ASTM E164-2019中文版

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ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 Standard Practice for Contact Ultrasonic Testing of Weldments ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 1 本国际标准是根据国际公认的标准化原则发展而来。 该标准化原则在世界贸易组织技术性贸易壁垒 (TBT ) 委员会发布的国际标准,指南及建议发展中决策原则中予以确定。 标号:E164-19 焊接件超声波接触法检测技术规程 本标准是由固定代号 E164 刊 发的, 名称后面的数字表示最初正式通过的年份或者 (当有修订时) 表示 最后修 订的 年 份;圆 括号 中 的数字 表示 重 新批准 的年 份 ;上标 的第 五 个希腊 字母 表 示从最 后版 本 或重新批 准后的编辑改变。 本标准已被国防部批准在政府部门使用。 1. 范围 1.1 本 规程 覆 盖了特定 钢 节点焊缝 结 构或铝合 金 材料焊缝 不 连续性超 声 波 A 型扫描检测 技 术(见注 1 ) ;详细说明 了脉冲反射 法;描述了 通过耦合层 或水柱法实 现被检材料 和探头接 触的手工操作技术。 1.2 本规程使 用角声束或垂直声束, 或两者均用, 取决于特定的焊缝结构。 本规程不包括 如 角焊缝和点焊等特殊形状。本规程适用厚度范围为 0.2508 in.6.4203 mm 。 注 1:本 标准 是在 铁和 铝合 金实 验基 础上 建立 的, 当其 它金 属材 料能 够被 超声 波声 束透 过时 ,也 可以 参考本规程进行检测。 注 2:其它相关信息参考规程 E317 ,术语 E1316 和规程 E587 。 1.3 以英寸- 磅单位表示的数值认为是标准值。 括号内的数值为转换为国际单位制后的数值, 仅作为信息参考且不作为标准值。 1.4 本标准不 能详细列明所有安全问题, 如有必要, 请结合实际情况使用。 标准使用者有责 任在使用前建立合适的安全标准、健康和环境规范条例,并明确该规范的使用范围。 1.5 本国际标 准是根据国际公认的标准化原则发展而来。 该标准化原则在世界贸易组织技术 性贸易壁垒(TBT )委 员会发布的国际标准,指南及建议发展中决策原则中予以确定。 2. 引用文件 本规程的司法权归 ASTM (美国材料和实验学会) 无损检测委员会 E07 , 由超声波方法小组委员会 E07.06 的直接负责。 现行版本于 2019 年 2 月 1 日批 准,2019 年 3 月发布,最早批准时间为 1960 年,之前的最晚版本为 2013 年的 E164-13 。DOI: 10.1520/E0164-19 。 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 2 2.1 ASTM 标准 : E317 无电 子测量装置的脉冲反射式超声波检测系统性能特征的评定规程 E543 无损 检测机构的执行规程 E587 角声 束接触法超声波检测规程 E1316 无损 检测术语 2.2 ASNT 标准: 推荐实施规程SNT-TC-1A 无损检测人员资质和认证规程 2.3 ANSI/ASNT 标准: ANSI/ASNT CP-189 无损 检验人 员的资格 和认 证 2.4 ISO 标准: ISO 2400 超声波检测设备校验参考试块 ISO 9712 无损检测NDT 人员资格鉴定与认证 2.5 AIA 标准: N A S - 410 无损检测 人员资格鉴定与认证 3. 意义和应 用 3.1 本标准所描述的超声波检测技术旨在提供一种焊缝及热影响区内部和表面不连续性检 测的方法,本标准并不适用于精加工或锻造材料特殊焊接结构的检测。 3.2 这些技术 提供了一个检测焊缝内部和表面不连续性的规范方法, 并非常适合用于进程中 的质量控制。 本规程尤其适合于检测垂直于声束的平面型不连续性, 当气孔和夹渣需要慎重 评定时必须采用其它无损检测方法。 3.3 当超声波 检测作为焊缝验收的基本准则时, 生产厂家和业主之间应就使用的参考标准和 限制条件达成一致, 第 7 章中给出了一些参考标准。 必须写出一个详细的检测工艺来描述合 格缺陷的限制条件,并达成一致。 4. 应用基础 若需参考 ASTM 标准,请访问 ASTM 网站 :www.astm.org 或通过 ASTM 服务网站,联系 ASTM 客服 。 有关 ASTM 标准年书 容量信息,请参考 ASTM 网站上标准文件汇总页。 可从美国无损检测协会(ASNT) 获得,P.O. Box 28518, 1711 Arlingate Ln., Columbus, OH 43228-0518, http:/www.asnt.org 。 可从美国国家标准协会 (ANSI ) 获得,25 W. 43rd St., 4th Floor, New York, NY 10036, http:/www.ansi.org 。 可从美国航空航天工业协会(AIA )获得 ,1000 Wilson Blvd., Suite 1700, Arlington, VA22209-3928, http:/www.aia-aerospace.org 。 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 3 4.1 当使用或 参考本标准时,以下条款作为机构之间的合同协议。 4.1.1 工作人 员资质如果合同协议中有规定,按标准执行检测的工作人员应按照国家或 国际认可的NDT 工作人员资质鉴定规程或标准进行鉴定, 例如ANSI/ASNT CP-189 , SNT-TC- 1A ,ISO 9712 ,NAS-410 或类似文件, 适用时, 由其雇员或资质鉴定机构对工作人员资质进 行鉴定。所用规程或标准及其适用版本应在使用方之间达成的合同协议中作出识别。 4.1.2 无损检 测机构资质鉴定如果在合同协议中有规定,NDT 机构应按规范E543 所述进 行资质鉴定和评估。规范E543 的适 用版本应在合同协议中作出规定。 4.1.3 程序和 技术所用程序和技术应在合同协议中作出规定。 4.1.4 表面准 备检查前表面准备指标应符合8.1.2 ,除非另 有规定。 4.1.5 检测时 机检测时机应为完成焊接和表面准备之后,同时当表面温度已经达到室温 时进行检测,除非另有规定。 4.1.6 检测范 围检测范围应符合表1 规定,除 非另有规定。 4.1.7 报告指 标/ 验收指标检测结果报告指标应符合12.1 规 定,除非另有规定。由于本标 准未对验收指标进行规定,则应在合同协议中作出规定。 4.1.8 修补/ 再加工产品的重新检测 修补/ 再加工产品的重新检测在本标准中未予以列 举,如有要求,应在合同协议中作出规定。 5. 探头 5.1 角声束的 要求是由角声束探头的检测参数来确定的。 检测工艺的建立必须考虑到变化因 素, 如焊缝厚度、 有效面、 可允许的最大缺陷尺寸、 缺陷走向和材料的声特性。 当纵波检 测 和角声束横波检测均要使用时, 对于使用材料中参照波长的考虑因素, 应当给出描述。 可以 通过传播频率相当于两倍角声束(横波)的垂直声束(纵波)来完成。 5.2 角声束( 横波)和垂直声束(纵波)检测的频率范围一般为 1.05.0MHz 。 5.3 对于焊缝 检测, 换能器尺寸推荐范围为: 直径 1/4 in.6.4 mm1 1 / 8in.28.6 mm 的 圆形或 者边长 1/4 in.6.4mm1 in.25.4 mm 的 正方形。 6. 校准 6.1 在一般的 使用中,角声束校准有两种方法:极轴法和直角坐标法。 6.1.1 极轴法 要求测量探头/ 工作界面处的声束中心线, 在检测试块上测量声束角度, 沿声束 线进行仪器的时基调节。 检测信息用图解方式转换成反射体位置的方位和深度坐标。 极轴法ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 4 的详细情况见附录 A1 。 6.1.2 直角坐标法要求测量反射体到探头前沿的位置和移动到声束距离- 波幅曲线上不同位 置时对应于反射体深度的仪器时基调节, 从检测信息中直接读出反射体的位置和深度。 直角 坐标法的详细情况见附录 A2 。 表 1 普通焊 缝结构的 推 荐工艺 7. 参考标准 7.1 IIW 型参考试块是一种检测和校验超声波仪器的参考试块, 它符合 ISO 2400 所描 述的基 本图形结构, 但是在非公制标示尺寸、 替代材料、 附加反射体和详细尺寸差值方面可能存在 偏差。IIW 型 试块主要用于角声束系统的定性和校验, 但也可用于检验垂直声束的特性, 如ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 5 分辨力和灵敏度。 注 3:关于不同的 IIW 型试块之间差别的讨论,在一本颁布的参考文献中列出了典型结构图例和大量 参考书目。 7.1.1 只有当 试块完全符合 ISO 2400 的要求时,才能归为 IIW 型参考试块 。 7.1.2 其它国 家标准规定的试块也要满足 ISO 2400 的所有要 求,但可以增加其它功能。 7.1.3 条款“I 号 IIW 型试块” 只有在描述满足引用标准的试块时才使用,条款“II 号 IIW 型 试块” 是 ISO 认可的作为备用的小型的角度- 声束试块。 7.1.4 在 ISO 2400 规定形 态的基础上衍生出的所有其它试块, 即使不完全符合 ISO 2400 的 要求,也要归类为 IIW 型试块。 7.1.5 此类试 块的供应商和使用者应鉴定其规格是否符合要求,或者提供详细的文件。 7.1.6 由于可 能存在所提到的不同之处,不是所有的 IIW 型 试块都具有 ISO 2400 试 块的所 有功能。 7.1.7 除非试 块经过了规定超声工艺的校验,否则也可能产生不一致的或错误的结果。 7.2 距离校准 : 7.2.1 对于距 离校准,推 荐一个 90 度的等半径 圆弧面,因 为其对所有 角声束的反 射是同 等 的,也可以使用其它形状的反射体,等半径反射面已被纳入 IIW 型试 块和其它几个参考试 块 (见附录 A1 ) (注 3 ) 。 应对一个深度为厚度的 1%3% 的正方 形凹槽进行距离校准。 但是, 由于波形转换, 当校准的声束角度接近 60 时, 整个声束在试块直棱角处的反射也可能产生 错误的结果,试块的直棱角不应用于距离校准。 注 4:对 IIW 型试块校准工艺来说,声束入射点的微小偏差是固有的,当需要非常精确的校准时,应 采用 7.2.2 中所述的工艺。 7.2.2 对于焊 缝检测,应使用侧钻孔来校准距离、波幅、位置和深度,见图 1 中示例,移动 反射体,使其分别位于 V 形声束路径的 1/8 、3/8 、5/8 、7/8 和 9/8 的位 置,调节延时使显 示 1 位于刻 线 1 , 调节范围, 使显示 9 位于刻线 9 , 依次重复调节延时和范围, 直到显示 1 和 9 位于刻 线 1 和 9 。 调 整灵敏度, 使显示 1 、 3 、 5 、 7 或 9 的最 高点提供 80% 屏高的信号。 在此灵敏度基础上, 在显示屏上分别记下反射体 1 、3 、5 、7 和 9 的波 峰位置, 连接这些点 即为距离波幅曲线 (DA 曲线) 。 在刻线 4 和 8 的 位置会看到从孔到表面的角反射显示, 这 些显示不能用于制作 DA 曲线。 在表 面从探头前沿到工件表面上孔中心线测量反射体位置,Hotchkiss, F. H. C., “Guide to designs of IIW-type blocks,” NDT International, V ol 23, No. 6, December 1990, pp. 319-331 。 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 6 既然孔的深度已知,那么校准就可以提供评估未知反射体位置、深度和当量尺寸的方法。 图 1 侧钻孔 7.3 灵敏度- 波幅校准: 7.3.1 应当制 定灵敏度- 波幅校准的参考标准, 以保证在使用角声束检测时灵敏度不会随声束 角度的变化而变化。灵敏度- 波幅的参考校准是由平行于板较大面且垂直于声束的侧钻孔、 位于检测角度上的平底孔和等半径反射体来完成的, 在某些情况下, 表面凹槽也可以完成这 些校准。这些参考反射体见表 2 中 所述。 7.3.2 在确定 的条件下, 灵敏度- 波幅的校准必须考虑耦合误差 (第 8 章 ) 和距离波幅的影响 (第 9 章) 。 8. 耦合状况 8.1 准备: 8.1.1 如果可 能,应对焊 缝表面进行 处理,使其 和临近母材 金属表面平 滑过渡;但 是,焊 缝 应在焊后状态进行检测,表面状态应不影响指示的判定。 8.1.2 确保焊 缝两边相当 于几倍产品 材料厚度的 范围内不得 有飞溅、氧 化皮、污物 、铁锈 和 较大粗糙度, 该范围由探头尺寸和声束折射角决定。 当要求在焊缝上或跨过焊缝扫查时, 必 须将焊缝余高磨平。 尽量使表面平整是很重要的。 一般情况下, 焊缝不要求磨光; 用圆形 或 方形砂轮轻扫就可以得到满意的检测面。 8.1.3 在检测 中,角声束 所穿过的母 材区域要经 过垂直声束 扫查,确定 是否有阻碍 角声束 从 而影响判定结果的缺陷存在。 在焊缝检测结果的评定中, 必须考虑这些反射体的影响, 但是 并不作为母材评定的依据。 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 7 8.2 耦合剂: 8.2.1 在检测 时,在探头 表面和工件 表面之间的 液体或半液 体耦合剂应 能够传播声 能,耦 合 剂应能润湿探头和工件表面,并能将接触面之间的所有气体排出。典型的耦合剂有水、油、 油脂、 甘油和纤维素胶。 除水以外, 耦合剂不得伤害被检材料, 应形成一层薄膜, 应节约使 用。 当使用甘油时, 应加入少量润湿剂以获得良好的耦合性能。 当使用水时, 应尽量进行 清 理和通风。应使用抗氧化剂或润湿剂,或两者都用。 8.2.2 应选用 对被检材料修整面有适当粘度的耦合介质,参考下表: 平均粗 糙度 (Ra in. ) 等效耦 合剂 粘 度 5100 SAE 10 重力粘度 机油 50200 SAE 20 重力粘度 机油 80600 甘油 100400 SAE 30 重力粘度 机油 8.2.3 检测中 ,在比较校 准试块和被 检材料的反 应时,使用 相同的耦合 剂,处于相 同的温 度 是很重要的。 耦合剂和楔块中的衰减随温度的变化导致在恒温室中所做的校准在较高温度或 较低温度材料的检测中无效。 9. 距离- 波幅 校准 9.1 校准试块 应和焊缝具有相同的修整面、标称厚度、相同合金和热处理的冶金性能。 9.2 能获得和 验收方法同样结果的替代方法也可以使用, 但是, 替代方法及其设备需要满足 本标准的所有要求。 表 2 参考反 射体及其 特 性 参考反 射体 特性和 限制 侧钻孔 易于加工,可再生产。对不同角度声束的反射能力相同。 尽管如此,它们带有关系到大部分临界缺陷的微小尺寸。 检测角度用平底孔 难于加工,要求良好的检测角度钻孔棱角协议。 表面凹槽 正方形凹槽模拟表面裂纹。单边 V 形凹槽 应使用匹配的声束角度以获得最大反 射。 9.3 标准反射 体: 9.3.1 垂直声束校准 应使用深度为厚度的 1/4 和 3/4 的侧钻孔对垂直声束检测进行校 准。当厚度小于 2 in.51 mm 时,1/4 厚度反射体 将无法分辨,此种情况下,在 1/2 处另钻 一孔,然后用 1/2 和 3/4 厚度的反射 体进行校准。 9.3.2 角度声束校准 应使用深度为厚度的 1/4 和 3/4 的侧钻孔对垂直声束检测进行校ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 8 准。深度为 1/2 厚度的侧 钻孔可作为校准的增加项,或者当厚度小于 1 in.25.4 mm 时单独 使用。 9.4 验收方法 : 9.4.1 距离- 波 幅曲线此法使用能反映被检的最小和最大厚度的校准试块, 中间厚度的校 准试块也可用于增加数据点。距离- 波幅校准所使用的仪器、探头、角声束楔块、耦合剂和 焊缝检测时使用的必须相同。 9.4.1.1 调节 仪器,使得从标准反射体获得的最大波幅在 A- 扫查显示器上获得一个 80% 屏高 的信号。 具有相同仪器设置的其他标准反射器达到峰值响应, 并在显示屏上记录或标记显示 的屏高百分比。 9.4.1.2 然后用这些记录的比率在图纸上或屏幕上绘制出对应于深度或厚度屏高比例的 DA 曲线,在检测中,距离波幅曲线将用于评定 DA 曲线的指示 波幅百分率。 9.4.2 距离波 幅电子校准 或时间校正 增益只 有当仪器具 有距离波幅 的电子补偿 电路时 才 可使用本方法, 应使用校准范围内的所有反射体。 检测用仪器、 探头、 耦合剂等要和衰减校 准所使用的相同。 9.4.2.1 将仪 器设置为在 A- 扫查显示 器上从标准反射器获得一个 50% 屏 高的信号, 该信号获 得了最大波幅。 9.4.2.2 在相同仪器 设置 下,当 达到 峰值响 应时 ,应从 其它 距离的 反射 体,调 节距 离波 幅 控 制旋钮,使标准反射体反射波高达到满屏的 50% 高度信号。超出距离范围的波幅同等化应 参照每台仪器的操作说明书来完成。 图 2 方法 1 ,对接焊 缝 角声束检 测 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 9图 3 补充方 法 2 ,当怀疑 对接焊缝 有 横向缺陷 时 ,将余高 磨 平后检测 图 4 补充方 法 3 ,当怀疑 对接焊缝 有 横向缺陷 时 ,保留余 高 的检测 图 5 双探头 法 4 ,厚焊缝 时采用 图 6 方法 5 ,T 形焊缝 熔合量检 测 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 10图 7 方法 6 ,T 型焊缝 熔合区检 测 (a )T 型焊缝不连续 性 扫查 图 8 (b ) 替代方法 7 ,T 型焊缝不 连续性扫 查 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 11图 9 方法 8 ,双面 V 形角焊缝熔 合 量检测 图 10 方法 9 ,双面 V 形 角焊缝熔 合 区检测 10. 检 检 测工艺 10.1 普通结 构焊缝的推荐检测工艺见表 1 。 10.1.1 应进 行适当处理形成弧形或等高面以保持不变的超声波声束入射角和充分的耦合。 圆 周焊缝检测采用方法 12 和 13 (图 12 和 13 ) ; 纵向 焊缝检测采用方法 14 和 15 (图 14 和 15 ) 。 应根据半径曲率和材料厚度来选择声束角度,保证声束可以穿过材料并从反面反射回来。 10.1.2 当使用一种以上方法检测特殊焊缝结构或厚度或两者都有时,第一种方法为主要方 法,其它方法作为辅助,并添加到检测工艺中。 11. 反射体评 估 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 12 11.1 反射体 位置根据 7.1 完成 距离校准后, 反射体的大概位置可以用 7.1.2 中 的方法或 图 16 中图形 来确定。 11.2 反射体 尺寸和方向: 11.2.1 几何 法反射体长度(L )不小于 1 / 4in.6.4 mm 时 可以通过 6dB 法来确定 ,当反 射体波幅降低到一半时即为其端点,两者之间的长度即为反射体长度。反射体高度不小于 1/8 in.3.2 mm 时可以通 过确定 SR 来测量,前后移动探头当波幅降低一半时(6dB )即 为反射 体上下端点,此时探头移动距离(扫查读数的变化) 即为 SR ,tSR (厚度方向的 扫查读数) 除以 SR100 即为反射 体大致高度所占厚度的百分比。 只测量声能被反射回探 头的反射体 区域,见图 17 。此方法适用于反射 体尺寸大于 声束尺寸的 情况,反射 体尺寸小 于声束尺寸时就会出现较大的误差。 11.2.2 波幅 法可以根据信号振幅来测定缺陷的严重程度, 波幅评定应建立在实际缺陷的 实践基础上, 因为人工反射体与实际缺陷的形状和大小并不完全一致。 对于其方向不利于检 测的平面缺陷,波幅和严重程度是不对应的。 11.3 反 射体类 型 除了评定反射体位置和尺寸外,还有其他几种特征来判定其它类型的 反射体, 必须强调的是此方法依赖于操作者的技术, 不推荐完全依靠此类型的信息来验收焊 缝。 技术1 1 技术 10 图 11 技术 10 和 11 :全 焊缝双面 焊 角焊缝的 检 测 11.3.1 反射 体方向在焊缝上改变探头位置,从获得的反射体波幅中可以推测出其方向, 见图 18 中的 示例。 11.3.2 反射体形状 反射体形状和粗糙度所形成的 CRT 轨迹偏转的清晰度是由缺陷性 质、仪器和探头综合决定的。 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 1312. 报告 12.1 合约方 应确定记录的相关项目,应包含以下信息: 12.1.1 检测 的焊缝类型和结构,包括厚度尺寸。推荐使用简图来描述。 12.1.2 缺陷 自动报警或记录仪(如果使用的话) 。 12.1.3 特定 的探头、楔块、平整的或凹形的底块(如果使用的话) 。 12.1.4 旋转 、旋转装置(如果使用的话) 。 12.1.5 在哪 个生产阶段进行的检测。 12.1.6 检测 面。 12.1.7 表面 处理。 12.1.8 耦合 剂。 12.1.9 采用 的方法。 12.1.10 采用 的技术。 12.1.11 校准 方法和缺陷指示判定的描述。 12.1.12 扫描 参数,如时基调节和声束方向。 12.1.13 传输 方式(纵波或横波) 、脉 冲反射、串联或透射。 12.1.14 换能 器类型和尺寸。 12.1.15 工作 频率。 12.1.16 仪器 鉴定信息。 12.1.17 缺陷 描述(深度、位置、长度、高度、波幅和性质) 。 12.1.18 操作 者名字。 12.1.19 检测 日期。 13. 关键词 13.1 焊缝 NDT ;无损检测;超声波接触法检测;焊缝超声波 NDT ;焊缝。 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 14注 1:当工件直径小于 20in.(500mm) 时将探头 底部修磨成和接触面一致的曲线形 图 12 方法 12 ,环形焊 缝检测 注 1:当工件直径小于 20in.(500mm) 时将探头 底部修磨成和接触面一致的曲线形 图 13 补充方法 13,打磨平整的 环 形焊缝检 测 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 15注 1:当工件直径小于 20in.(500mm) 时将探头 底部修磨成和接触面一致的曲线形 图 14 方法 14 ,纵向焊 缝检测 注 1:当工件直径小于 20in.(500mm) 时将探头 底部修磨成和接触面一致的曲线形 图 15 补充方法 15,打磨平整的 纵 向焊缝检 测 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 16图 16 缺陷位置图表 图 17 反射体尺寸评 定 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 17图 18 缺陷方向的测 定 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 18 附录 (强制性信息) A1. 超声 波 检测用国 际 焊接学会 (IIW)参考试 块和其它 参 考试块的 使 用指南 A1.1 目的 A1.1.1 IIW 型参考试块便于调节和校准超声波缺陷探测仪器。也可用于: A1.1.1.1 校 准扫描比例, A1.1.1.2 调 节脉冲能量和增益, A1.1.1.3 验 证仪器和操作方法的稳定性,或者 A1.1.1.4 测 定探头性能, 如灵敏度, 使用角声束探头时, 测定声束入射点、 前沿长度和折射 角。 A1.1.2 辅助试块 由 1 号 IIW 参考试块衍生 出的其它试 块,可用于 距离和灵敏 度的校 准,详情见 A1.5 。 A1.2 描述 A1.2.1 本规 程所推荐使用的 IIW 型参考试块图形见图 A1.1 。 在 U.S 常规探头中给出了尺寸 描述, 是根据 IIW 、ISO 和一些国家标准确定的公制尺寸。 材质由使用组织来选择。 除非另 有规定, 一 般情况下推荐使用低碳钢, 如 UNS G10180 。 可 在直径为 2 in.50mm 的圆 柱孔中 永久镶嵌一聚丙烯酸树脂圆盘,此项并非本规程要求。 注 A1.1 如果使用了圆盘,应满足以下要求: 材料聚甲基丙烯酸甲酯树脂 厚度0.9200.005 in.230.1 mm 表面磨光,平面度不超过 0.002 in.0.5 mm ;和试块 表面平齐 A1.3 距离 校准 A1.3.1 纵波 垂直声束 A1.3.1.1 校 准水平距离或扫描比例时, 调节仪 器使回波前沿 (左侧) 对 应到相应水平比例的 刻度线上。大多情况下,工作频率越高产生的指示越尖锐,距离校准就越准确。 A1.3.1.2 如前所述,只有当被检材料和参考试块相同或材料中声束相同或接近时校准才有 效; 例如, 当 检测不锈钢时不能使用碳钢参考试块。 另外, 要 了解初始脉冲显示并不是入射 面的真实显示。 当使用双探头时, 要了解由于声程不同, 多次回波之间的距离并不完全相等,ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 19 这是此方法所固有的。 在使用双探头法时, 若在探头和样品之间使用另一种介质, 和多次回 波相比, 起始波和第一次回波间距将更大。 范围设置为 4 in.100 mm 时 , 单探头和双探头所 获得的屏幕图像见图 A1.2 。 A1.3.1.3 单 探头法在使用纵波单直探头时将时基范围校准到至少 10 in.250 mm ,探头 位置如图 A1.3 所示,并将 多次回波间距调整为 4 in.100 mm 。当距离大于 10 in.250 mm 时, 对纵波单直探头的时基标准范围见图 A1.3。对 于 20 in.500 mm 的范 围, 屏幕图像如图 A1.4 所示, 此屏幕图像包括了由于纵波的波形转换而形成的横波显示和其它反射。 A1.3.2 时基 范围在 410 in.100250 mm 时角声束 探头的使用: A1.3.2.1 探 头位置如图 A1.5 所示 , 使 用半径为 4 in.100 mm 曲 面和半径为 1 in.25 mm 凹槽 的回波。 时基范围通常调整为 10 in.250 mm , 通过 此方式校准屏幕, 使曲面回波出现在 4 in. 的位置, 且凹槽的脉冲显示在 9 in.225 mm 的位 置。 当声束入射点位于曲面中心点时, 曲面 回波振幅应达到最大;可将探头沿平行于参考试块侧面的方向前后移动来进行校正。此时, 轻轻转动探头即可找到凹槽回波指示。 多数情况下, 由楔块延时引起的初始脉冲显示会出现 在零刻度线左侧。 A1.3.2.2 当 材料中的横波声束和纵波声束比值为 0.55 时 , 均可使用纵波直探头来校准横波 的时基线, 纵波直探头位置如图 A1.6 所示 。 此 法校准时, 多次回波将出现在横波声程为 2 in.50 mm 的 位置。用此方法校准时,若使用角度探头,由于楔块引起的延时,必须进行零 点校正。以上方法都可使用,例如,校准 4 in.100 mm 距离 时,将距离为 3.64in.91 mm 的 两个多次回波分对应到 2 in.50 mm 和 4 in.100 mm 刻度线 上。连接横波斜探头后,调节时 基旋钮,将半径为 4 in.100 mm 的反 射体回波置于垂直声束第二次背面回波的位置。 A1.3.3 时基 范围大于 10 in.250 mm 时角声束探头的使用可以使用 A1.3.2 中同 样的方 法; 将纵波直探头放于图 A1.6 中所示 的位置, 然后用 A1.3.2.2 中同样的方法进行零点校准。 A1.3.4 声程 的校准, 在扫查面上的投影将探头置于图 A1.7 中所示位 置, 然后将试块边 缘的信号波调整到入射点至试块边缘距离的位置。用标准量尺测量跨距。对于英寸制试块, 标准量尺最短为 12 in. , 最小刻度不大于 0.1 in. ;对于国际单位制(SI )试块,量尺最短为 300 mm , 最 小刻度不大于 2 mm 。 调 整一跨距和半跨距。 由于波形转换, 当使用的探头声束 角度接近于 60 时,校准 会错误。 A1.3.5 灵敏 度调整灵敏度的调整要注意以下几点: A1.3.5.1 所 使用的频率; ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 20尺寸表 符号 U.S.常规试 块 公制 试块 尺寸(in.) 误差(in.) 尺寸 (mm) 误差(mm) A 4.000 0.005 100 0.1 B 1.200 0.005 30 0.1 C 0.600 0.005 15 0.1 d 12.000 0.01 50 0.2 d 20.060 0.001 1.5 0.02 E 1.400 0.005 35 0.1 F 8.000 0.005 200 0.1 G 3.640 0.005 91 0.1 H 1.000 0.005 25 0.1 I 0.080 0.005 2 0.1 J 0.240 0.005 6 0.1 K 0.120 0.005 3 0.1 L 0.060 0.005 1.5 0.1 r 14.000 0.01 100 0.2 r 21.000 0.01 25 0.2 表面/ 光洁 R aa 32 in. max 0.8 m max b 63 in. max 1.6 m max c 125 in. max 3.2 m max 刻度 X 1.200 tan + 1.400 0.005 30 tan + 35 0.1 Y 0.600 tan + 1.400 0.005 15 tan + 35 0.1 Z 2.800 tan + 1.400 0.005 70 tan + 35 0.1 注 1 :材质要符合规定; 注 2 :刻度 X 范围为 6075 ,递增 量为 1 ,文字标记在 60 、65 、70 和 75 ; 注 3 :刻度 Y 范围为 7080 ,递增 量为 1 ,文字标记在 70 、75 和 80 ; 注 4 :刻度 Y 范围为 3565 ,递增 量为 1 ,文字标记在 35 、40 、45 、50 、55 、60 和 65 ; 注 5 : 为消除满面 春风锐棱角, 尽量减少电镀, 或去除使用中的划痕和毛刺, 试块棱边要倒角或圆角, 边角处理造成的边缘尺寸 减少量不大于 0.020in.(0.5mm) 。 注 6 :图中所示的英制和公制尺寸数值应用在两个不同的试块上,U.S. 常规试块和公制试块,两者的数值并不完全相等。 图 A1.1 超声波检测 参 考试块 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 21 A1.3.5.2 换 能器脉冲能量; A1.3.5.3 被 检工件的表面状况; A1.3.5.4 由 被检材料的声特性引起的衰减; A1.3.5.5 反 射缺陷的特性、距离、表面状况、方向和不连续性的类型。 注 1:英制和公制尺寸的两种不同试块(U.S. 常规试块和公制试块)的数值图形,但并不完全相同 图 A1.2 范围为 4in.(100mm) 的屏幕图像 注 1:英制和公制尺寸的两种不同试块(U.S. 常规试块和公制试块)的数值图形,但并不完全相同 图 A1.3 纵波直探头 反 射波位置 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 22注 1:英制和公制尺寸的两种不同试块(U.S. 常规试块和公制试块)的数值图形,但并不完全相同 图 A1.4 波形转换导 致 的显示的 屏 幕图 注 1:英制和公制尺寸的两种不同试块(U.S. 常规试块和公制试块)的数值图形,但并不完全相同 图 A1.5 角声束探头 反 射波位置 A1.4 探 头检 测及其特 性 A1.4.1 当检测探头特性时,工件和探头之间的接触是很重要的,应使用适当的耦合剂。当 不同的探头进行比照时,应使用相同的耦合剂进行检测。 A1.4.1.1 角 声束探头入射点的测量将探头置于图 A1.5 中所示的位置,然后沿平行于试ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 23 块侧面的方向前后移动, 直至获得 90 圆弧的最 大反射波, 此时对应于圆弧中心点的位置即 为探头入射点。 A1.4.1.2 楔 块中声 程( 零偏) 的测 量 可以采 用 A1.4.1.1 中的 方法 直接测 量零 偏,已知 屏幕上的反射波是由距离为 4 in.102 mm 的横向 面引起的, 那么屏幕上显示的多余读数即为 楔块引起的延时。 通常, 此段声程不予考虑, 移动起始脉冲显示, 将 90 圆弧的反 射波对应 到屏幕上的 4 in. 刻度线( 延时楔块较长时起始脉冲会从屏幕上消失) 。 A1.4.1.3 折 射角的测量使用直径为 2 in.50 mm 的孔的 反射波,试块上下两侧的刻线可 以直接测量 3575 之间的 角度, 当获得最大反射波时, 可以从声束入射点直接读出实际折 射角。 折射角在 7580 之 间时, 使用直径为 0.060 in.1.5 mm 的 小孔来测量。 见图 A1.8 中 的指示位置。 注 1:英制和公制尺寸的两种不同试块(U.S. 常规试块和公制试块)的数值图形,但并不完全相同 图 A1.6 使用纵波来 校 准横波角 声 束的时基 线 A1.5 使用 其它 试 块 的校准 A1.5.1 其它 类型参考试块图形如下: 图 A1.9DCC 型距离参考试块 图 A1.10SC 型灵敏度参考试块 图 A1.11DSC 型距离和灵敏度参考试块 图 A1.12MAB 型小型 角声束试块 注 A1.2DC 、 SC 和 DSC 型和 AW S 文件 中所描述的相同类型很相似。 小型角声束试块是一个 U.S.ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 24 版的 2 号 IIW 参考试块,并做了很大改变。使用组织必须规定试块的材质,参考 A1.2.1 。 A1.5.2 这些 试块的典型校准功能见表 A1.1 ,探 头的相应位置见图 A1.13 。应根据实 际情况 选择校准工艺。 图 A1.7 声程校准测 量 时的探头 位 置 图 A1.8 折射角的测 量 ASTM E164-2019 焊接件超声波接触法检测技术规程 25尺寸表 符号 U.S. 常规 试块 公制试 块 尺寸(in.) 偏差(in.) 尺寸(mm) 偏差(mm) A 0.500 0.010 12.5 0.2 B 0.250 0.010 6.3 0.2 Rad. r1 1.000 0.010 25.0 0.2 Rad. r2 2.000 0.010 50.0 0.2 注 1:材质应符合规定:参考 A1.5.1 ; 注 2:所有表面:最大为 Ra125 in.(3.2 m) ; 注 3:入射点标记在试块两侧圆弧的中心点上; 注 4: 为清 除 尖锐棱 角, 尽 量减少 电镀 , 或去除 使用 中 的划痕 和毛 刺 ,试块 棱边 要 倒角或 圆角 , 边角处理 造成的边缘尺寸减少量不大于 0.020in.(0.5mm) 。 注 5:英制和公制尺寸的两种不同试块(U.S. 常规试块和公制试块)的数值图形,但并不完全相同。 图 A1.9 DC 型距离参 考试块
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