国内外铸件无损检验标准对比分析

国内外铸件无损检验标准对比分析对于工件的无损检测，检验标准是最重要的工作依据。从工件的检测方法选择、检测过程的注意事项到工件的最终评定、报告的参数出据，往往都需要遵循一定的、供需双方均认可的标准规范。随着改革开放的不断深入，我们和国外的交流也日益广泛。其中，涉及到产品质量验收时应该遵循何种标准、采取怎样的验收级别，往往是供需双方讨论的焦点之一。因此，将国内铸钢、铸铁件无损检测标准和国外、国际标准进行一定的对比，分析其在日常生产中的应用，对于我们的工作是非常有好处的。１国内、外铸件无损检测标准铸件的检验，一般是由铸件制造厂根据设计的图纸或订货方（需方）提供的图纸上的技术要求或技术合同进行。对于铸件，通常的检验包括尺寸检查、形状和外观的表面质量目视检查。而对于设计要求比较重要的铸件，或者需方认定的比较重要的铸件或局部，或者铸造工艺上容易产生问题的铸件，一般除了要做化学成分分析和力学性能试验外，还需要进行无损检测。对于一般铸钢、铸铁件的无损检测，常用的方法有磁粉检测或渗透检测（主要用于表面或近表面缺陷的检测）、超声波检测或射线检测（主要用于内部缺陷的检测）。下面给出国内、外常用的关于铸件的无损检测标准。ＡＳＴＭＥ１８６厚壁铸钢件［２．０～４．５英寸（５１～１１４ｍｍ）］射线检验标准底片ＡＳＴＭＥ１９２航空用熔模铸钢件射线检验标准底片ＡＳＴＭＥ２８０大厚度（４～１２ｉｎ，１１４～３０５ｍｍ）铸钢件参考射线照相底片ＡＳＴＭＥ４４６２英寸（５１ｍｍ）以下铸钢件的射线检验标准底片ＡＳＴＭＡ６０９／Ａ６０９Ｍ铸造碳钢、低合金钢和马氏体不锈钢的超声检测方法ＡＳＴＭＥ６８９球墨铸铁件的射线检验标准底片ＡＳＴＭＥ８０２厚度４．５ｉｎ（１１４ｍｍ）以内的灰铸铁参考射线照相底片ＡＳＴＭＥ１０３０金属铸件的射线透照检测方法ＡＳＴＭＥ１７３４铸件射线成像检测方法ＥＮ１３６９铸件磁粉检测ＥＮ１３７１铸件渗透检测ＧＢ／Ｔ５６７７铸钢件射线照相及底片等级分类方法ＧＢ／Ｔ７２３３铸钢件超声探伤及质量评级方法ＧＢ／Ｔ９４４３铸钢件渗透探伤及缺陷显示迹痕的评级方法ＧＢ／Ｔ９４４４铸钢件磁粉探伤及质量评级方法ＩＳＯ４９８６铸钢件磁粉检测ＩＳＯ４９８７铸钢件渗透检测ＩＳＯ４９９２铸钢件超声波检测ＩＳＯ４９９３铸钢件射线检测ＪＢ／Ｔ６４４０阀门受压铸钢件射线照相检验ＴＢ／Ｔ３１０５．１铸钢摇枕、侧架射线照相检验ＴＢ／Ｔ３１０５．２铸钢摇枕、侧架超声波检验ＪＩＳ０５８１铸钢件射线照相检测方法２铸件磁粉检测（ＭＴ）标准对比分析ＥＮ１３６９、ＩＳＯ４９８６与ＧＢ／Ｔ９４４４均为铸件磁粉检验的常用标准，而且欧盟标准系列中关于铸钢件的磁粉检验标准ＥＮ１３６９基本与ＩＳＯ４９８６等效。考虑到ＩＳＯ标准中，由欧盟转化而成的标准的高比例，所以这两者应该具备高度的继承关系。我国ＧＢ／Ｔ９４４４标准与ＩＳＯ４９８６相比，以前的８８版中，在检验方法上基本相近，我国标准在磁化电源上较多采用交流磁化方式，而美国标准、国际标准及欧盟标准中大多要求采用整流电的磁化方式，但近年来新版标准中也包容了交流磁化方法，相互之间在磁化电流选择及磁化规范上也渐趋一致，灵敏度试片规格及尺寸相互一致。而新版的２００７版中，更是对ＩＳＯ４９８６做了等同翻译。综合这些标准我们可以看出，磁粉的具体检测手段（如通电法、穿棒法等）相对其他检测方法而言较多，但无论哪个标准，无论是综合标准还是针对产品的标准，其实都脱不出这些基本的检测手段，所区别的仅在于针对不同的工件材质、形状和尺寸等，来采取何种检测手段，以及这些手段是否明确提出。验收标准上，现在总的趋势，一般不要求磁粉检测判断缺陷的类型（裂纹可能还需要评判），应该是考虑到磁粉检测的磁痕相对难以区分，为了避免过多误判的出现而采取的一种措施。评判上往往是以线状、非线状缺陷或者二者的混合（点线状）来分别制定不同的验收级别。３铸件渗透检测（ＰＴ）标准对比分析渗透检验方法原理较为简单，我国标准与国外标准差别，在于灵敏度对比试块有不同的规定，但渗透探伤过程中的灵敏度主要在于渗透剂的性能，在这方面国产渗透探伤组剂（尤其是中高灵敏度组剂）与国外同类渗透探伤组剂相比差距比较明显。关于标准，我们同样可以按照方法和验收两大块来讨论。渗透检测标准，新版的ＧＢ１８８５１等同翻译的ＩＳＯ３４５２，分为５部分，涉及到了渗透检测的方方面面。而我们查阅ＩＳＯ３４５２，可以发现和ＥＮ５７１基本相同。在ＩＳＯ３４５２的前言中，我们可以看到，ＩＳＯ３４５２正是来自于欧盟标准委员会。同样，综合各种标准，我们也可以看到，在渗透方法上，其实也是大同小异的，其中区别最大的，在于渗透、显像的等待时间，不同的标准，可能略有不同。从标准验收的角度来看，新版ＧＢ／Ｔ９４４３与ＩＳＯ４９８７等同。而ＩＳＯ４９８７的缺陷种类和级别的分布方式，和上文提到的ＩＳＯ４９８６非常相似，同样和ＥＮ１３７１非常相似。所以，这些标准也具备一定的继承方式。４铸件超声波检测（ＵＴ）标准对比分析在超声波探伤方面，国内产品较多采用ＧＢ／Ｔ７２３３标准，同样，新版的ＧＢ／Ｔ７２３３标准基本等同ＩＳＯ４９９２，而国外较多采用ＡＳＴＭＡ６０９／Ａ６０９Ｍ标准，两者差异较大。首先在探伤方法上，ＧＢ／Ｔ７２３３立足于采用平底孔对比试块法，允许采用Φ３、Φ４、Φ６当量平底孔三种灵敏度试块进行标定。而ＡＳＴＭＡ６０９／Ａ６０９Ｍ则规定可采用两种方法：方法Ａ为平底孔对比试块法，采用Φ６．４当量平底孔；方法Ｂ为大平底试块法，由多组不同厚度的大平面试块组成，并且分别规定了采用两种方法的各自验收等级，不能混用。从实际探伤操作来看，ＡＳＴＭＡ６０９／Ａ６０９Ｍ更为实用，尤其是采用方法Ｂ，在对于新产品进行检验时较易制备对比试块，仅需按一定规格尺寸加工成几块大平面试块，而无需加工技术难度相对较高的平底孔试块。其次，由于两者标准采用不同的灵敏度试块，因此其验收等级无法进行简单的对比，但从大量铸件的检验结果来看，若选取合适的质量控制等级，均能达到所需的控制效果。５射线检测（ＲＴ）标准对比分析在铸件的射线探伤方面，ＧＢ／Ｔ５６７７－８５版与日本ＪＩＳ系列标准类似，要求对缺陷性质、数量、大小作精确测定，换算成相应的点数或面积来评定。因此，在针对铸件中的气孔、缩松类缺陷评定时，尤其是铸钢件中缺陷种类混杂、分布弥散时难以快速准确评定。而ＡＳＴＭ射线检测标准系列ＡＳＴＭＥ４４６、Ｅ１８６、Ｅ２８０和Ｅ１９２标准，采用缺陷的标准分级参考图谱进行对比评定，如使用频率最高的Ｅ４４６中，参考图谱中缺陷分为Ａ类（气孔）、Ｂ类（夹渣和夹砂）、Ｃ类（包括ＣＡ、ＣＢ、ＣＣ、ＣＤ类缩松）、Ｄ类（裂纹）、Ｅ类（热裂）、Ｆ类（内冷铁或泥芯撑）、Ｇ类（斑纹），Ａ、Ｂ、ＣＡ、ＣＢ、ＣＣ、ＣＤ类每种缺陷均分为五级图谱，其余类型各一张参考图谱。多年来在按ＡＳＴＭ标准进行的检测工作中，上述各类各级典型缺陷均已在实际零件中发现。因此，图文标准相对于ＧＢ／Ｔ５６７７的文字性标准，在实际工作中更具特色，便于快速评定。也因此，ＡＳＴＭ的铸件射线检测方式几乎一统江湖。比如，新版的ＧＢ／Ｔ５６７７－２００７版等同采用ＩＳＯ４９９３，而ＩＳＯ标准的评定方式，正是ＡＳＴＭ系列。采用类似ＡＳＴＭＥ４４６标准所规定的这种评定方式优点突出，但也存在一些不足：标准图谱价格较贵，图谱中的典型缺陷形貌不能完全适应新产品、新工艺，所以针对具零件应灵活运用。根据多年与国外企业合作的经验，大多数结构类零件的国外验收标准均经常要求控制在Ａ２级、Ｂ３级、ＣＡ２级、ＣＢ３级、ＣＣ３级、ＣＤ３级，Ｄ、Ｅ、Ｆ均不允许存在。从铸造工艺来说，经严格的浇铸工艺控制，一般均能达到上述要求，过高或过低地控制验收级别都将影响产品的成品率或安全性。ＩＳＯ４９９３及ＥＮ欧盟标准、法国及德国标准中关于铸钢、铸铁件的射线检验，其标准核心即缺陷的分级均是以ＡＳＴＭＥ４４６、Ｅ１８６、Ｅ１９２、Ｅ２８０为主的，ＡＳＴＭ中的Ｅ６８９针对球墨铸铁件也是如此：Ｅ６８９的评定，同样引用Ｅ４４６等的标准底片，其本身不具备标准底片；关于灰铸铁的Ｅ８０２，情况和Ｅ６８９类似。其中Ｅ２８０适用于壁厚大于１１４ｍｍ以上的铸钢、铸铁件检验，由于目前铁路机车车辆制造行业未配备工业用γ放射源及电子加速器，个别单位所配高能Ｘ射线机最大为４５０ｋＶ，也只能有效穿透约１１０ｍｍ钢制零件，因此限于装备原因，大于１００ｍｍ的工件还无法采用Ｅ２８０进行检验，只能采用超声波进行检验。因此，ＡＳＴＭＥ４４６（针对５０ｍｍ以下铸钢件，最为常用）系列标准已成为目前国际上的主流标准。当然，射线的照相检测和其他方法有很大不同，就是检测过程是大同小异的，没有太多的区别，所以，检测过程的标准，事实上都区别不大。６结语（１）随着国际贸易的发展，国内标准和国外先进标准的的交流日趋频繁。现在新制订或换版的国内标准，包括国家和行业标准，大量的等同、等效或部分等效国外的各种先进标准，这也是国内标准的一个普遍趋势。学习国外的先进经验，对于我们标准的发展，对于整个工业的发展，也是不无裨益的。而我们在工作中，也可以将这些结合起来，从而大大提高我们的检测效率。（２）现有的标准体系中，ＩＳＯ标准大都和ＥＮ标准的继承性很强，相关度很高，而美国标准如ＡＳＴＭ自成体系，和前面二者在很多方面有着显著的不同，大家各有千秋。而日本的ＪＩＳ标准体系，相对于前面那些标准在国内的日益推广，相对使用的并不广泛。我们在工作中，因为不同的标准往往具备一定的差异，不能完全的等效，所以，当使用某些标准时，当可行时，选择或建议选择相同的标准体系，可以大大降低工作强度。从标准的总览可以看出，国外标准，如ＡＳＴＭ或ＥＮ等，各个标准相互协调，各自覆盖不同的区域，如有的描述通用的检测方法、有的描述具体类别的工件、有的描述验收规则、有的描述检测材料的验收等等，进而形成一个完备的体系。而国内标准在这方面还任重道远。