置坐标。 5. 10. 5 缺陷引起的底波降低量 BG/BF(dB)的记录 记录缺陷附近完好区内第一次底波幅度BG与缺陷区内第一次底波幅度BF达同一基准波高时的 dB 差值。 5. 11 质量等级 5. 11. 1 锻件中小于起始记录当量的单个、分散缺陷不计。 5. 11. 2 凡判定为裂纹、白点、缩孔类型的缺陷不允许存在。 5. 11. 3 游动缺陷信号如能判定为非危害性缺陷时，按延伸性缺陷进行质量等级评定；若判定为危害性 缺陷时，则按 5.11.2 规定执行。 5. 11. 4 除因几何原因造成底波衰减外，任何底波衰减不允许超过 26dB。 5. 11. 5 表 1 中给出锻钢件中不同缺陷类型的质量等级的容许值。 表 1 不同缺陷类型的质量等级划分 等 级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ JB/T 5000.15－ 1998 7 缺陷类别 起始记录当量值Φ mm 1.6 1.6 2 2 2 3 4 5 单 个 缺 陷 最大允许当量值Φ f mm 2 3.5 4 6 8 10 12 16 缺陷任一方向上 延伸的最大长度 mm 不允许 不允许 不允许 30 50 80 100 120 表 1 (完) 等 级 缺陷类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ 缺陷处底波降低量 的最大允许值 dB 6 6 6 8 12 16 20 26 密集区缺陷最大 允许范围 (× 103) mm3 不允许 125 250 500 1000 3000 6000 10000 注 1 不同缺陷类型的质量等级是相互独立的，由设计等部门根据工件实际情况规定不同缺陷类型的质量等级。 2 密集区缺陷范围的计算是以密集区最大长度范围×最大宽度范围×最大深度范围。相邻密集区间的间距不得 小于 150mm。否则，应视为一个密集区。存在多个密集区时，应分别计算其密集区范围，然后累积求和，按 累积值评定。若密集区深度范围小于或等于 50mm时，则按 50mm计算其深度范围；若密集区长度范围小于 或等于 50mm 时，则按 50mm计算其长度范围。 3 由于超声波探伤存在局限性和不足，除了从生产工艺、缺陷产生的部位及其大致走向和分布能对缺陷性质进 行估判外，纯粹从超声波探伤技术上是无法对缺陷进行定性的，因此，在使用 5.11.2时，最好要用其他有效 方法对缺陷定性进行辅助说明，如缺陷已露出表面、金相检验等方法。 4 用户有特殊要求时，其质量验收条款也可由供需双方具体制定。 5. 12 超声波检验报告 超声波检验报告中应包含以下内容： 5. 12. 1 检验所使用的规范标准，要求的质量验收等级，所用的检验方法，所用探头的规格、频率、探 伤灵敏度及其调节方法、仪器型号、锻件表面状态和检验时期。 5. 12. 2 制造厂标志号，产品合同号，锻件名称、图号、材质、炉号、卡号等。 5. 12. 3 应绘出工件草图，标明锻件的实际外形尺寸，因几何形状等因素影响而未探伤区域的尺寸及缺 陷定位坐标原点。 5. 12. 4 缺陷记录应包含坐标位置、当量以及大致分布状况。 5. 12. 5 检验结果的评定。 5. 12. 6 检验日期与检验人员签名。 6 磁粉探伤及其质量等级 6. 1 检验依据 JB/T 5000.15－ 1998 8 6. 1. 1 凡采用本方法标准时，用户或设计工艺部门应予说明并提供锻件磁粉探伤的部位范围和质量验 收等级。 6. 1. 2 建立灵敏度的方法、仪器设备的选用、磁化方法的选择、磁场强度的要求等应与本标准一致。 6. 1. 3 要说明是否有退磁要求和退磁需要达到的程度。 6. 2 检测表面要求 6. 2. 1 磁粉检验的灵敏度同受检锻件的表面状态有很大关系。若不规则的表面状态影响缺陷的显示或 评定时，则必须用打磨、机械加工或其他方法处理受检表面。 6. 2. 2 被检区表面及邻近 50mm 范围内应无脏物、油脂、棉纤维、氧化皮或其他影响磁粉检验的异物 存在。 6. 2. 3 对异物的清除可采用任何不影响磁粉探伤的方法进行处理。 6. 2. 4 为了能检测出细小的缺陷，锻件的表面粗糙度 Ra 一般不得大于 6.3μm。 6. 2. 5 检测表面的温度：干法时，应小于 300℃；湿法时，应小于 50℃。 6. 3 检验时期 6. 3. 1 除需方另有规定外，磁粉验收检验应在锻件经最终热处理和精加工后进行。 6. 3. 2 采用半波整流、直流及直接磁化时，磁粉验收检验可以在精加工前，但加工余量不得超过 3mm。 6. 4 设备和磁粉 6. 4. 1 磁粉探伤设备以及特殊类型的设备必须符合 GB 3721 中的要求。 6. 4. 2 设备校验按国家标准要求，至少每年校验一次。若停止使用一年以上，则在第一次使用前进行 校验。 6. 4. 3 磁粉及磁悬液 6. 4. 3. 1 磁粉应具有高导磁率和低剩磁性质，磁粉之间应无相互吸引。用磁粉称量法检验时，其称量 值应大于 7g。 6. 4. 3. 2 磁粉粒度应均匀，湿法用磁粉的平均粒度为 2～10μm，最大粒度应小于 45μm；干法用磁 粉的平均粒度应小于 90μm，最大粒度应小于 180μm。 6. 4. 3. 3 磁粉颜色可选用红、黄、蓝、白、黑等，选取原则应视工件表面而定，与工件表面颜色必须 具有较高的对比度。 6. 4. 3. 4 湿粉法应以煤油或水作为分散媒介。以水为媒介时，应加入适当的防锈剂和表面活性剂，磁 悬液粘度应控制在 5000～20000Pa·s 内(25℃)。 6. 4. 3. 5 磁悬液浓度应根据磁粉种类、粒度、施加方法和时间具体确定。一般情况下，非荧光：10～ 25g/L；荧光：1~3g/L，其分散媒介不得具有荧光特性。 6. 4. 3. 6 对于循环使用的磁悬液，应定期对磁悬液浓度进行测定，测定前应充分搅拌均匀(搅拌时间不 少于 30min)。一般情况下，要求每 100mL 磁悬液中，非荧光磁粉的沉淀体积为 1.2~2.4mL，荧光为 0.1~0.5mL。 6. 4. 3. 7 荧光法检测时，所使用的紫外线灯在工件表面的紫外线强度应不低于 1000μW/cm2，其波长 应在 320～400nm 的范围内。其间接评定方法见 GB 5097。 6. 4. 4 辅助设备 为保证磁粉检测工作的顺利进行，应具备如下辅助设备： JB/T 5000.15－ 1998 9 a) 磁场强度计； b) 灵敏度试片(试块)； c) 磁悬液浓度测定管； d) 2～10 倍放大镜； e) 光照度计； f) 紫外线灯； g) 紫外线强度计。 6. 5 磁化方法 6. 5. 1 方法和材料 6. 5. 1. 1 作为检验介质使用的铁磁粉既可以是干的，也可以是湿的。并且可以是荧光的，也可以是非 荧光的。 6. 5. 1. 2 可以在工件上直接通以电流，使锻件磁化；也可以用中心导体或线圈在工件上产生感应磁场， 使锻件磁化。探测表面缺陷，可以用交流电作磁化电源，也可以用直流电作磁化电源。在周向磁化中， 由于交流电的“集肤效应”会降低探测缺陷的最大深度，所以在主要探测表层以下的缺陷时应采用直流电 源。 6. 5. 1. 3 可采用下列五种磁化方法的一种或几种的组合： a) 触头法； b) 纵向磁化法； c) 周向磁化法； d) 磁轭法； e) 多向磁化法。 6. 5. 2 磁粉检验方法 6. 5. 2. 1 连续法 在磁化电流不中断、外加磁场起作用的同时，在受检锻件表面施用磁粉或磁悬液进行检查。在提供 连续电流的情况下，最短的通电持续时间应为 1/5～1/2s。 6. 5. 2. 2 波动法 本方法仅限于采用直流电时。先施以较高的磁化力，然后把磁化力降至较低值，并在保持这一较低 的磁化力值的条件下施加磁粉或磁悬液。 6. 5. 2. 3 剩磁法 在切断磁化电流、移去外加磁场后施加检验介质，利用工件上的剩磁进行检查。此方法一般不用来 检查锻件，若要使用，必须取得用户同意。 6. 5. 3 磁化方向 除多向磁化法外，对每个检验部位，至少应分别检验 2 次，磁化方向应大致垂直。不允许同时进行 两个或两个以上方向的磁化。 6. 5. 4 磁化类型 6. 5. 4. 1 纵向磁化 磁力线一般平行于锻件轴线，有确定的磁极。一般用螺线管(见图 1)、磁轭(见图 2)或直接缠绕电缆 JB/T 5000.15－ 1998 10 线来进行磁化(见图 3)。 6. 5. 4. 2 周向磁化 磁力线一般垂直于锻件轴线，无确定的磁极。一般用工件直接通电法(见图 4)、导体感应法(见图 5)、 导线穿孔感应法(见图 6)或触头法来实现磁化(见图 7)。 6. 6 灵敏度试片 6. 6. 1 A型灵敏度试片 A型灵敏度试片仅适用于连续法，以测定被检工件表面的有效磁场强度和方向、有效检测范围以及 磁化方向是否能有效检出缺陷。磁化电流应能使试片的磁痕清晰显示。A 型灵敏度试片分高、中、低三 档，其几何尺寸见图 8，型号及槽深见表 2。 图 1 螺线管法 图 2 磁轭法 图 3 直接缠绕法 图 4 直接通电法 图 5 导体感应法 图 6 导线穿孔感应法 JB/T 5000.15－ 1998 11 图 7 触头法 图 8 A 型灵敏度试片 表 2 A 型灵敏度试片 μm 型 号 相 对 槽 深 灵 敏 度 材 质 A–15/100 15/100 高 A–30/100 30/100 中 A–60/100 60/100 低 超高纯低碳纯铁，C＜0.03%， H0＜80A/m，经退火处理 注：相对槽深中分子表示刻槽深度，分母表示试片厚度，单位μm。 6. 6. 2 C 型灵敏度试片 由于尺寸关系，A型灵敏度试片使用不便时，可用 C 型灵敏度试片，其几何尺寸见图 9，型号及槽 深见表 3。 图 9 C 型灵敏度试片 JB/T 5000.15－ 1998 12 表 3 C 型灵敏度试片 μm 型 号 厚 度 人工缺陷深度 材 质 C 50 8 超高纯低碳纯铁，C＜ 0.03%，H0 ＜80A/m，经退火处理 6. 6. 3 磁场指示器 只能粗略的检验工件表面的磁场方向、有效检测范围以及磁化方法是否正确，不能作为磁场强度及 其分布的定量指标，其几何尺寸见图 10。 图 10 磁场指示器 6. 6. 4 灵敏度试片使用方法 6. 6. 4. 1 使用 A 型或 C 型灵敏度试片时，应将人工缺陷一面紧贴工件表面。为确保接触良好，可使用 不影响人工缺陷显示的任何有效方法将试片贴紧。测试时应使用连续法。 6. 6. 4. 2 使用磁场指示器时，应将其平放在被检面上，以是否出现“ *”形磁痕显示来判定工件磁化适当 与否。 6. 7 磁场强度 6. 7. 1 采用的最小磁场强度，应能显示所有有异议的缺陷并能加以区分。最大的磁场强度，应恰好低 于磁粉在工件表面开始产生过度粘附这一临界点。 6. 7. 2 磁化参数 6. 7. 2. 1 线圈法 a) 低填充线圈法 当采用低填充线圈法对工件进行纵向磁化时，工件的直径(或截面对角线上的最大尺寸)应不大于固 定环状线圈内径的 10%。工件可偏心放置在线圈中。 偏心放置时，安匝数应按式(7)计算： %10 / 45000 ±= DL NI ·······································(7) 正中放置时，安匝数应按式(8)计算： %10 5)/(6 1720 ±−= DL RNI ·····································(8) 式中：N——线圈匝数； JB/T 5000.15－ 1998 13 I——电流值，A； L——工件长度，mm； D——工件直径或截面对角线上最大尺寸，mm； R——线圈半径，mm。 b) 高填充线圈法 当采用高填充线圈法或电缆缠绕式线圈法对工件进行纵向磁化时，安匝数应按式(9)计算： %10 2)/( 35000 ±+= DLNI ·····································(9) 式中符号与 6.7.2.1 中相同。 c) 上述公式适用于 D＜460mm，且 L/D≥3 的锻件。对于L/D＜3 的锻件，可利用磁极加长块来提 高长径比或采用灵敏度试片实测来决定安匝数；对于 L/D≥10 的锻件，L/D的值只取 10。 d) 线圈的有效磁化区距线圈端部一个线圈半径内。 e) 锻件较长时，应分段磁化，且应有 10%检测长度的重叠区。 6. 7. 2. 2 对于大锻件(D＞460mm)，磁化电流应当在 12000~45000 安匝范围内，一般采用灵敏度试片来 校验磁场强度(见 6.6)。 6. 7. 2. 3 对于采用绕制线圈进行周向磁化时，所用磁化电流是 6.7.2.4 给定的安匝数除以线圈匝数所得 的商。 6. 7. 2. 4 如果电流直接通过锻件进行磁化，则每毫米直径 D (或与电流相垂直的截面对角线上最大尺 寸)所使用的电流值见表 4。 表 4 不同直径的磁化电流值 工件外径 D mm 交流电流值 I A/mm 直流或整流电流值 I A/mm ≤ 125 12～ 18 24～36 ＞ 125～250 8～ 12 16～24 ＞ 250 2～ 8 4～16 对于空心锻件，应按工件壁厚计算。在上述各种情况下，都应使用灵敏度试片来验证磁化力是否适 当(见 6.6)。 6. 7. 2. 5 中心导体法 中心导体被广泛使用于磁粉检测，它提供： a) 管状零件内径上的一个周向磁场，用直接通电法是不能实现这一点的。 b) 一种零件非接触的磁化方法，能有效地消除烧伤零件的可能性。 c) 对于环形零件，在工序上它比直接通电法好得多。 d) 一般希望中心导体安放在中心以能一次磁化零件的整个圆周。所得到的磁场相对于零件的轴线 是同心的，并且在内径处达到最大。用设置在中心的中心导体时，磁化电流的要求和具有同样外径的实 心零件一样，因此可应用相同的准则(见 6.7.2.4)。中心导体安放在中心的各种方法是很容易设计的。 e) 当磁化电流能力不足时，常借助偏移中心导体的方法，例如在零件外径很大以及为了对小零件 方便的情况。对这些例子，表 5 提供了有关使用偏移中心导体法的磁化准则。要注意的是由于整个圆周 JB/T 5000.15－ 1998 14 都应被检查到，因此要将零件反复多次放置在中心导体上，并允许有 10%的磁性重迭。沿圆周的磁化 有效检测区大约为中心导体直径的 4 倍。 6. 7. 2. 6 触头法 a) 用触头进行局部周向磁化时，磁场强度同所采用的电流强度成正比，也随两触头的间距和被检 截面厚度的不同而变化。 b) 材料厚度小于 20mm 时，每毫米触头间距应选用 3~4A的磁化力；大于 20mm 时，选用 4～5A 的磁化力。 c) 触头间距应控制在 75～200mm 之间，通电时间不宜过长，为避免烧伤工件，可采用不影响检测 灵敏度的任何有效方法使触头与工件保持良好的接触。断路电压不得超过 24V。 d) 检验时应当有足够的重叠区，以保证在设定灵敏度下达到 100%的覆盖。 6. 7. 2. 7 磁轭法 a) 磁极间距应控制在 50～200mm 之间，在此间距内磁轭的提升力：交流电磁铁磁轭至少应有 45N； 直流电磁铁磁轭至少应有 180N。 b) 有效检查区域应限制在两磁极连线两侧 1/4 最大磁极间距内。磁极间距每次应有 25mm 以上的 重叠。 表 5 使用中心导体法时选择电流值的准则 中心导体直径 mm 试件截面厚度 mm 安培值± 10% A 3 500 6 750 9 1000 12.5 12 1250 3 750 6 1000 9 1250 25 12 1500 3 1000 6 1250 9 1500 37.5 12 1750 3 1250 6 1500 9 1750 50 12 2000 注：对于壁厚大于 12.5mm 的空心试件，每增加 3mm，电流值增加 250A(表中数值适用于经热处理达到 124MPa 或更高值的材料；对于较低热处理值的材料，必须另行确定其合适的电流值)。 6. 8 磁粉、磁悬液的施加 JB/T 5000.15－ 1998 15 6. 8. 1 当锻件得到适当磁化后，可采用下述方法之一施加磁粉。 6. 8. 1. 1 用干粉法时，可以使用手动筛、机械筛、喷粉器或机械鼓风器等施加磁粉。筛子只能用于朝 上平放的表面，喷粉器和鼓风器则可用于立面和朝下的表面。磁粉应均匀地施加到锻件表面上。干粉的 颜色应具有适当的对比度。磁粉不宜施加得过多。吹去多余的磁粉时，应注意操作，不要破坏磁痕。 6. 8. 1. 2 用湿法时，磁悬液应采用软管浇淋或浸渍法施加于试件上，使整个被检表面被完全覆盖。 6. 8. 1. 3 用连续法时，磁化电流应在施加磁悬液之前接通，然后一边施加磁悬液一边磁化，使被检面 被磁悬液覆盖，且至少反复磁化两次，磁化时间为 1～3s。停施磁悬液后，应继续磁化 1s 以上。施加磁 悬液时，应注意流动的磁悬液，不得破坏已形成的磁痕。 6. 8. 1. 4 用剩磁法时，磁化 0.25～1.0s 后，切断磁化电流，施加磁粉。当采用冲击电流时，磁化时间 应不少于 0.01s，且至少反复磁化 3 次以上。必须注意在施加磁粉或磁悬液之前，任何磁性物体不得接 触被检工件的检测面。 6. 9 退磁 6. 9. 1 当工件中的残余剩磁影响后续的加工或对工件使用有影响时，应予进行退磁处理。 6. 9. 2 退磁效果一般用剩磁检查仪或强度计测定，具体数值应根据加工和使用的具体情形而定。 6. 9. 3 退磁方法，可选用任何有效的方法进行退磁。 6. 10 复验 当出现下列情况之一时，需进行复验： a) 检测结束时，用灵敏度试片验证检测灵敏度不符合要求； b) 发现检测过程中操作方法有误或操作技术条件改变时； c) 不能确认的磁痕显示； d) 供需双方有争议或认为有其他需要时； e) 经返修后的部位。 6. 11 缺陷磁痕的评定和记录 6. 11. 1 除确认显示迹痕是由外界几何因素或操作不当造成的之外，其他任何大于或等于 0.5mm 的显 示迹痕均应作为缺陷磁痕处理。 6. 11. 2 长度与宽度之比大于 3 倍的缺陷显示迹痕，按线性缺陷处理；长度与宽度之比小于或等于 3 倍的缺陷显示迹痕，按圆形缺陷处理。 6. 11. 3 两条或两条以上缺陷显示迹痕在同一直线上间距小于或等于 2mm时，按一条缺陷处理，其长 度为显示迹痕长度之和加间距。 6. 11. 4 所有缺陷磁痕的尺寸、数量以及产生部位均应记录，并图示。 6. 11. 5 辨认细小缺陷磁痕时，可采用 2～10 倍放大镜进行观察。 6. 11. 6 磁痕的永久记录可采用胶带法、照相法以及其他有效方法。 6. 12 缺陷磁痕等级评定 6. 12. 1 任何裂纹和白点类缺陷不允许存在。 6. 12. 2 缺陷磁痕的评定等级按表 6。 6. 13 磁粉检验报告 磁粉检验报告中应包含以下内容： JB/T 5000.15－ 1998 16 6. 13. 1 检验所使用的规范标准，要求的质量验收等级，所用的仪器名称与规格、型号，锻件表面状态 和检验时期。 6. 13. 2 磁粉种类和磁悬液浓度以及施加方法，磁化方法与规范要求，检测灵敏度校验与试片规格型号。 6. 13. 3 制造厂标志号，产品合同号，锻件名称、图号、材质、炉号、卡号。 6. 13. 4 缺陷记录与工件草图，检验结果的评定。 6. 13. 5 检验日期与检验人员签名。 表 6 等 级 缺陷类别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ 线性缺陷 mm ≤0.5 1.0 2.0 4.0 8.0 16 32 ＞32 圆形缺陷 mm ≤1.0 2.0 4.0 8.0 16 32 64 ＞64 100mm× 100mm 内缺陷累积长度 mm ≤2.0 4.0 8.0 16 32 64 128 ＞128 注 1 表中数值为最大允许值。 2 100mm×100mm 内缺陷累积长度的计算方法为总的累积长度是线性缺陷的累积长度值加上圆形缺陷最大长 轴方向长度的累积值。 3 用户有特殊要求时，其质量验收条款也可由供需双方具体制定。 4 表中不同缺陷类型的等级是相互独立的，可单独使用。 7 渗透探伤及其质量等级 7. 1 检验依据 凡采用本标准时，用户或设计工艺部门应予说明并提供锻件渗透探伤的部位范围和质量验收等级。 7. 2 检测表面要求 7. 2. 1 被检区表面及邻近 25mm 范围内应干燥且无脏物、油脂、绵纤维、氧化皮、油或其他掩盖表面 开口缺陷的异物。 7. 2. 2 对异物的清除可采用任何不影响渗透探伤的方法进行清洗。 7. 2. 3 锻件机加工面表面粗糙度 Ra 最大值为 6.3μm，若能证明其表面状态不影响渗透探伤，可不受 此限制。 7. 2. 4 检测表面的温度应控制在 15～50℃内。 7. 3 检测材料 7. 3. 1 渗透检测材料一般包括渗透剂、乳化剂、清洗剂和显像剂。 7. 3. 2 渗透检测材料的质量控制应满足 ZB J04 003 的要求。 7. 3. 3 检测剂必须具有良好的检测性能，对工件无腐蚀，对人体基本无毒害作用。 7. 3. 4 对于镍基合金材料，一定量检测剂蒸发后残渣中的硫元素含量的重量比不得超过 1%。如有更 高要求，可由供需双方另行商定。 7. 3. 5 对于奥氏体钢和钛及钛合金材料，一定量检测剂蒸发后残渣中的氯、氟元素含量的重量比不得 超过 1%。如有更高要求，可由供需双方另行商定。 JB/T 5000.15－ 1998 17 7. 3. 6 检测剂中氟、氯、硫元素含量的测定可按下述方法进行： 取检测剂试样 100g，放在直径 150mm 的表面蒸发皿中沸水浴加热 60min，进行蒸发，如蒸发后留 下的残渣超过 0.005g，则应分析氟、氯、硫元素的含量。 7. 3. 7 对于同一检测工件，不能混用不同类型的检测剂。 7. 4 对比试块 7. 4. 1 对比试块主要用于检验检测剂性能及操作工艺。 7. 4. 2 对比试块分为铝合金试块和镀铬试块。 7. 4. 3 对比试块的制作： a) 铝合金试块 将一块如图 11 中的 LY12 硬铝合金试块用喷灯在中央部位加热至 510～530℃，然后迅速投入冷水 中，通过淬火处理使试块表面产生条状和网状裂纹，再在试块中间加工一个直槽，使得试块分成两部分， 并分别标以 A、B 记号，以便进行不同检测剂及不同工艺的对比试验。其规格尺寸如图 11中所示。 b) 镀铬试块 将一块尺寸为 130mm×40mm×4mm、材料为 0Cr18Ni9Ti 或其他不锈钢材料的试块上单面镀镍 30 μm±1.5μm，在镀镍层上再镀铬 0.5μm，然后退火。在未镀面上，以直径 10mm 的钢球，用布氏硬 度法按 7500N、10000N、12500N 打三点硬度，使镀层上形成三处辐射状裂纹。 7. 4. 4 对比试块的清洗和保存 对比试块使用后要进行彻底清洗。清洗时，通常是用丙酮仔细擦洗后，再放入装有丙酮和无水酒精 的混合液(混合比为 1∶1)的密闭容器中保存，或用其他等效方法保存。 图 11 铝合金对比试块 7. 5 渗透检验方法分类及选用 7. 5. 1 渗透检验方法分类及代号 7. 5. 1. 1 按渗透剂种类分为着色渗透(V)和荧光渗透(F)；按操作分为水洗型(A)、后乳化型(B)、溶剂去 除型(C)。以上一共可组合成六种渗透探伤方法。 7. 5. 1. 2 按显像剂类型分为干式(D)、快干式(S)、湿式(W )、无显像式(N)渗透探伤。 7. 5. 1. 3 各种方法组合的检测步骤： a) 渗透探伤的检测步骤一般有：前处理、渗透、乳化、去除多余渗透剂、干燥、显像、干燥、观 察、后处理； b) 各种组合方法的检测步骤均包括：前处理、渗透、去除多余渗透剂、观察、后处理； JB/T 5000.15－ 1998 18 c) 后乳化型在渗透后要进行乳化； d) 水洗型和后乳化型在显像前要进行干燥； e) 无显像式均无显像和干燥处理； f) 湿法显像后要进行干燥处理。 7. 5. 2 渗透检验方法的选用 7. 5. 2. 1 渗透检验方法的选用应根据被检工件表面粗糙度、渗透检验灵敏度、检验批量大小和检验环 境等条件来决定。 7. 5. 2. 2 对于表面光洁且检验灵敏度要求高的工件，宜采用后乳化型着色法或后乳化型荧光法，也可 采用溶剂去除型荧光法。 7. 5. 2. 3 对于表面粗糙且检验灵敏度要求较低或批量较大的工件，宜采用水洗型着色法或后乳化水洗 型荧光法。 7. 5. 2. 4 现场无水源、电源的检验宜采用溶剂去除型着色法。 7. 5. 2. 5 大工件局部检验宜采用溶剂去除型着色法或溶剂去除型荧光法。 7. 6 操作规程 7. 6. 1 预清洗 7. 6. 1. 1 所有待检区域在涂敷渗透剂前必须按 7.2 要求进行预清洗。 7. 6. 1. 2 清洗后的干燥 清洗好的工件应进行干燥。干燥的方法一般有在干燥炉内加热工件、采用红外线灯烘烤、用热压缩 空气吹干或在环境温度下晾干等。但施加渗透剂前工件温度不得超过 50℃。 7. 6. 2 施加渗透剂 7. 6. 2. 1 施加渗透剂的有效方法有多种，诸如浸渍、涂刷、淋流或喷涂等，具体应根据工件大小、形 状、数量以及检测部位等来选择施加方法。 7. 6. 2. 2 渗透剂在工件上的保持时间(渗透作用时间)的长短由制造