EN 1371-1标准的主要内容分析及应用举例

葛佳棋 万升云 郑小康 章文显 李广立 桑劲鹏

(中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 江苏 常州 213011)

由于在复杂内腔零件的生产方面，铸造有着较高的生产效率，因而是现代机械制造工业的基础工艺之一[1]。铸造的过程复杂，受模型制造、金属液的凝固收缩以及工艺等方面因素的影响较大，铸件内外部容易出现缺陷。为保证质量，在非铁磁性铸件的表面检测方面，通常采用的是渗透检测技术，其检测过程简单，不受材料成分、工件结构及缺陷形状的影响，显示结果直观，是超声波检测和X射线检测所无法代替的[2]。

对于铸件的渗透检测，各国、各机构组织都有相应的检测标准与验收标准。在产品质量验收时，依据哪一种验收标准，采取哪个验收等级，供货方与需求方必须达成一致。国内铸钢产品基本采用GB/T 9443《铸钢件渗透检测》作为验收标准，而出口至欧盟的铸件产品则通常依据EN 1371-1《铸造 液体渗透检测》或ISO 4987《铸钢件 渗透检测》进行质量验收。GB/T 9443和ISO 4987这两个标准的缺陷种类和级别的分布方式完全一致，而ISO 4987与EN 1371也非常相似，因此，这些标准具备一定的继承方式[3]。下文以EN 1371标准为例，对动车铝合金齿轮箱体的试制样件进行渗透检测，并按照EN 1371标准的规定进行验收，阐述铸件产品的渗透检测以及质量验收的过程，深入理解EN 1371标准在产品渗透检测验收过程中所起的作用。

1 EN 1371标准基本内容

EN 1371标准由两部分组成，第一部分为EN 1371-1，规定了砂型铸造、重力压铸和低压铸造产品的渗透检测，最新版本为2011年版本，第二部分为EN 1371-2，规定了熔模铸造产品的渗透检测，最新版本为2015年版本。两部分的结构基本一致，由于动车铝合金齿轮箱体采用低压铸造工艺，在此只针对第一部分进行讨论。第一部分由9个章节和7个附录组成，即：(1)范围；(2)规范性引用文件；(3)渗透检测条件；(4)检测方法；(5)验收条款；(6)显示等级的分类及分析；(7)重新检测；(8)后处理；(9)检测报告(见表1)。

表1 EN 1371-1标准的主要章节内容

2 EN 1371标准验收条款

在EN 1371-1标准中，验收条款为标准的核心内容，该部分规定了渗透检测显示的类型和严重等级。铸件产品出现的表面缺陷大体可以分为:(1)孔洞类缺陷，如气孔、缩孔等；(2)隔、裂纹类缺陷，如冷隔、冷裂纹、热裂纹等；(3)夹杂类缺陷，如夹渣、砂眼等[4]。在标准的附录B中，明确了具体的缺陷类型与显示类型的对应关系，可供检测人员根据显示对具体缺陷作进一步的判断与分析。

显示类型根据其长宽比及显示是否连续， 分成了4类， 即单个非线性显示(SP)， 成群的非线性显示(CP)， 线性显示(LP)和相关联显示(AP)。为便于各方对显示要求的理解，标准推荐在合同的技术协议、 检测规程及检测报告中统一使用该显示名称。

检测人员须首先在被检产品表面判断出显示的类型，然后再将显示的尺寸、数量等信息在对应的表格中与需求方规定的严重等级中的极限值进行比较和评定。对于所有的显示，验收条款在各严重等级中给出一个应考虑的最小显示尺寸，即记录等级，表示在观察和评定时，小于该尺寸的显示可以不用去考虑，在105 mm×148 mm评定框中计算出现的显示个数时，该显示也可以不计算在内。但该处需注意的是，小于记录等级的显示，是否需要被记录，应该是在显示类型被确定之后再做决定。举例说明，如果某处出现了一段小于记录等级的线性显示(LP)，在该显示的两端出现另外两条需要被记录的LP，且这三者的间距均小于两条需记录的显示的长度，则这3处显示应该被视为一条相关联显示(AP)进行评定，其尺寸为三段显示长度与两处间距之和，而不再单独考虑中间较短的那段显示是否应该被记录。对于非线性显示SP和CP，需将尺寸与规定的严重等级下极限值进行比较，只有小于极限值的情况才可判定不连续允许存在。对于线性显示LP和相关联显示AP，除了对单个显示的尺寸有要求外，在评定框内LP和AP的累计长度也不能超过规定的数值。

3 检测对象及工艺

铝合金齿轮箱为高铁传动装置的关键零部件，主要采用抗氧化和抗腐蚀能力较强的AlSi7Mg0.3作为箱体材料，通过低压铸造工艺制成[5]，箱体照片如图1所示。铸造缺陷一般为气孔、缩孔及少量的裂纹。检测按照该产品的渗透检测工艺规程，采用溶剂去除型着色渗透剂进行，渗透剂牌号HP-ST，显像剂牌号HD-ST。依据EN 1371-1进行验收，严重等级需满足3级要求。

图1 动车铝合金齿轮箱箱体

渗透检测步骤可分为：(1)待检表面处理及预清洗；(2)渗透处理；(3)清洗和干燥；(4)显像；(5)观察；(6)后清洗。

齿轮箱在铸造完成后，通过喷砂进行表面处理，因此表面很少出现油脂、油污等污染物，在渗透检测之前一般不需要另外清洗，可以直接进行渗透剂的施加。用喷灌将渗透剂均匀喷涂受检表面，由于有一部分受检表面处于直立状态，渗透剂流失较大，为了达到较好的渗透效果，提高检出率，需要对竖立部位进行渗透剂补喷，保持表面的全部润湿。一般情况下，常温时渗透时间为8～10 min，在3～15 ℃时应根据温度适当增加渗透时间。去除多余的渗透剂时用蘸有清洗剂的纸擦拭，随后进行显像。使用的显像剂为溶剂悬浮型显像剂，喷涂显像剂时，喷嘴离箱体受检表面300～400 mm，喷涂得薄而均匀即可。在15～50 ℃范围内，显像时间为7～10 min。

4 验收过程

显像时间结束后，必须立即对受检表面进行观察和记录，否则回渗的渗透剂会在表面不断扩散，使显示的尺寸过于放大，影响评定结果。观察到受检表面有2处显示，如图2所示。一处为两根近似平行的线性显示，长度分别是21 mm和9 mm，另一处观察到近似在一条延伸线的两段线性显示，经测量，长度分别为6 mm和4 mm，间距为5.5 mm。根据EN 1371-1标准中对显示类型的规定，间距小于其中一段显示的长度，该处显示应评定为相关联显示AP，尺寸为15.5 mm。

EN 1371-1标准中LP3、AP3的极限值为单个显示不超过6 mm，评定框中累计长度不超过10 mm，因此以上观察到的显示均不允许出现， 该齿轮箱需要进行返修打磨。

(a) 线性显示LP (b) 相关联显示AP图2 受检表面显示

5 结语

目前，随着我国轨道交通的快速发展，轨道装备产业的出口规模逐步增大，越来越多的生产单位采用相应的国际标准进行无损检测的质量验收。熟悉、理解并正确运用相应的验收标准对产品质量的把关尤为重要，希望此文能起到对无损检测人员帮助的作用。