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1、船舶钢焊缝超声波检测工艺和质量分级,Ship steel weld ultrasonic testing technology and quality classification,CB/T 3559-2011代替CB/T 3559-1994,1.范围,本标准适用于木材厚度8-150mm的铁素体钢全熔透焊缝A型脉冲反射式手工接触的超声波检测。对于母材厚度为6-8mm的薄板，可参照本标准进行检测。本标准不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝、外径小于250mm和内外径之比小于0.7的筒体纵向焊缝、外径小于200mm的筒体周向焊缝、各种尺寸曲面相贯焊缝,2 规范性引用文件3 术语和定义4 人员要求,5 设
2、备和器材要求,5.1 探伤仪 5.1.1 用于检测的超声波探伤仪应按企业质量管理体系文件的要求进行校验，校验记录应予以存档 5.1.2 工作频率范围一般为0.5-10MHz 5.1.3 水平线性误差应不大于1%，垂直线性误差不大于5%，动态范围不小于26dB.,5 设备和器材要求,5.2 探头 5.2.1 探头的有效晶片面积不应大于500m，且任意边长不大于25 5.2.2 探头频率一般在2-5MHz之间选择，探头实测频率与标称值误差不大于10% 5.3 探伤仪、探头系统性能和检查周期 5.3.1 探伤仪和探头的系统性能应按照JB/T 9214的规定进行测试 5.3.2 直探头的分辨力应不小于
3、26dB,斜探头的分辨力应不小于6dB 5.3.4 探伤仪的水平线性和垂直线性，在设备首次使用、维修及至少每3个月检查一次 5.3.5 斜探头及系统性能，按下表规定进行检查,6 试块和耦合剂,6.1 标准试块可选用IIW试块、CSK-1A试块或其他类型的标准试块 6.2 对比试块分为CTRB-1、CTRB-2、CTRB-3三种形式，适用板厚、形状尺寸见下页,CSK-1A,CSK-1A,CTRB-1 试块适用板厚：8-25,CTRB-2 试块适用板厚：8-100,CTRB-3 试块 适用板厚：8-150,7 检测技术等级,7.1 分级 检测技术等级分为A、B、C三级。检测的完善程度和检测工作的难
4、度按A、B、C顺序递增。检测技术等级应按工件的材质、结构、焊接方法和承受载荷的不同进行选用。无特殊要求时，技术等级按B级执行。,7 检测技术等级,7.2 不同检测技术等级的要求 7.2.1 A级检测，以一种角度的探头，采用直射法和一次反射法在焊缝的单面单侧进行。一般不要求进行横向的缺陷检测。当母材厚度大于50mm时，不应采用A级检测 7.2.2 B级检测，原则上以一种角度探头，采用直射法和一次反射饭在焊缝的单面双侧进行。当母材厚度大于100mm时，采用双面双侧检测。受几何条件限制时，可在焊缝的双面单侧采用两种角度探头进行检测。条件允许应作横向缺陷检测。 7.2.3 C级检测，至少应以两种角度探
5、头，采用直射法和一次反射法在焊缝的单面双侧进行。同时要作两个扫查方向的横向缺陷检测。当母材厚度大于100mm时，采用双侧检测。其它要求如下：a）对接焊缝余高应磨平，以便探头在焊缝上作平行扫查b）焊缝两侧斜探头扫查经过的母材区域应用直探头检查c）母材厚度不小于100mm、窄间隙焊缝母材不小于40mm时，应增加其它检测方法（如串列式扫查、TOFD等）,8 检测工艺文件,8.1 工艺文件应包括通用工艺规程和工艺卡 8.2 通用工艺规程应根据相关法规、验收标准和设计要求，并针对检测机构特点和检测能力进行编制。通用工艺规程的主要内容应包括：适用范围、引用标准和法规、人员资格、设备器材、工艺和方法、检测结
6、果和质量分级、技术资料、编审人员和编制日期等 8.3 检测人员应按照工艺卡执行操作。工艺卡的主要内容应包括:人员资格、工艺卡编号、产品特性标识、设备和器材、工艺参数、技术要求、检测程序、检测部位示意图、编审人员和编制日期等,9 检测前的准备,9.1 检测时机船舶钢焊缝超声波检测时机要求如下：a）一般材料冷却至室温后，可进行检测b）有产生延迟裂纹倾向的材料，应在焊接完成至少24小时后进行检测c）有热处理要求的工件，应在热处理完成之后进行检测,9 检测前的准备,9.2 检测面 9.2.1 超声检测前，焊缝的表面及热影响区应经外观检验合格 9.2.2 检测区的跨度包括焊缝本身和焊缝两侧各相当于母材厚
7、度30%的一个区域，这个区域最小为5mm，最大为10mm 9.2.3 检测面应光洁平滑，所有油污、锈蚀、飞溅、氧化皮、马脚等应清除干净 9.3.4 检测面的粗糙度应不大于6.3m,9.2.5 采用直射法时，探头的移动区域宽度A0.75P，见图1。采用一次反射法检测时，探头移动区域宽度Ad1.25P，见图2。 跨距P按公式或计算；P=2Ttg。P=2TK 。A-探头移动区域宽度的数值，单位为毫米P-跨距的数值，单位为毫米T-母材厚度的数值，单位为毫米-斜探头折射角的数值，单位为度K-斜探头折射角的正切值得数值图1 图2,10 探头频率与斜探头折射角的选择,10.1 探测频率按下表进行选择10.2
8、 探头折射角的选择应能使主声束覆盖整个焊缝检测区，具体要求如下： a）平板对接焊缝探伤折射角的选择,10 探头频率与斜探头折射角的选择,b）条件允许时，T型接头焊缝检测应分别使用直探头和斜探头扫查，斜探头按下表选择,10 探头频率与斜探头折射角的选择,10.3 选择检测面和探头时应考虑到焊缝中产生各类缺陷的可能性，并尽可能是主声束垂直于焊缝中的危害性缺陷。,11 筒体纵向焊缝检测,12.1 检测板厚不大于20mm的母材，采用5MHz的双晶直探头；检测板厚大于20mm的母材，采用2-5MHz的单晶直探头。探头的晶片尺寸为10-20,mm 12.2 调节时基线，至少显示两次底波 12.3 双晶直探
9、头调节检测灵敏度，将无缺陷处的一次底波调到满屏刻度的50%，再提高10dB作为检测灵敏度 12.4 单晶直探头调节灵敏度，将无缺陷处的二次底波调到满屏刻度的100% 12.5 对于缺陷信号幅度超过满屏刻度20%或底波消失的区域，应在工件表面做出标记，并予以记录,12 母材检测,13.1 用标准试块上圆弧面的反射波和其他等效试块的反射波进行时基线调节 13.2 最大检测声程处回波至少调节到示波屏满刻度的3/4以上 13.3 当检测面曲率半径不大于W/4时，探头楔块应磨成与工件面相吻合，在 6.6规定的对比试块上作时基线调整PS：时基线：A 型显示荧光屏中表示时间或距离的水平扫描线。,13 时基线
10、调节,14.1 DAC曲线应以实际检测用的仪器和探头，根据在对比试块上实际的数据绘制而成。（绘制方法略） 14.2 绘制DAC曲线是应不少于3点，且最大深度应满足检测要求 14.3 在检测范围内的DAC曲线不应低于示波屏刻度的20% 14.4和14.5 见下图,14 距离-波幅曲线,14 距离-波幅曲线,1 准备工作 1.1 测定探头参数：入射点、折射角 1.2 设定仪器参数，调整检测范围，调节时基线 2 试块 2.1 采用船舶标准对比试块或其他等效试块 2.2 检测面曲率半径不大于W/4时，采用与工件检测面曲率相同的试块 3制作DAC,DAC曲线的制作,14.6 根据被检焊缝母材厚度不同，D
11、AC曲线确定的灵敏度见下表14.7 检测横向缺陷时，应将各线灵敏度分别提高6dB 14.8 T型接头焊缝直探头检测按附录D的规定,14 距离-波幅曲线,15.1 补偿包括耦合补偿和衰减补偿等 15.2 耦合补偿和衰减补偿统称为传输补偿，传输补偿的测定和修正要求按附录E的方法进行 15.3 当检测面曲率半径不大于W/4时，曲面补偿应采用曲率半径与工件相同的试块，通过对比试验进行实际测量 15.4 工件与试块表面有差异时，应进行补偿，补偿值计入DAC曲线。,15 补偿,附录E：传输补偿的测定 E1 传输补偿测定传输补偿测定的步骤如下： a)仪器调节到双探头模式，选用两只尺寸、频率、折射角相同的斜探
12、头，在相应对比试块上作一收一发，见下图，发射探头置于位置1，接收探头置于位置2，将回波调到示波屏满刻度90%的高度，纪录此时波峰位置； b）保持仪器灵敏度不变，将接收探头置于位置3得到第二个回波波峰位置,15 补偿,附录E：传输补偿的测定 c）将上述两点连接，见下图,15 补偿,附录E：传输补偿的测定 d） 保持仪器灵敏度不变，把探头同时移到被检工件上，调节探头位置，找到底面回波； e） 调节衰减器或增益器，测出工件底面回波波峰与c）所得曲线的分贝差dB，见下图,15 补偿,附录E：传输补偿的测定 E.2 当工件厚度大于对比试块2倍时，则应先在工件上找到1、2次底波位置并连线，然后将探头移到试
13、块上找到底波，调节衰减器或增益器，确定两者分贝差dB.E.3 传输补偿值得处理对于测定的传输补偿，在实际检测时按如下要求操作： a）dB2dB，不需要修正 b）2dBdB12dB，需要修正 c）dB12dB，应分析原因，进行必要的表面处理，知道符合a&b,15 补偿,16.1 为确定缺陷的位置、方向、形状、判别缺陷信号与伪缺陷信号，可采用前后、左右、转角和环绕四种基本扫查方式，见下图16.2 探头移动速度不应大于150mm/s。探头沿焊缝方向每次移动覆盖率应大于晶片尺寸的10%。 16.3 检测纵向缺陷，斜探头应垂直于焊缝中心线放置，作锯齿型扫查，在扫查的同时还应作10-15的摆动,16 扫查
14、方式,16.4 检测横向缺陷，应采用平行扫查和斜平行扫查。斜平行扫查时，探头在焊缝两侧边缘与焊缝中心线成10-20夹角；或将焊缝余高磨平后，探头置于焊缝上，沿焊缝作两个方向的平行扫查 16.5 T型接头横向缺陷的检测，可在面板外侧焊缝区域增加斜探头沿焊缝作两个方向的扫查 16.6 T型接头焊缝直探头扫查的两种方式见下图,16 扫查方式,17.1 检测定位 17.1.1 检测前应确定缺陷定位规则 17.2 初探伤 17.2.2 当检测区灵敏度超过EL线时，应根据探头位置、方向、扫查方式、声程和焊缝情况，判断是否为缺陷回波 17.2.3 在判定为缺陷的部位做出标记 17.2.4 检测区回波不超过E
15、L线，当判定为危害性缺陷应予以评价 17.3 缺陷评价 17.3.1灵敏度调整到EL线 17.3.2 根据最高回波对缺陷进行定位 17.3.3 指示长度按17.4进行测定,17 检测实施,17.4 缺陷指示长度测定 17.4.1 缺陷回波位于I区，且只有一个波幅时，以峰幅降至EL线的绝对灵敏度法测其指示长度；当有多个峰幅时，以端点峰幅将至EL线的绝对灵敏度法测其指示长度 17.4.2 缺陷回波高于I区，且只有一个波幅时，以峰幅降低6dB的相对灵敏度法测其指示长度；当有多个峰幅时，以端点峰幅降低6dB的绝对灵敏度法测其指示长度,17 检测实施,18.1 每次检测开始前，应校验仪器水平线性和检测灵
16、敏度 18.2 在检测过程中，出现下列情况时，应对检测系统进行校验a) 校准后的探头、耦合剂、和仪器的旋钮发生改变b) 检测人员怀疑扫描量程和扫查灵敏度有变化c) 检测系统连续工作4小时以上 18.3 检测结束前应对检测系统进行复核 18.3.1 每次检查结束前，应对时基线进行复核。如果时基线上任意一点的偏移超过时基线读数的 10%，则应重新调整时基线，并对上一次复核以来所有的检测部位进行重新检测 18.3.2 每次检测结束前，对检测灵敏度（DAC曲线）进行复核。对DAC曲线的复核不少于3点。 如果曲线上任何一点的幅度下降2或2dB以上，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行 重新检测；如果曲线上任何一点的幅度上升2或2dB以上，则应对所有的检测记录进行重新 判定 18.4 在对检测系统进行校准、复核和线性测定时，任何影响仪器线性的控制器（如抑制或虑波开关等）应处于关闭状态或最低水平位置,
