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1、1 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 侯文科侯文科 2 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 超声检测通用工艺规程是根据相关法规、安 全技术规范、产品标准、有关的技术文件 和JB/T4730.3-2005等相关检测标准要求， 并针对检测机构的特点和检测能力而编制 的技术文件。超声枪测通用工艺规程应涵 盖本单位(制造、安装或检验检测单位)产 品(或检测对象)的检测范围。 3 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n超声检测通用工艺规程一般以文字说明为 主，检测对象一般为某类工件，它应具有 一定的覆盖性和通用性，至少应包括以下 内容： n (1)适用范围:指明该通用工艺规程适 用于哪类工件或哪
2、种产品的焊缝及焊缝类 型等。 n (2)引用标准、法规:指技术文件引用 的法规、安全技术规范、技术标准等 4 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n(3)检测人员资格:指对检测人员的资格要 求。 n (4)检测设备、器材和材料:指超声检 测用的仪器、探头、试块和耦合剂等。主 要性能指标有：检测设备规格型号、探头 类型、晶片尺寸和频率；标准试块及对比 试块型号名称；耦合剂型号名称。 n (5)检测表面制备:指对被检工件表面 的准备方法及要求等。 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n(6)检测时机:指不同材料的被检工件超声 检测的时间安排等。 n (7)检测工艺和检测技术:指明进行超 声检测
3、时可选择的检测技术等级、检测方 法、检测方向、扫查方式、检测部位范围 、仪器时基线比例和灵敏度调整、测定缺 陷位置、当量和指示长度的方法等。 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n(8)检测结果的评定和质量等级分类:指明检测结 果评定所依据的验收标准或技术标准以及验收合 格级别等。 n (9)检测记录、报告和资料存档:指规定检测 原始记录、报告内容及格式要求，资料、档案管 理要求，安全管理规定等。 n (10)编制(级别)、审核(级别)和批准人、制 定日期:指超声检测通用工艺规程的编制、审核及 批准应符合相关法规或标准的规定。 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n特种设备超声检测工艺卡是
4、具体产品检测作业的 指导性文件，一般用表、卡的形式。它是针对特 种设备某一具体产品或产品上某一部件，依据超 声检测通用工艺规程、被检工件的技术要求和 JB/T 4730.3-2005等检测标准而专门制定的有关 检测技术细节和具体参数的工艺文件，凡是工艺 卡上没有规定的一些共性问题，应按通用工艺规 程进行。工艺卡一般应包括以下内容： 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n1)工艺卡编号应根据程序文件的规定编制 。 n (2)产品部分产品名称和编号，制造、 安装或检验编号，特种设备类别、规格尺 寸、材料牌号、热处理状态及表面状态。 n (3)检测设备与材料仪器型号和编号、 探头规格参数、试块和耦
5、合剂等。 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n(4)检测工艺参数检测方法、检测比例、检测部位、仪器 时基线比例和检测灵敏度调整等。 n (5)检测技术要求执行标准、验收级别。 n (6)检测部位示意图。 n (7)编制人员(资质级别)、审核人员(资质级别)。 n (8)制定日期。 n实施超声检测的人员应按检测工艺卡进行操作。 n 特种没备超声检测工艺卡的编制、审核应符合相关法 规、安全技术规范或技术标准的规定。 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n检测时机；一般焊缝应为“焊接完工后” ；对有延迟裂纹倾向的材料，应为“焊后 至少24h后”；对锻件应为“最终热处理后 ”；其他工件可根据工序
6、安排按实际填写 。 n对于有再热裂纹倾向的焊缝在热处理前、 后均应进行检测。 n电渣焊焊缝晶粒粗大，在正火细化晶粒后 进行检测。 11 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n n 检测仪器的选择检测仪器的选择 n n 根据检测要求和现场条件选择，性能稳定、重复性好、可根据检测要求和现场条件选择，性能稳定、重复性好、可 靠性好，注意技术要求的记录功能。靠性好，注意技术要求的记录功能。 n n 定位要求高，选择水平线性误差小的仪器；（定位要求高，选择水平线性误差小的仪器；（JB/T4730JB/T4730 标准要求：标准要求： 1 1） n n 定量要求高，选择垂直线性好，衰减器精度高的仪器；定
7、量要求高，选择垂直线性好，衰减器精度高的仪器； （ JB/T4730JB/T4730标准要求：标准要求： 5 5；最大累积误差；最大累积误差 1dB1dB） n n 对大型工件或粗晶材料工件探伤，可选择功率大，灵敏对大型工件或粗晶材料工件探伤，可选择功率大，灵敏 度余量高，信噪比高，低频性能好的仪器。度余量高，信噪比高，低频性能好的仪器。 n n 对近表面缺陷检测要求高时，可选择盲区小，近区分辨对近表面缺陷检测要求高时，可选择盲区小，近区分辨 好的仪器。好的仪器。 n n 室外现场检测，应选择重量轻、亮度高、抗干扰能力强室外现场检测，应选择重量轻、亮度高、抗干扰能力强 的便携式仪器。的便携式仪
8、器。 12 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n n 探头的选择探头的选择 n n 超声波的发射和接收都是通过探头来实现超声波的发射和接收都是通过探头来实现 的。的。 n n 检测前，根据被检件的形状、声学特点、检测前，根据被检件的形状、声学特点、 技术要求选择探头。技术要求选择探头。 n n 探头选择包括：探头的型式、频率、带宽探头选择包括：探头的型式、频率、带宽 、晶片尺寸、斜探头、晶片尺寸、斜探头K K值。值。 13 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n n 1. 1.探头型式的选择探头型式的选择 n n 原则为根据检测对象和检测目的决定：原则为根据检测对象和检测目的决定： n
9、n 如：焊缝如：焊缝斜探头斜探头 n n 钢板、铸件钢板、铸件直探头直探头 n n 钢管、水浸板材钢管、水浸板材聚焦探头（线、点聚聚焦探头（线、点聚 集）集） n n 近表面缺陷近表面缺陷双晶直探头双晶直探头 n n 表面缺陷表面缺陷表面波探头表面波探头 14 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n n 2. 2.探头频率的选择探头频率的选择 n n 超声波检测灵敏度一般是指检测最小缺陷的能力，从统超声波检测灵敏度一般是指检测最小缺陷的能力，从统 计规律发现当缺陷大小为计规律发现当缺陷大小为/2/2时，可稳定地发现缺陷波，时，可稳定地发现缺陷波， 对钢工件用对钢工件用2.55MHZ2.55M
10、HZ， 为：纵波为：纵波2.361.182.361.18，横波，横波 1.290.651.290.65，则纵波可稳定检测缺陷最小值为：，则纵波可稳定检测缺陷最小值为：0.61.2mm0.61.2mm 之间，横波可稳定检测缺陷最小值为：之间，横波可稳定检测缺陷最小值为：0.30.60.30.6之间。之间。 这对压力容器检测要求已能满足。这对压力容器检测要求已能满足。 n n 频率越高，脉冲宽度越小，分辨力越高，有利于区分相频率越高，脉冲宽度越小，分辨力越高，有利于区分相 邻缺陷，缺陷定位精度高。邻缺陷，缺陷定位精度高。 n n 由由0=arcsin1.22 /D 0=arcsin1.22 /D
11、可知，可知，f f 0 0 , ,能量集中，能量集中， 指向性好，发现小缺陷能力强，但相对搜查区域较小。粗指向性好，发现小缺陷能力强，但相对搜查区域较小。粗 探不宜使用，精探选用。探不宜使用，精探选用。 n n 由由N=DN=D /4 /4 可知，可知， f N f N ，对检测不利。，对检测不利。 15 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n n 由由ss=c2Fd=c2Fd f4f4可知，频率高，衰减大，信噪比下降，缺陷难以识别可知，频率高，衰减大，信噪比下降，缺陷难以识别 判断。判断。 n n 对于面积状缺陷，频率太高会形成显著的反射指向性，如果超声波对于面积状缺陷，频率太高会形成显著
12、的反射指向性，如果超声波 不是近于垂直入射到面状缺陷表面上，在检测方向上不会产生足够大不是近于垂直入射到面状缺陷表面上，在检测方向上不会产生足够大 的回波，检出率将会降低。的回波，检出率将会降低。 n n 故对晶粒较细的铸件、轧制件、焊接件等常采用故对晶粒较细的铸件、轧制件、焊接件等常采用2.55MHZ2.55MHZ。 n n 对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等，因会出现林状反射，（由材料中对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等，因会出现林状反射，（由材料中 声阻抗有差异的微小界面作为反射面产生的反射），也和材料噪声干声阻抗有差异的微小界面作为反射面产生的反射），也和材料噪声干 扰缺陷检测，故采用较低的扰
13、缺陷检测，故采用较低的0.52.5MHZ0.52.5MHZ的频率比较合适，主要是提高的频率比较合适，主要是提高 信噪比，减少晶粒反射。信噪比，减少晶粒反射。 n n 此外应考虑检测目的和检测效果，如从发现最小缺陷能力方面，可提此外应考虑检测目的和检测效果，如从发现最小缺陷能力方面，可提 高频率，但对大工件因声程大频率增加衰减急剧增加。对粗晶材料如高频率，但对大工件因声程大频率增加衰减急剧增加。对粗晶材料如 降低频率，且减小晶片尺寸时，则声束指向性变坏，不利于检测远场降低频率，且减小晶片尺寸时，则声束指向性变坏，不利于检测远场 缺陷，所以应综合考虑。缺陷，所以应综合考虑。 16 超声检测的工艺程
14、序超声检测的工艺程序 n n 3. 3.探头带宽的选择探头带宽的选择 n n 探头发射的超声脉冲频率是有一定带宽的探头发射的超声脉冲频率是有一定带宽的 。宽带探头对应的脉冲宽度较小，深度分。宽带探头对应的脉冲宽度较小，深度分 辨力好，盲区小；但探头阻尼较大，灵敏辨力好，盲区小；但探头阻尼较大，灵敏 度较低；窄带探头脉冲较宽，深度分辨力度较低；窄带探头脉冲较宽，深度分辨力 变差，盲区大，但灵敏度较高，穿透力强变差，盲区大，但灵敏度较高，穿透力强 。 n n 对晶粒粗大的铸件、对晶粒粗大的铸件、A A体钢宜选用宽带探头体钢宜选用宽带探头 。 17 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n n 4.
15、 4.探头晶片尺寸的选择探头晶片尺寸的选择 n n 原则：原则： n n 晶片尺寸要满足标准要求，如满足晶片尺寸要满足标准要求，如满足JB/T4730-2005JB/T4730-2005要求，要求， 即晶片面积即晶片面积 500mm2500mm2，任一边长，任一边长 25mm25mm。 n n 其次考虑检测目的，有利于发现缺陷，如工件较薄，则其次考虑检测目的，有利于发现缺陷，如工件较薄，则 晶片尺寸可小些，此时晶片尺寸可小些，此时NN小。铸件、厚工件则晶片尺寸可小。铸件、厚工件则晶片尺寸可 大些，大些，NN大、大、00小。发现远距离缺陷能力强。小。发现远距离缺陷能力强。 n n 考虑检测面的结构情况考虑检测面的结构情况 如对小型工件，曲率大的工件复杂形状工件为便于耦合要如对小型工件，曲率大的工件复杂形状工件为便于耦合要 用小晶片，对平面工件，晶片可大一些。用小晶片，对平面工件，晶片可大一些。 18 超声检测的工艺程序超声检测的工艺程序 n n 5. 5.横波斜探头横波斜探头K K值的选择值的选择 n n 原则：原则： n n 保证声束能扫查到整个焊缝截面，对不同工件保证声束能扫查到整个焊缝截面，对不同工件 形状要具体分析选择。形状要具体分析选择。 n n 尽可能使检测声束与缺陷垂直（不同角度、不尽可能使检测声束与缺陷垂直（不同角度、不 同同K K值），在条件许可时，尽量用大值），
