ASTM E127-20
Стандартная практика изготовления и проверки ультразвуковых эталонных эталонов из алюминиевого сплава
- Стандартный №
- ASTM E127-20
- Дата публикации
- 2020
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- Последняя версия
- ASTM E127-20
- сфера применения
-
Углубленный анализ ASTM E127-20
Обзор стандарта и техническая база
ASTM E127-20, «Стандартная практика изготовления и контроля ультразвуковых контрольных образцов для отверстий с плоским дном», является одним из основных стандартов в области ультразвукового неразрушающего контроля, предоставляя систематические спецификации для изготовления и контроля качества контрольных образцов для ультразвукового испытания металлических сплавов. Первоначально разработанный в 1958 году, стандарт был пересмотрен в 2020 году, включив в себя технические требования исходной практики E428 и руководства E1158.
Область применения и ограничения стандарта
Настоящий стандарт применяется к изготовлению контрольных образцов для отверстий с плоским дном (FBH) для использования в методах прямого контакта и иммерсионного эхо-импульсного ультразвукового контроля. Стандарт определяет три типа стандартных наборов тестовых блоков: базовый, площадь-амплитуда и расстояние-амплитуда, а также допускает изготовление на заказ нестандартных тестовых блоков. Примечательно, что стандарт не определяет размеры эталонного отражателя или пределы отбраковки продукта; они определяются спецификациями заказчика.
Технические характеристики стандартного набора тестовых блоков
Конфигурация базового набора
Базовый набор состоит из 10 эталонных тестовых блоков. Зависимость площади от амплитуды получается путем сравнения тестовых блоков с апертурой 3/64 дюйма, 5/64 дюйма и 8/64 дюйма на металлическом расстоянии 3 дюйма. Зависимость расстояния от амплитуды получается путем сравнения тестовых блоков с апертурой 5/64 дюйма разной длины.
Идентификационный номер испытательного образца Апертура (A) Расстояние до металла (B) Общая длина (C) Эквивалентная метрическая апертура (мм) 3-0300 3/64 дюйма 3,000 дюйма 3,750 дюйма 1,20 5-0012 5/64 дюйма 0,125 дюйма 0,875 дюйма 2.00 5-0300 5/64" 3.000" 3.750" 2.00 8-0600 8/64" 6.000" 6.750" 3.20 Характеристики группы «площадь-амплитуда»
Группа «площадь-амплитуда» содержит восемь тестовых блоков. Все тестовые блоки имеют одинаковое расстояние между металлическими пластинами в 3 дюйма, но апертура увеличивается с 1/64 до 8/64. Сравнивая ультразвуковые отклики испытательных образцов с различными апертурами на одинаковом расстоянии от металла, устанавливается соответствующая зависимость между площадью и амплитудой.
Конфигурация набора «расстояние-амплитуда»
Набор «расстояние-амплитуда» обычно содержит 19 тестовых блоков, каждый из которых содержит только один из трех размеров отверстий: 3/64", 5/64" или 8/64", но с расстоянием между металлическими элементами от 0,0625" до 6,000". Рекомендуется, чтобы набор содержал не менее 12 тестовых блоков с равным шагом расстояния между металлическими элементами.
Выбор материала и критерии приемки
Рекомендуемые характеристики материалов
Стандарт определяет рекомендации по выбору материала эталонного тестового блока для различных тестовых материалов с целью обеспечения соответствия акустических свойств:
Испытательный материал Эталонный материал Применимый стандарт Алюминиевый сплав 7075-T6 или 2024 ASTM B221, QQ-A225/9 Магниевый сплав ZK60 ASTM B107/B107M Титановый сплав Ti-6Al-4V отожженный AMS 4928 Низколегированная сталь 4340 отожженная AMS 6484, AMS 6415 Критерии приемки материалов для ультразвуковой дефектоскопии
Материал контрольного образца должен быть проверен ультразвуковым методом на отсутствие значительных мешающих отражателей. При сканировании с чувствительностью, создающей уровень акустического шума 20% от высоты экрана, любая дискретная индикация, превышающая 40% от высоты экрана, исключает возможность использования материала в качестве контрольного образца для ультразвуковой дефектоскопии.
Требования к точности процесса производства
Контроль допусков на обработку
Изготовление стандартных контрольных образцов должно соответствовать строгим требованиям к допускам на размеры для обеспечения постоянства ультразвукового отклика:
Параметры Допуски в дюймах Допуски в метрических единицах Критические контрольные точки Отверстие с плоским дном Диаметр ±0,0005 дюйма ±0,0127 мм Оптический компаратор с 60-кратным обнаружением Расстояние до металла ±0,015 дюйма ±0,381 мм Точность измерения глубины Плоскостность торцевой поверхности 0,0005 дюйма в пределах 0,0127 мм в пределах Контроль шероховатости поверхности Плоскостность дна отверстия 0,001 дюйма / 0,125 дюйма 0,0254 мм / 3,175 мм Специальная подготовка плоскодонного сверла Шероховатость входной поверхности Максимум 32 микродюйма Максимум 0,8 микрона Обработка чистовой обработки Процесс обработки плоскодонного отверстия
Обработка плоскодонных отверстий требует особой последовательности процесса: сначала сверление до номинальной глубины стандартным сверлом, затем использование специального плоскодонного сверла, которое проверяется оптическим компаратором (60-кратное увеличение), чтобы убедиться, что режущая кромка плоская в пределах 0,0005 дюйма и перпендикулярна оси. Наконец, необходимо снять еще 0,005 дюйма материала, чтобы гарантировать, что дно отверстия абсолютно плоское.
Альтернативные методы производства
Стандарт также вводит два специальных метода производства: обратное сверление и диффузионная сварка. Метод обратного сверления подходит для изготовления глубоких отверстий с плоским дном. Для предварительного сверления отверстия используется пилотное сверло большого диаметра, а для завершения обработки плоского дна – окончательное сверло малого диаметра. Метод диффузионной сварки использует процесс горячего прессования для изготовления испытательного образца, содержащего дисковый отражатель, что позволяет проводить измерения с нескольких направлений.
Методы оценки ультразвуковых характеристик
Характеристики условий испытаний
Все измерения характеристик площади-амплитуды и расстояния-амплитуды должны проводиться с помощью 5 МГц плоского преобразователя диаметром 3/8 дюйма, с водным трактом, установленным на расстояние измерения последнего максимума ближнего поля (Y0+), и с использованием калиброванного испытательного оборудования. Характеристики зонда должны быть охарактеризованы в соответствии с Методикой E1065.
Кривые зависимости амплитуды от площади
Кривые зависимости амплитуды от площади должны быть получены путем регистрации настройки усиления, необходимой для установки отклика каждого тестового образца на полноэкранный опорный уровень (рекомендуется от 50% до 90%). Относительная площадь на оси X рассчитывается как квадрат номера тестового образца (тестовый образец № 8 отображается как 64 относительные единицы площади) с использованием логарифмической шкалы.
Кривые зависимости амплитуды от расстояния
Кривые зависимости амплитуды от расстояния должны быть получены путем регулировки и регистрации настройки усиления в дБ, необходимой для получения отклика на установленном полноэкранном опорном уровне. Любой тестовый образец, демонстрирующий аномальный ультразвуковой отклик и выходящий за пределы нормального диапазона кривой зависимости амплитуды от расстояния, должен считаться неприемлемым.
Критерии приемки
Дополнительные требования S1 и S2 устанавливают строгие допуски приемки: площадь-амплитуда Отклик должен быть в пределах от +2 дБ до -3 дБ относительно идеальной кривой; отклик амплитуды расстояния также должен быть в пределах от +2 дБ до -3 дБ относительно кривой наилучшего соответствия. Эти допуски обеспечивают точный контроль чувствительности во время производственных испытаний.
Методы проверки физических свойств
Метод проверки реплики
Для отверстий диаметром 3/64 дюйма (1,2 мм) и более рекомендуется использовать метод пластиковой реплики для проверки конфигурации, перпендикулярности, плоскостности и шероховатости поверхности: очистите отверстие подходящим безмасляным, не вызывающим коррозию растворителем, смешайте материал реплики в соответствии с инструкциями производителя и используйте одноразовый медицинский шприц, чтобы постепенно заполнить отверстие снизу вверх, убедившись в отсутствии пузырьков. После отверждения извлеките реплику и осмотрите ее. Шероховатость дна отверстия не должна превышать 16 микродюймов Ra.
Требования к маркировке и защите
Каждый испытательный образец должен иметь постоянную маркировку с указанием марки AISI или обозначения материала, размера контрольного отверстия (с шагом 1/64 дюйма) и расстояния (в дюймах) от входной поверхности до плоскодонного отверстия. Например, 4340-5-0300 обозначает эталонный образец из стали AISI 4340 с плоским нижним отверстием диаметром 5/64 дюйма и расстоянием 3 дюйма от контрольной поверхности. Испытательные образцы, изготовленные из корродируемых материалов, могут быть покрыты защитным покрытием, но это не должно существенно влиять на физические размеры или характеристики ультразвукового отклика.
Рекомендации по внедрению и технические соображения
Ограничения и соображения по применению
Эталонные образцы типа E127 следует использовать с осторожностью при использовании для сравнения пропускания или проникновения. На измерения амплитуды отражения от задней стенки могут влиять улучшения боковой стенки или изменения металлургической структуры от края к центру. Эти образцы в первую очередь предназначены для сравнения амплитудных откликов отверстий с плоским дном в плоских материалах шириной 2 дюйма или более. Недавние исследования показывают, что более подходящим применением является определение сравнения и согласованности характеристик приборов и датчиков.
Требования к периодической переаттестации
Физические и ультразвуковые свойства испытательных образцов, измеренные в Разделе 10, отражают размеры и ультразвуковой отклик на момент изготовления. Такие факторы, как использование в коррозионной среде (погружение) и протечки или повреждение заглушек отверстий, могут со временем привести к изменению ультразвукового отклика. Рекомендуется периодическая перепроверка ультразвукового отклика, интервал перепроверки должен определяться на основе жесткости условий эксплуатации и критичности испытания.
Эквивалентность альтернативных испытательных блоков
Испытательные блоки, которые не соответствуют требованиям к ультразвуковому отклику Раздела 10, не считаются эталонными ультразвуковыми испытательными блоками ASTM E127. Если они соответствуют всем остальным требованиям и предоставлена калибровочная кривая или таблица для калибровки их амплитудного отклика в соответствии с требованиями данной рекомендуемой практики, они могут считаться эталонными испытательными блоками типа ASTM.
Анализ развития стандартных технологий
Историческое развитие и консолидация
ASTM E127-20 объединяет технические требования, которые ранее были разбросаны по нескольким стандартам, в частности, включая содержание Методики E428 и Руководства E1158. Эта интеграция отражает техническую зрелость и тенденцию к унификации в стандартизации ультразвукового контроля.
Адаптивность к современным технологиям испытаний
Хотя стандарт основан на традиционной технологии ультразвукового контроля, его основные принципы остаются применимыми к современным цифровым системам ультразвукового контроля. Важно отметить, что прокатный круглый пруток, используемый в исходных стандартных испытательных блоках, больше не производится. Современный экструдированный пруток имеет существенно иную структуру зерна, что может привести к смещению кривой отклика.
Будущие направления
С развитием новых процессов, таких как аддитивное производство, стандарт может нуждаться в расширении для учета потребностей в испытаниях новых материалов и пористых структур. Кроме того, разработка стандартных испытательных блоков на основе моделей и технология цифровых двойников могут открыть новые возможности для стандартизации эталонных испытательных блоков.
Заключение
ASTM E127-20 содержит всеобъемлющие технические спецификации для изготовления и контроля качества эталонных испытательных блоков для ультразвукового контроля, служащие основой для обеспечения надежных и сопоставимых результатов ультразвукового контроля. Благодаря строгим производственным допускам, рекомендациям по выбору материалов и методам проверки ультразвукового отклика настоящий стандарт обеспечивает надежную техническую поддержку стандартизации ультразвукового контроля. При внедрении следует учитывать технические ограничения и условия применения стандарта, особенно вопросы адаптивности при использовании современных материалов и новых технологий испытаний.
ASTM E127-20 Ссылочный документ
- ASTM B107/B107M Стандартные спецификации для экструдированных стержней, стержней, профилей, труб и проволоки из магниевых сплавов
- ASTM B221 Стандартные спецификации для экструдированных стержней, стержней, проволоки, профилей и труб из алюминиевых сплавов
- ASTM B241/B241M Стандартные спецификации на бесшовные трубы из алюминия и алюминиевых сплавов, а также бесшовные экструдированные трубы
- ASTM E1065 Стандартное руководство по оценке характеристик ультразвуковых поисковых устройств
- ASTM E1158 Стандартное руководство по выбору материала и изготовлению эталонных образцов для ультразвукового контроля металлов и металлических сплавов импульсным продольным волном
- ASTM E1316 Стандартная терминология для неразрушающих испытаний
- ASTM E1324 Стандартное руководство по измерению некоторых электронных характеристик ультразвуковых контрольно-измерительных приборов
- ASTM E2375 Стандартная практика ультразвукового контроля кованых изделий
- ASTM E317 Стандартная практика оценки эксплуатационных характеристик приборов и систем ультразвукового импульсно-эходиагностического исследования без использования электронных измерительных приборов
- ASTM E428 Стандартная практика изготовления и контроля металлических, кроме алюминия, эталонных образцов, используемых при ультразвуковом контроле
- SAE AMS4928 ТИТАНОВЫЙ СПЛАВ 6Al — отожженный при 4 В — выход 120 000 фунтов на квадратный дюйм
- SAE AMS6409 СТАЛЬНЫЕ ПРЮКИ, ПОКОВКИ И ТРУБКИ 0,80Cr – 1,8Ni – 0,25Mo (0,38–0,43C) (SAE 4340) Специальное авиационное качество, чистота, нормализованная и закаленная
- SAE AMS6415 СТАЛЬ Никель Хром Молибден
- SAE AMS6484 Стальные стержни@ Поковки@ и трубы 0,80Cr – 1,8Ni – 0,25Mo (0,38–0,43C) SAE 4340, нормализованные и отпущенные (UNS G43400)
ASTM E127-20 История
- 2020 ASTM E127-20 Стандартная практика изготовления и проверки ультразвуковых эталонных эталонов из алюминиевого сплава
- 2019 ASTM E127-19e1 Стандартная практика изготовления и контроля ультразвуковых стандартных эталонных образцов для отверстий с плоским дном
- 2019 ASTM E127-19 Стандартная практика изготовления и контроля ультразвуковых стандартных эталонных образцов для отверстий с плоским дном
- 2015 ASTM E127-15 Стандартная практика изготовления и контроля эталонных эталонных образцов для ультразвуковых исследований из алюминиевых сплавов
- 2010 ASTM E127-10 Стандартная практика изготовления и проверки ультразвуковых эталонных эталонов из алюминиевого сплава
- 2007 ASTM E127-07 Стандартная практика изготовления и проверки ультразвуковых эталонных эталонов из алюминиевого сплава
- 2006 ASTM E127-06 Стандартная практика изготовления и проверки ультразвуковых эталонных эталонов из алюминиевого сплава
- 2005 ASTM E127-05 Стандартная практика изготовления и проверки ультразвуковых эталонных эталонов из алюминиевого сплава
- 2004 ASTM E127-04 Стандартная практика изготовления и проверки ультразвуковых эталонных эталонов из алюминиевого сплава
- 1998 ASTM E127-98 Стандартная практика изготовления и проверки ультразвуковых эталонных эталонов из алюминиевого сплава
