角接接头检测工艺-相控阵技术

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1、 1 以色列以色列 SONOTRONNDT 公司公司 ISONIC2009/2010 仪器仪器简介简介及及工艺工艺规程规程案例案例介绍介绍 ISONIC2009 相控阵 64 收、发通道，常规 8 通道 ABCBTOFD；B 扫描 软件； ISONIC2010 相控阵 32 收、发通道，常规 1 通道 ABCBTOFD；B 扫描 软件； 相控阵仪器中文界面操作简便，主机内置软件支持：线性扫描、扇型 扫描、串列扫描功能，实时三维 C 扫描、实时二维面阵探头 3D 立体动态 成像功能；可选工艺软件 15-18 种，用户可根据需求选配。 其中特殊的焊接接头检测工艺软件： 基于厚度及真实焊缝几何结构位

2、置的 二次波图像，软件可在仪器上实时应用，实现对平面、曲面、T、K、Y 焊 缝检测的工艺编制及检测应用， 并在仪器上形成可视化几何仿真探头位置 显示图式。 角接接头检测工艺规程角接接头检测工艺规程案例案例 编编 制制 人：人： 审审 核核 人：人： 批批 准准 人：人： 年年 月月 日日2 XX 厂角厂角接接头接接头检测工艺检测工艺规程规程 1 1 主题内容和适用范围主题内容和适用范围 1.11.1 本规程规定了超声波检测人员的资格、 所采用的仪器探头和试块、 检测工艺和角接接头的质量评定等。 1.2 1.2 本规程规定了采用相控阵超声波成像技术检测焊接接头。 1.1.3 3 本规程依据EN1

3、714和EN1712的要求编写， 适用于板厚大于等于8的角接接头的检测。也适用于合同要求按EN1714和EN1712检测的对接接头。 检测等级为EN1714标准中的B级，质量验收等级为 EN1712 中的 2 级。 1.1.4 4 超声检测工艺卡是本规程的补充，必要时由级及以人员编制，其参数规定的更具体。详见附件。 2 2 规范性引用文件规范性引用文件 EN 473 无损探伤人员的资格和认定总则 prEN 583-1 无损探伤超声波检验第 1 部分：总则 prEN 583-2 无损探伤超声波检验第 2 部分：敏感性和范围设定 EN 1712 焊缝无损检测焊接接头的超声波检测验收等级 EN 17

4、14 焊缝无损检测焊接接头的超声波检测 GB 11533 标准对数视力表 JB/T 4730 承压设备无损检测 3 3 检测人员检测人员 3.13.1 从事超声波检测的人员必须经过培训， 按 EN473 或国内有关部门规定的无损检测人员考核规则的要求，经理论和实际考试合格，取得相应等级资格证书的人员担任。检测由级及以上人员进行，级人员仅作检测的辅助工作。 3.23.2 超声检测人员每年检查一次身体，校正视力不得低于 5.0（小数记录值为 1.0） ，测试方法应符合 GB11533 的规定，并一年检查一次。 4 4 超声设备、探头和试块超声设备、探头和试块 本规程采用以色列生产的 ISONIC-

5、2009UPA 型手动便携式相控阵超声波检测系统。 4.14.1 超声设备 4.1.14.1.1 超声系统 3 该系统具有 64 个检测通道。 仪器的垂直线性误差小于等于满幅度的 5%， 水平线性误差小于等于满刻度的 1%。闸门的位置、宽度及电平任意可调。 4.1.24.1.2 记录系统 （1）应采用编码器记录扫查的位置，并配置校正系统。校正方法是使探头移动一段距离时检测设备所显示的位移与实际位移进行比较，其误差应小于 1。记录系统应清楚地指示出缺欠相对于扫查起始点的位置。 （2）扫查记录采用 A-扫描、B-扫描及 C-扫描显示，也具有 TOFD 显示功能。检测结果以三维的形式显示在扫查记录上

6、。 （3）采用 TOFD 技术时，记录系统应能作 256 级灰度显示并且能够记录全射频 R-F 波型。 4 4.2.2 探头 本规程采用相控阵探头检测焊接接头（即角接接头和对接接头） 。如需要检测对接接头也可增加 TOFD 技术检测，采用两个 TOFD 探头。 4.2.14.2.1 相控阵探头参数 （1）采用一个 5MHz、32 晶片的线形相控阵探头。使用扇形扫描方式进行检测。扇形角度范围为 3580。 （2）相控阵探头的型号为 104379W36。即楔块角度为 36，楔块的声速为 2337m/s。其他参数见图 1 所示。 图图 1 1 相控阵探头参数相控阵探头参数 4 4.4.2.22.2

7、相控阵探头曲率 相控阵探头楔块表面形状应与被检工件表面曲率相匹配。 4.34.3 试块 本规程采用的试块为校准试块和参考试块。 4.3.14.3.1 校准试块 校准试块采用 JB/T 4730-2005 中的 CSK-A 试块，用于相控阵超声波检测系统采用扇形扫查时角度增益修正补偿，及扫描范围的校正和探头基本参数的测定。 4.3.2 4.3.2 参考试块 参考试块用于制作距离-波幅曲线。参考试块的形状和尺寸见图 2 所示。本规程试块的长度定为 300 。 （注：L试块长度，由使用的声程确定。尺寸的误差不大于0.05 。 ） 图图 2 2 参参考试块形状及尺寸考试块形状及尺寸 5 5 检测前的准

8、备检测前的准备 5 5.1.1 检测面 5 5.1.1.1.1 检测区域的宽度应是焊缝本身，再加上焊缝两侧各 10 的范围，见图 3 所示。对于角焊缝仅为焊缝本身宽度再加上焊缝一侧 10 的范围即可。 5 图图 3 3 检测区域图检测区域图 5 5.1.2.1.2 探头移动区应清除飞溅、锈蚀、油污及其他外部杂质，检测表面应修磨平整光滑，其表面粗糙度不应超过 6.3 m。焊缝及检测面经外观检查合格方可进行检测。 5 5.1.3.1.3 相控阵探头移动区根据被检工件的厚度及采用的检测角度确定。 本规程规定的探头移动区域为焊缝两侧各 50 的范围。对于角焊缝仅为焊缝一侧 50 的范围。见图 4 所示

9、。 图图 4 4 探头移动区宽度探头移动区宽度 5 5.2.2 焊缝标识 每条焊缝应有编号标记。起始标记用“O”表示，扫查方向标记用箭头表示，所有标记应对扫查无影响。 5 5.3.3 参考线 参考线用于指引相控阵探头按规定方向行走。在检测之前，应在被检工件表面平行于焊缝方向画参考线，参考线在检测区一侧距焊缝边缘的距离根据具体检测情况而定。 在参考线与焊缝边缘之间， 沿参考线平齐放置一个宽 12 、 厚 3 的长条状橡胶条 （或其他装置） ，使相控阵探头沿其平行移动，以保证相控阵探头移动轨迹的稳定性。 注：橡胶条的长度根据检测现场情况而定。 5 5. .4 4 耦合剂 6 5 5. .4 4.1

10、.1 耦合剂应具有良好的透声性和适宜的流动性， 不应对人体和材料有损伤， 同时便于检测后清理。典型的耦合剂为浆糊、洗涤剂、机油和水。 5 5. .4 4.2.2 在试块上调节仪器和在现场检测被检工件时，应采用相同的耦合剂。 5.55.5 检测系统的调试 5.5.15.5.1 距离波幅曲线的制作 采用相控阵超声波方法制作距离波幅曲线，在参考试块上制作，具体制作方法： （1）按照操作手册进行基本参数设置。注意必须把显示延迟设置为 ON（激活状态） 。显示延迟就是常说的“零偏”设置。仪器自动校准零偏。钢中横波声速设为 3250m/s。 （2）关闭厚度校正，聚焦距离设置为近场区外。根据检测具体情况设置

11、，一般设置为150 。 （3）设置制作距离-波幅曲线的探头角度。该探头角度可以按常规超声波选择探头的角度方法进行，也可选择扇形扫查角度范围内的中间某个角度。本规程选择的角度为 55。注意根据此角度，在 CSK-A 试块上测量出前沿的距离，以便划参考线。 （4）距离波幅曲线制作：将相控阵探头放在参考试块上，调节“增益” ，使第一个反射体的最大波高达到满屏高度的 80%（误差为5%） ，该波高为基准波高；然后保持灵敏度不变，依次探测其他反射体，找到最大反射波高；将不同的声程及其对应的最大波高连接起来，即可成为距离波幅曲线（即 DAC 曲线） 。该曲线的灵敏度为基准线灵敏度。 注：1）详细的距离-波

12、幅曲线制作方法见操作手册。 2） 制作距离-波幅曲线的点数选择不得少于 3 点。 至少做到二次波声程对应的厚度，以满足检测的需要。 3）参考试块上反射体的位置分别在 1/4T、1/2 T 的位置。制作距离-波幅曲线时选择反射体按照由浅入深的顺序进行，即 1/4T、1/2T、3/4T、5/4T、3/2T、7/4T 及 9/4T 等。 5.5.25.5.2 角度增益修正及设置扇形扫查角度范围。 （1）采用制作距离-波幅曲线的角度，将探头放在 CSK-A 试块上，找到 R100 的圆弧面上的最大反射波，将其调整到满幅度的 80%，然后从 35依次修正到 80。本规程采用的 ISONIC-2009UP

13、A 设备扇形扫查角度范围为 3580，最小角度为 35，最大角度为80。 （2） 根据具体的检测对象选择采用的扇形扫查角度范围， 本规程规定的扇形扫查角度范围为 3580。 扇形扫查角度范围确定原则： 7 1）根据被检测对象的厚度； 2）不仅要考虑焊缝本身，还要考虑两侧的热影响区； 3）要兼顾好一次波和二次波各自的检测范围； 4）采用的扇形角度范围并不是越大越好，只要能覆盖整个检测区域即可。 5）根据上述几条的原则，再通过理论计算并可得出扇形角度范围。 6）扇形扫查角度范围确定后，闸门的范围设置略大于最大声程对应的值即可。 5.5.35.5.3 编码器的设置 检测前最好在被检工件上设置编码器。

14、编码器的设置详见操作手册。 5.5.45.5.4 耦合补偿 根据工件表面状态，一般补偿 35dB。 6 6 现场检测现场检测 6.16.1 表面条件 被检工件的表面条件满足 5.1 的要求。 6 6.2.2 焊缝标识 焊缝标识满足 5.2 的要求。 6 6.3.3 参考线 参考线满足 5.3 的要求。 6.46.4 耦合剂 耦合剂满足 5.4 的要求。 6.56.5 检测等级 检测等级按 EN1714 标准中 B 级执行。 6.6.6 6 灵敏度（见表 1） 6.6.16.6.1 基准线灵敏度 基准线灵敏度为 DAC 曲线灵敏度（即 DAC） 。 6.6.6 6. .2 2 扫查灵敏度 扫查灵

15、敏度不低于基准线灵敏度。 6.6.6 6. .3 3 评定线灵敏度 评定线灵敏度为 DAC 曲线灵敏度10dB（即 DAC10dB） 。 6.6.46.6.4 记录线灵敏度 记录线灵敏度为 DAC 曲线灵敏度6dB（即 DAC6dB） 。 8 表表 1 1 灵敏度灵敏度 扫查灵敏度 基准线灵敏度 （DAC） 记录线灵敏度 评定线灵敏度 340 340 3406dB 34010dB 6.76.7 扫查方式 采用线形扫查方式。线形扫查就是相控阵探头距焊缝边缘一定距离沿焊缝方向做平行于焊缝的直线运动，见图 5 所示。检测角接接头时，仅在焊缝一侧单面进行扫查；检测对接接头时，要在焊缝两侧进行扫查。 图

16、图 5 5 线形扫查方式线形扫查方式 6.86.8 扫查速度 采用手动扫查，扫查速度要小于 100 /s。 6.96.9 系统的复核 6.9.16.9.1 检测过程中系统的复核 遇到下列情况应对系统进行复核： （1）校准后的探头、耦合剂及仪器旋钮发生改变时； （2）检测人员怀疑扫描量程或扫查灵敏度有变化时； （3）连续工作 4 小时以上时； （4）检测工作结束。 6.6.9 9.2.2 检测结束前系统的复核 （1）每次检测结束前，应对扫描范围进行复核。扫描范围偏差复核见表 2。 表表 2 2 范围偏差范围偏差 范围偏差2% 按设定值进行检测，不需要纠正。 范围偏差2% 应重新校准设置，并对上次检测的焊缝重新检测。 （2）每次检测结束前，应对扫查灵敏度进行复核。一般对距离波幅曲线的复核不少于 3点。扫查灵敏度偏差复核见表 3。 6.9.36.9.