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1、ICS45.060CCSS30TB中华人民共和国铁道行业标准TB/T3575.42023机车车辆锻钢件无损检测第4部分：超声检测Non-destructivetestingofsteelforgingsforrollingstockPart4:Ultrasonictesting2023T)9T)1实施2023H227布笺国家铁路局发布目次前言II引言III1范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 一般要求15 检测规定36 检测方法37分类48 记录水平和验收要求79 测长810 记录与报告8附录A（资料性）周向横波扫查的最大可检测深度和声程范围9附录B（资料性）采用工件底波法调整灵敏度
2、的方法10附录C（资料性）DAC与dB差值的对应关系11前官本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件是TB/T3575机车车辆锻钢件无损检测的第4部分。TB/T3575已经发布了以下部分：第1部分：磁粉检测；第2部分：渗透检测；一一第3部分：涡流检测；第4部分：超声检测。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。木文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司提出并归口。本文件主要起草单位：中车戚聚堰机车车辆工艺研究所有限公司、中车株洲电力机车有限公司、中车齐齐哈尔车辆有限公司、中车长春轨道客车股份有限公司
3、、青岛中车四方轨道车辆有限公司、中车戚型堰机车有限公司、中国铁路上海局集团有限公司。本文件主要起草人；郑小康、段怡雄、高金生、任好娟、马善民、程志义、孙元德、沈科、祁三军、卫利军。无损检测技术是在不损害被检测对象的物理化学性能和几何完整性的情况下，对产品的表面质量、内部质量等进行检测和测量，从而判定其是否合格的一种技术方法，是控制机车车辆产品质量、保障铁路运行安全的有效技术手段。根据铁路行业应用的实际情况，机车车辆锻钢件无损检测铁道行业标准拟由四个部分构成；一第1部分：磁粉检测。目的在于规定机车车辆铁磁性材料锻钢件的表面及近表面不连续的磁粉检测的要求及方法。一第2部分：渗透检测。目的在于规定机
4、车车辆锻钢件表面开口的不连续的渗透检测的要求及方法。第3部分：涡流检测。日的在于规定机车车辆锻钢件的表面及近表面不连续的涡流检测的要求及方法。一第4部分：超声检测。目的在于规定机车车辆铁索体一马氏体锻钢件不连续的超声检测的要求及方法。机车车辆锻钢件无损检测第4部分：超声检测1范围本文件规定了锻钢件超声检测的一般要求、检测规定、检测方法、分类、记录水平和验收要求、测长、记录与报告。本文件适用于铁素体一马氏体钢锻钢件的超声检测。本文件不适用于奥氏体不锈钢锻钢件的超声检测。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于
5、本文件；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/T11259无损检测超声检测用钢参考试块的制作和控制方法GB/T12604.1无损检测术语超声检测(GB/T12604.l020,ISO5577:2017,MOD)GB/T19799.1无损检测超声检测1号校准试块(GB/F19799.12015,ISO2400;2012,IDT)JB/T4009无损检测接触式超声纵波脉冲回波检测和评定不连续方法JB/T9214无损检测A型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法JB/T10061A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件TB/T3568.3铁路无损检测材料第3部分：超声波
6、检测用探头ISO16810无损检测超声检测总则(NOn-destructivetesting-UltrasonicIesting-Generalprinciples)3术语和定义GB/T12604.1界定的术语和定义适用于本文件。4一般要求4.1 人员要求独立从事锻钢件超声检测人员，应取得相应无损检测2级或以上级别的技术资格证书。4.2 检测器材4.2.1 超声探伤仪4.2.1.1 超声探伤仪应符合JB/T10061的规定。4.2.1.2数字超声探伤仪采样频率不应小于100MHz04.2.2探头4.2.2.1 一般要求应采用符合TB/T3568.3规定的直探头和斜探头。4.2.2.2 探头靴的
7、仿形为避免探头移动，以保证与工件良好的、均匀的声耦合和恒定的声束角度，可安装仿形的探头靴。4.2.2.3 标称频率探头标称频率为1MHZ5MHzo4.2.2.4 直探头直探头的晶片有效直径为10mm40mm。4.2.2.5 斜探头斜探头的折射角为3570,晶片有效面积为20mm2625mm204.2.2.6 双晶探头如果要求检测近表面，应采用双晶探头检测。4.2.3试块4.23.1校准试块校准试块应符合GB/T19799.1的规定。4.232对比试块当灵敏度是由距离波幅曲线(DAC)方法设定或(和)根据DAC方法按参考反射体的幅度进行不连续定量时，应制作对比试块。试块的制作应符合GB/TU25
8、9的规定。对比试块的表面状况应能代表被检材料的表面状况。对比试块应至少包含能覆盖整个检测深度的三个反射体。对比试块的形式将根据实际情况，可由下列中的某一种材料制成：a)被检材料的多余长度部分；b) 与被检材料同钢种、同热处理状态的部分材料；c) 与被检材料具有相似的声学特性的材料。该材料用直探头检测时，不应有影响检测灵敏度调节的缺陷。4.2.4耦合剂4.2.4.1 耦合剂应具有良好的润湿性，可使用机油、甘油或水作为耦合剂。对于成品锻钢件宜使用机油作为耦合剂。4.2.4.2 校验、设定灵敏度、扫查和不连续评定时，应使用相同型号的耦合剂。4.2.4.3 检测结束后，如果耦合剂的存在会影响后道生产、
9、检测工序或成品的完整性，则应清除干净。4.3系统组合性能测试4.3.1筌统（探伤仪和探头）组合性能的测试按JB/T9214的规定进行。4.3.2系统组合性能的检测项日和检测周期应符合表1的规定。*1系统组合性能的检测项目和检测周期检测项目检测周期时基线性（水平线性）每季度增益线性（垂直线性）每季度动态范围每季度灵敏度余量海季度分辨力每季度探头人射点每日声束角度（折射角）每日物理状态与外观每日5检测规定铁道5.1 超声检测前锻钢件的准备5.1.1 锻钢件检测面应无影响超声检测的异物存在，如氧化皮、油漆、污物等。5.1.2轴类锻钢件进行径向检测时宜加T出圆柱形表面，进行轴向检测时两端面宜加工成与锻
10、钢件轴向垂直的平面；饼形锻钢件和矩形锻钢件进行超声检测时，其表面宜加工成平面，且相互平行。5.1.3锻钢件被检测表面的表面粗糙度宜为MRRRa6.3o5.2检测时机锻钢件超声检测宜在最终热处理后，钻孔、开槽等加工之前，表面加工到符合超声检测要求后进行。6检测方法6.1一般要求6.1.1宜对锻钢件的整个体积进行超声检测。由于锻钢件几何形状导致锻钢件的某些部位不能进行检测时，应在检测报告中注明。6.1.2为了保证锻钢件体积的完全覆盖，探头每相邻两次扫查应至少有15%的重段。6.1.3探头扫查速度，手工操作时不应超过15Omms,自动检测时扫查速度应符合ISO16810的规定。6.1.4宜从两个相互
11、垂直的方向上对锻钢件的所有截面进行扫查。宜至少有一个面和锻打方向垂直。6.1.5用直射声束法扫查圆饼形锻钢件时，应至少在一个平面和圆周面上进行扫查。1.1.2 1.6圆柱形实心和空心锻钢件采用直射声束法进行径向扫查。6.1.7 双晶直探头扫查时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直。6.1.8 对空心锻钢件还应采用斜射声束法从外圆面进行周向和轴向检测，同时应考虑其圆周扫查时最大可检测深度，见附录A,确保能够全覆盖检测体积。6.1.9 对锻钢件进行复查或重新评定时，检测工艺应保持一致。6.2检测灵敏度6.2.1 Tt要求检测灵敏度应确保检测出指定质量等级中的记录水平所要求的最小不连续的尺寸。6.
12、2.2 直探头6.2.2.1可用6.2.2.2和6.2.2.3中的一种方法来确定扫查灵敏度。6.2.2.2以平底孔为基础的距离波幅曲线（DAC）方法。1.1.1 2.2.3当检测面与底面平行（或为圆柱形表面），且厚度（或直径）大于探头近场区的3倍时，可使用工件底波法（计算法），具体调节方法见附录Bo6.2.3 斜探头采用3mm直径的横孔DAC法。6.2.4 灵敏度补偿在检测和不连续定量时，应根据下列情况进行耦合补偿、衰减补偿和曲面补偿，并在具体工艺规程或作业指导书中注明：a）耦合补偿：应对由对比试块与被检工件表面粗精度不同引起的耦合损失进行补偿；b）衰减补偿：应对由对比试块与被检工件材质衰减不
13、同引起的灵敏度下降和不连续定量误差进行补偿；c）曲面补偿；对检测面是曲面的工件，应对由工件和对比试块曲率半径不同引起的耦合损失进行补偿。6.2.5检测灵敏度的值新校验6.2.5.1 遇下列情况之一时，应对检测灵敏度进行重新校验：a）校正后的探头、耦合剂和仪器旋钮等发生任何改变时；b）外部电源电压波动较大或操作者怀疑检测灵敏度有变动时；c）手工操作连续工作4h以上时；d）工作结束时。6.2.5.2当灵敏度变化且降低4dB以上时，应对上一次校验后所检测的锻钢件进行全面复检；当灵敏度变化且提高4dB以上时，应对所有的记录信号进行重新评定。7分类7.1显示的分类显示应根据其动态同波图进行分类，可分为1
14、型图和2型图。a)1型图。当探头移动时，A型扫描显示器显示出单个清晰平滑上升到最大振幅的显示，然后平滑下降至零，见图la)。图Ib)是用横孔所绘制的声束轮廓动态回波图，对应于不连续的尺寸小于或等于-6dB声束轮廓的回波图。说明：x；一固定探头位置时的A型显示(在典型探头位置上)；X2探头移动时的信号幅度变化图；y幅度图11型图的A型显示和动态回波图b)2型图。当探头移动时，A型扫描显示器显示出单个清晰平滑上升至最大幅度的显示，该幅度维持或没有振幅变化，然后平滑下降至零，见图2a)。图2b)表示不连续尺寸大于-6dB声束轮廓的回波图。图22型图的A型显示和动态回波图7.2不连续的分类根据其动态回
15、波图，不连续的分类如下：a) 点状不连续：指1型图动态回波图和/或直径小于或等于-6dB声束宽度的不连续，见图3;b) 长条形的不连续：指2型图动态回波图和/或直径大于-6dB声束宽度的不连续，见图4;c) 单个点状不连续：指相邻点之间最高指示的距离d超过40mm的不连续，见图5;d) 密集形的不连续：指相邻点之间最高指示的距离d小于或等于40mm的不连续，见图6。说明:1常规-6dB不连续的轮廓线；D,不连续深度位置的声束宽度;,常规YdB不连续的长度。图3点状不连续(1.D.)图4长条形的不连续(1.D,)说明：两个不连续之间的距离。图5单个点状不连续(1.D,d40mm)8记录水平和验收
16、要求锻钢件超声检测分为4个质量等级，质量等级4是最严格的。质量等级划分、记录水平和验收要求应符合表2和表3的规定。同一锻钢件上不同部位可以选择不同的质量等级。表2质量等级、记录水平和验收要求(直探头)显示特性质量等级1234记录水平当量平底孔查径mm8532底波降低系数RWO.yWO.3WO.50.6验收要求单个点状不连续的当量平底孔直径mm12853长条或密集形点状不连续的当量平底孔直径mm853W2底波降低系数R的计算应符合公式(1)的规定。R=F./F。(1)式中：R仅用于由于不连续的存在引起的底波衰减F,不连续处的第n次底波幅度(当tN60mm时，n=l;当t50%100%50%100
17、%30%50%验收要求*单个点状不连续（DAC一100%200%100%200%60%100%长条或密集形的不连续（DAC）50%100%50%100%30%50%与DAC相关的显示幅度dB值见附录C以直径3mm的横孔为参考反射体。横波扫查不能应用于质量等级1。每个探头应建立直径3mm横孔的DAC9测长对长条形的不连续评估时，应使用下列一个或多个方法，执行这些方法应符合JB/T4009的规定。a） 6dB法；b） 20dB法；c） 端点峰值法。10记录与报告应按照现场操作的实际情况详细记录检测过程的有关信息和数据。超声检测记录与报告除应符合规定外，检测报告还应至少包括以下内容：a）被检锻钢件的
18、名称或标识；b）超声探伤仪、探头、标准试块和对比试块的名称；c） 检测区域和适用的质量等级；d） 检测时机；e） 扫查范围的详细限制信息，以及是否适用近表面区域；D表面状况；g）灵敏度的设定方法；h）使用的标准或文件；i）检测结果，包括超出记录水平的不连续定位、分类和定量（按平底孔当量直径，或横孔百分数表示）；j）检测日期；k）检测人员的签名（章）和资格。附录A（资料性）周向横波扫查的最大可检测深度和声程范围图A.1和表A.1给出了采用给定探头进行周向横波扫查最大可检测深度M和声程范围D。D说明：1反射体；D_人射点到径向反射体的声程；M_特定的探头角度和外径R的最大可检测深度；R外径；B探头
19、角度。注：B,M,D之间的关系见表A.U图A.1周向横波扫查最大可检测深度和声程范围表A.1最大可检测深度和声程范围探头角度B最大可检测深度M声程范围D700.06R0.34R60*0.13R0.50R500.24R0.64R450.30R0.70R35。0.42R0.82R径向反射体的最大可检测深度和最大可检测深度下的声程范围可用锻钢件的外径R表示。附录B(资料性)采用工件底波法调整灵敏度的方法8.1 在锻钢件上找出可以代表完好锻钢件材质状态的位置，把第1次底面回波高度调整到满幅度的40%80乳作为评定回波信号的基准。8.2 根据被检锻钢件的需要，按B3或B.4进行调整，以此作为检测灵敏度。
20、8.3 在检测实心锻钢件时，需要提高的增益数值，按公式(B.1)计算。4=2Ok岁(B.1)式中：A需要提高的增益数值，单位为分贝(dB);T-被检部位的厚度或直径，单位为毫米(mm)d检测灵敏度对应的平底孔直径，单位为亳米(mm);波长,单位为毫米(mm);11圆周率。B.4在检测有中心孔的锻钢件时，需要提高的增益数值，按公式(B.2)计算。420tIO*(B2)式中：R被检部位的外径，单位为毫米(mm);r被检部位的内径，单位为亳米(mm);4内孔检测，凹面反射；工件外圆面径向探测，凸面反射，附录C（资料性）DAC与dB差值的对应关系可用直径3mm的横孔绘制一条DAe基准曲线（100%DAC）,所要求记录水平及验收要求可以所绘制的3mm的DAC曲线（100%DAC）为基础，并按表C.1来调整获得。痴1、DACdB差值的对应关系基准曲线（100%DAC）的百分比%相对于基准曲线（100%DC）的dB差值dB30-1050-660-41000200+6
