GB/T 34363-2017
基本信息
标准号:
GB/T 34363-2017
中文名称:无损检测 铝合金超声标准试块制作和校验方法
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
无损
检测
铝合金
超声
制作
方法
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 34363-2017 无损检测 铝合金超声标准试块制作和校验方法
GB/T34363-2017
标准压缩包解压密码:www.bzxz.net
标准内容
ICS19.100
中华人民共和国国家标准
GB/T34363—2017
无损检测
铝合金超声标准试块
制作和校验方法
Non-destructive testing-Test method for fabricating and checking aluminumalloyultrasonicstandardreferenceblocks2017-09-29发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-04-01实施
规范性引用文件
术语和定义
方法概要
意义和用途
标准试块推荐组
标准试块用材料
标准试块用材料质量
标准试块制作程序
物理特性校验程序
超声响应特性校验程序
GB/T34363—2017
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由全国无损检测标准化技术委员会(SAC/TC56)提出并归口。GB/T34363—2017
本标准起草单位:上海航天精密机械研究所上海材料研究所,中国航空工业集团公司北京航空材料研究院、山东瑞祥模具有限公司。本标准主要起草人:李来平、周建平、周改超、周军、史亦韦、梁菁、魏忠瑞、孟凡宝、金宇飞、丁杰m
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1范围
无损检测铝合金超声标准试块
制作和校验方法
GB/T 343632017
本标准规定了铝合金超声标准试块推荐组,制作程序,物理特性校验程序和超声响应校验程序。本标准规定的铝合金标准试块适用于超声检测设备性能校验,也可用于铝合金产品超声(纵波)脉冲反射(直接接触或液浸)检测的校准和控制。2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/T12604.1无损检测术语超声检测GB/T20737无损检测通用术语和定义GB/T28880无损检测不用电子测量仪器对脉冲反射式超声检测系统性能特性的评定3术语和定义
GB/T12604.1和GB/T20737界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
角度误差angularerron
探头从标准试块接收到最多次数或者最大幅度背反射而平底孔底面的响应不是最大值的现象。当超声人射面,孔底面和背面不平行时会出现角度误差。3.2
area-amplitude response curve面积-幅度响应曲线
离探头距离相同时,不同面积反射体与其超声响应对应关系曲线。3.3
金属距离metaldistance
标准试块中从超声入射面到平底孔底面之间的距离。3.4
超声响应ultrasonicresponse
在超声检测仪器显示屏上观察到的显示高度,反映标准试块从孔底面初始反射的超声波能量大小。4方法概要
4.1制作标准试块的铝合金材料经超声检测后应无明显的不连续,然后精密机械加工成一定高度的圆柱体试块,在试块背面中心加工一个恒定深度,规定直径的平底孔。标准试块按平底孔直径,试块总高度或者金属距离进行分组
4.2每个标准试块均采用经校准的超声检测系统在规定检测频率下进行超声检测,为每组试块建立相1
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GB/T34363—2017
应平底孔的距离-幅度响应曲线和/或面积-幅度响应曲线。5意义和用途
5.1本标准中面积-幅度响应曲线和距离-幅度响应曲线是使用5MHz检测频率、特定检测仪器、特定检测参数和液浸检测方法得出的。5.2尽管超声评定是在指定频率下进行的,但是本标准规定的标准试块可在任何频率下使用任何脉冲反射式超声检测系统进行超声检测校准。当检测系统发生改变时,在应用前应建立距离-幅度响应和面积幅度响应曲线。如果不进行特殊补偿,该曲线可能不适用于其他材料和曲面。6标准试块推荐组
6.1概述
在铝合金产品进行超声检测前,标准试块用于验证检测灵敏度。另外,标准试块用于确定金属距离变化对被检不连续超声响应的影响,还用于与实际检测相同条件下的检测灵敏度校准和金属距离校正。因此,设计包含不同直径和金属距离的铝合金标准试块非常必要。6.2基本组
基本组由表1中列出的10个标准试块组成。通过比较金属距离为100mm和平底孔直径分别为1.2mm,2.0mm.3.2mm的标准试块得到面积-幅度响应曲线;通过相互比较直径为2.0mm,不同试块总高度的标准试块得到距离-幅度响应曲线。表1基本组标准试块的尺寸和编号试块编号。
平底孔直径
编号由平底孔直径和金属距离组成。B、C见图1所示。
金属距离(B\)
试块总高度(Cb)
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说明:
超声入时道
一试块背面;
一金属距离;
试块总高度;
试块直径:
平底孔直径。
6.3面积-幅度响应组
图1超声标准试块
直经6.0mmm
供堵孔用
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单位为毫米
面积-幅度响应组由表2列出的4个标准试块组成。通过比较相同金属距离、不同平底孔直径的3个及以上标准试块得到面积-幅度响应曲线。面积-幅度响应组标准试块的尺寸和编号表2
试块编号。
平底孔直径
编号由平底孔直径和金属距离组成。B.C见图1所示。
金属距离(Bb)
试块总高度(Cb)
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距离-幅度响应组
推荐的距离-幅度响应组至少由12个标准试块组成,每组只包含表3中3种平底孔直径中的一个。推荐组中3组标准试块中每组金属距离增量应相同。通过比较包含相同孔尺寸的所有标准试块得到距离-幅度响应曲线。
试块编号,
1.2—,2.0—,3.2—a.b
距离-幅度响应组标准试块的尺寸和编号金属距离(B)
编号由平底孔直径和金属距离组成。平底孔直径分别为1.2mm.2.0mm.3.2mmB.C见图1所示。
试块总高度(C)
用于液浸检测的标准试块宜进行适当的阳极化处理或其他防护措施。带防护层的标准试块可与需外部接地的探头一起使用,保证良好的电接触。不带防护层的标准试块称为1型:带防护层的标准试块称为2型。两种类型标准试块的超声特性应按第11章的规定进行校验。1型标准试块在浸水后应擦干。2型标准试块的防护层不应改变其超声特性。在精密机械加工中,应对影响标准试块响应的重要参数进行控制,具体包括声束人射面的粗糙度、声束人射面与孔底面,背面的平行度、孔底面的表面状态和用于制作标准试块的材料质量。4
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7标准试块用材料
GB/T34363—2017
制作标准试块的铝合金材料宜为7A09-T6挤压棒材。为了归一化超声传输特性,棒材应在制造试块前再次进行热处理。
注:热处理推荐工艺:在465℃士5℃下保温60min士5min,水中率火至室温,自然时效96h士1h,在120℃士5℃下人工时效24h士1h。为使热处理后试块垂直变形最小,推荐进行热处理的试块长度约为500mm8标准试块用材料质量
8.1概述
用于制作标准试块的原材料质量宜按照8.2~8.8的规定进行检测,应满足8.9的要求。8.2评定程序
通用评定程序是沿棒材的直径方向人射脉冲纵波,观察超声噪声电平。使用液浸法时,耦合剂采用无气泡的清洁水。
8.3检测仪器
用于评定棒材质量的脉冲反射型超声检测仪检测频率应为10MHz。检测仪器宜在忽略电噪声的条件下满足必要的灵敏度等级,宜在显示屏垂直上限至少50%的范围内对接收到的脉冲进行线性放大。免费标准下载网bzxz
8.4检测频率
用于评定的检测频率应为10MHz。8.5探头
应使用晶片直径为9.5mm士0.5mm的液浸探头。8.6液浸设备
液浸设备所需辅助设备包括水槽、扫查机构、探头夹持器和调节机构。8.7灵敏度调整
将直径为5mm的轴承级钢球安装在固定支架上浸在水里,将声束对准钢球,设置探头晶片表面到钢球表面的距离(水声程)等于最后一个声压极大值处(Y)。调节扫查机构获得钢球的最大显示幅度。调节检测仪器的灵敏度(或增益)控制,使显示幅度达到显示屏垂直上限的50%。8.8评定程序
将探头置于水声程为探头最后一个声压极大值处(Y)减去材料半径处,使声束从棒材直径处入射接收到最多次数的背反射。然后纵向扫查棒材,观察超声噪声电平最大高度。将棒材旋转90°,再作相同的纵向扫查。在扫查过程中,应时刻关注探头是否对准棒材。超声束对准棒材时可获得最多次数的背反射。
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8.9验收准则
当棒材超声噪声电平最大显示值小于直径为5mm钢球最大显示值的20%时,材料可验收。在扫查过程中,宜始终能观察到至少5个背反射信号。可验收的棒材中不应含有超过超声噪声电平的不连续。
9标准试块制作程序
9.1概述
标准试块尺寸公差按9.2~9.8以及图1的规定,每个标准试块的尺寸见表1~表3。9.2圆柱面
当金属距离B不大于150mm时,试块直径D不小于50mm;当金属距离B大于150mm时,试块直径D不小于75mm。表面粗糙度不应大于6.3μm,试块总高度C极限偏差为士0.1mm。9.3声束入射面
标准试块声束人射面相对于背面的平面度应小于0.005mm,平行度应小于0.02mm,声束入射面表面粗糙度应不大于1.6μm,背面表面粗糙度应不大于3.2uμm。9.4平底孔
平底孔中心相对于标准试块背面的垂直度小于0.02mm,中心线与以圆柱体中心线为基准的同轴度极限偏差小于0.1mm,孔底平面度为每3.2mm范围内不大于0.02mm,孔底粗糙度不大于3.2μm,平底孔深度为15.0mm,平底孔直径极限偏差为士0.01mm或直径的1%,取两者较大值。在标准试块背面扩一个直径为6.0mm,孔深为1.6mm的孔,金属距离B的极限偏差为土0.1mm,见图1所示。9.5孔的清洗和干燥
平底孔在完成机械加工后,应用适宜的清洗液清洗孔底,再插人毛细管用干燥的过滤压缩空气吹干。
9.6去毛刺
应去除机械加工过程中产生的毛刺,上下面的边缘应磨圆,半径不大于0.8mm。9.7编号
编号规则为平底孔直径-金属距离,如平底孔直径为1.2mm,金属距离为50mm的试块编号为1.2-50,编号的大小和位置见图1。在标记过程中应防止试块表面特别是人射面出现痕迹和划痕。9.8封孔
封孔前对标准试块进行超声响应检测,检测合格后塞入相同牌号的铝合金孔塞封孔。在孔塞就位前,在扩孔和接触面涂上防水胶水。暴露在外面的孔塞表面不应超出试块背面。6
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10物理特性校验程序
10.1声束入射面外形尺寸
GB/T343632017
可采用百分表和划线台检测标准试块声束人射面和背面的平面度和平行度。声束入射面平行度大于0.02mm或者平面度大于0.005mm时,标准试块不可验收。10.2声束入射面表面粗糙度
用粗糙度仪测量声束人射面表面粗糙度,在整个声束人射面上移动粗糙度仪进行测量并记录数据。声束人射面表面粗糙度大于1.6pm时,标准试块不可验收。11超声响应特性校验程序
11.1超声响应检测目的
为检测平底孔和孔底面的性能,应使用液浸法对物理特性符合验收要求的标准试块进行超声检测。超声检测包括检测标准试块响应和可能的角度误差。标准试块超声响应是孔底面粗糙度和平面度的函数。产生角度误差的原因是孔底面与声束人射面不平行。如果标准试块的超声响应不理想,可用再次清洗孔底面的方法改进,因此在用永久性的铝合金塞封孔前应进行初次超声检测。11.2检测频率
标准试块超声响应检测频率为5MHz。11.3系统
11.3.1检测仪器
任何一款适用于5MHz检测频率,可用于液浸法检测的脉冲反射型超声检测仪器都可应用于标准试块检测。所使用的仪器应能在必要的灵敏度水平下对接收到的脉冲进行稳定线性放大,不存在界面信号干扰。如果仪器内部没有线电压调压变压器,为保证最大的调节范围,应使用适当的线电压调压变压器。应按照11.4的规定进行仪器校准。11.3.2水槽
可提供被检标准试块、钢球和探头准确位置信息的容器。11.3.3扫查机构
扫查机构应能在两个互相垂直的平面内以小于1°的精度调节角度,允许平稳,准确地定位探头。11.3.4耦合剂
耦合剂可采用无气泡的清洁水。在不改变耦合剂超声特性的情况下可使用防腐剂或(和)润湿剂。在比较不同标准试块的超声响应特性时,应选用相同温度的水。11.3.5探头
应使用满足11.5超声特性曲线的液浸探头。探头的换能器形状为平圆形状,材料可选用满足要求的任何压电材料,声束特性谐振频率应为5.0MHz,有效直径应能在80mm~90mm范围内产生最后GB/T34363—2017
一个近场最大值Y。
11.4检测系统的评定
11.4.1评定目的
由于不同检测仪器的接收器或者回波放大器的放大特性存在差异,超声响应的幅度有可能不能在检测仪显示屏整个可读范围内线性地显示。为了获得标准试块用检测系统的必要特性,应确定检测系统的实际线性范围。
11.4.2系统
按照GB/T28880给出的方法评定检测系统的线性度时,应使用满足11.3要求的系统。11.4.3线性度评定程序
按照GB/T28880给出的方法评定检测系统的垂直线性。为了检测标准试块的响应特性,只使用仪器垂直线性误差在固定响应比士5%范围之内的部分,即确定了垂直线性上限和垂直线性下限。11.5探头的评定
11.5.1评定目的
为了保证标准试块响应的检测精度,应检测探头的特性,包括:a)频率;
b)直径为12.8mm的钢球在水中的距离-幅度响应曲线;直径为12.8mm的钢球在水中的声束轮廓;可使用满足本标准规定的任何压电材料的探头。d
11.5.2系统
用于评定探头超声特性的系统应满足11.3的要求。扫查机构应保证水声程调节范围为0mm~150mm。所用钢球应是滚珠轴承质量级别、无腐蚀、无表面痕迹11.5.3中心频率
探头的中心频率为5.0MHz士0.5MHz。11.5.4距离-幅度响应曲线测试程序将直径为12.8mm的钢球固定在水声程等于探头最后一个近场最大值Y。的位置获得钢球的初始响应。探头位置很关键,检测过程中应仔细调节探头位置,找到钢球的真正最显示。调节仪器增益控制使响应达到仪器垂直线性上限的100%。从6.4mm到最后一个近场最大值Y点的范围内以不大于6.4mm的增幅,从最后一个近场最大值Y。点到150mm的范围内以不大于12.8mm的增幅改变水声程。水声程的每一个增量应使钢球保持在声束中心轴的位置,绘制以水声程为响应增量函数的关系曲线。合格探头典型轴向距离-幅度响应曲线如图2所示。只有最后一个近场最大测量值Y+点在80mm~90mm,距离-幅度响应曲线与图2所示相近的探头才能显示出相当于11.8.1和11.8.2所要求的幅度响应曲线。
11.5.5声束特性测试程序
水声程/mm
充到频5MH2
操热直橙乐mm
国球直轻:128mm
图2合格探头典型轴向距离-幅度响应曲线GB/T34363—2017
11.5.5.1将直径为12.8mm钢球浸没在水中,使水声程等于11.5.4中确定的最后一个近场最大值Y+点。当探头沿钢球直径方向越过钢球时,观测显示高度,绘制声束曲线,宜能观察到明显的瓣形或者最大值。如图3所示,合格探头的声束轮廓应无明显副瓣。在平行于探头的平面内扫查4次,每45°扫查一次,校验声束轮廓的对称性。声束直径等于垂直线性上限50%(下降6dB)时的声束轮廓。合格探头的4次扫查中最小声束直径与4次扫查中最大声束直径之比应不小于0.75。检河辆丰:5MHz
家火真栓:95m
严东直程
越过晶面鲜真/mm
球直释,128m
图3合格探头Yt点的声束特性
11.5.5.2当水声程等于最后一个近场最小测量值Y点(约为声束轮廓用水声程一半)时根据11.5.5.1的程序绘制声束曲线,如图4所示,宜能观察到两个明显的副瓣或者最大值。用相同灵敏度在与探头平行的平面内扫查4次,每45扫查一次,校验声束轮廓,这些声束轮廓决定了探头声压的对称性。合格探头在4次扫查中两个最大点之间的幅度变化不大于15%。9
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