三、对接接头的超声检测 1 范围 厚度 8~400mm，检测面曲率半径大于等于 250mm对于 6~8mm，JB/T 4730.3-2005 附录 G 规定了试块和检测方法 2 超声检测技术等级 2.1 超声检测技术等级选择 超声检测技术等级分为 A、B、C 三个检测级别超声检测技术等级选择应符合制造、安装、在用等有关规范、标准及设计图样规定 确定检测技术等级一般是承压设备设计单位或设计人员根据该设备的使用情况（介质、温度、压力等）及在装置中的重要程度确定承压设备焊接接头的制造、安装时的超声检测，一般应采用 B 级超声检测技术等级进行检测对重要设备的焊接接头，可采用 C 级超声检测技术等级进行检测 2.2 不同检测技术等级的要求，见表 1 表 1 检测技术等级适用范围综合 检测技术 等级 厚度范围 斜探头 数量 检测方法 检测面（侧）横向检 测备注 A ≥8~46 1 直射波法和一次反 射波法 单面单侧 - ≥8~46 1 直射波法和一次反 射波法 单面双侧 要 ＞46~120 1 直射波法 双面双侧 要条件限制，也可双面单侧 或单面双侧用2种K值探 头 B ≥8~400 ＞120~400 2 直射波法 双面双侧 要2种探头的折射角相差≥ 10° ≥8~46 2 直射波法和一次反 射波法 单面双侧 要2种探头折射角相差≥10 °，其中一个折射角为45 °，焊缝磨平 C ≥8~400 ＞46~400 2 直射波法 双面双侧 要2种探头的折射角相差≥ 10°。
对于单侧坡口角度 小于5°的焊缝， 增加有效 检测方法，焊缝磨平 3 焊接接头超声检测用试块 3.1 试块制作应符合 3.5 的规定 （3.5 试块 3.5.1 标准试块 3.5.1.1 标准试块是指本部分规定的用于仪器探头系统性能校准和检测校准的试块，本部分采用的标准试块有： a) 钢板用标准试块：CBI、CBII； b) 锻件用标准试块：CSI、CSII、CSIII； c) 焊接接头用标准试块： CSK-IA 、 CSK-IIA、 CSK-IIIA、 CSK-IVA 3.5.1.2 标准试块应采用与被检工件声学性能相同或近似的材料制成，该材料用直探头检测时，不得有大于或等于φ2mm 平底孔当量直径的缺陷 3.5.1.3 标准试块尺寸精度应符合本部分的要求，并应经计量部门检定合格 3.5.1.4 标准试块的其他制造要求应符合 JB/T 10063 和 JB/T 7913 的规定 3.5.2 对比试块 3.5.2.1 对比试块是指用于检测校准的试块 3.5.2.2 对比试块的外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应 如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应由其最大厚度来确定。
3.5.2.3 对比试块反射体的形状、尺寸和数量应符合本部分的规定 ） 试块种类的划分仅限于本标准， 其实用于检测灵敏度校准的试块都应是对比试块，如 CBI、CBII、CSI、CSII、CSIII、CSK-IIA、CSK-IIIA、CSK-IVA 3.2 采用的标准试块为 CSK-IA、CSK-IIA、CSK-IIIA 和 CSK-IVA CSK-IIA 是一个不确定试块，应用是有一定困难的CSK- IVA 的人工反射体（横孔）直径随适用厚度不同是变化的 3.3 试块厚度的适用范围 a) CSK-IA、CSK-IIA 和 CSK-IIIA 试块适用壁厚范围为 6mm～120mm 的焊接接头； b) CSK-IA 和 CSK-IVA 系列试块适用壁厚范围大于 120mm 至 400mm 的焊接接头 4 检测方法和检测条件选择 4.1 检测面及检测面的准备 检测面包括检测区和探头移动区 检测区的宽度应是焊缝本身，再加上焊缝两侧各相于母材厚度 30%的一段区域，这个区域最小为 5mm,最大为 10mm，如下图所示 （标准图 18 标注有误） 图 2 检测区和探头移动区 探头的移动区与检测技术等级和母材的厚度有关： 对于 A、B 级（焊缝余高未磨平） ，检测区和探头移动区如上图所示，对于C 级检测，探头移动区还应包括检测区。
这是因为余高磨平，应移动探头（入射点）到另一侧熔合线附近 采用一次反射法检测时，探头移动区应大于或等于 1.25P： KTP2=或 βtan2TP =采用直射法检测时，探头移动区应大于或等于 0.75P 检测面表面状况好坏，直接影响检测结果一般检测要求探头的移动区表面粗糙度Ra不大于 6.3μm因此，应清除检测面的表面的飞溅物、氧化皮、凹坑、锈蚀、油垢及其他杂质一般使用砂轮机、锉刀、喷沙机、钢丝刷和砂纸等对检测面进行修整对于去除余高的焊缝，应将余高打磨到与邻近母材平齐保留余高的焊缝，如果焊缝表面有咬边、较大的隆起与凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免影响检测结果的评定 （新标准：检测面与探头楔块底面或保护膜间的间隙不应大于 0.5mm，其表面粗糙度Ra值应小于或等于 25μm） 4.2 耦合剂的选择 耦合的好坏决定着超声能量传入工作的声强透射率高低在焊缝检测中，常用的耦合剂材料有：水、甘油、机油、变压器油、化学浆糊和润滑脂等 （1） 在焊缝自动检测系统中常常采用水作用耦合剂，这是因为水的流动性好，传输方便，价格便宜，但是水容易流失，也容易使焊缝生锈，有时不能完全润湿工件 使用时可加入润湿剂和防腐剂等。
耦合不稳定， 漏检的可能性非常大，不宜使用如果是水层耦合效果要好些TOFD 检测时，直通波很难看 （2） 在较小工作量的情况下，焊缝检测可采用甘油作耦合剂其优点是声阻坑大，耦合效果好，缺点是易吸取空气中的水分，容易对工作形成腐蚀坑、价格较贵但有较好的水洗性，耦合稳定，在国内许多制造厂家使用 （3） 机油和变压器油的附着力、黏度、润湿性都较适当，也无腐性、价格又不贵，因此是最常用的耦合剂不好清洗 （4） 化学浆糊的耦合效果与机油和变压器油差别不大，而且具有较好的水洗性， 价格便宜， 但对工件有一定腐蚀， 也是一种常用的耦合剂 常用的耦合剂 （5） 对于一些重要设备，如加氢反应器的内壁不锈钢堆焊层检测，不锈钢复合板或镍-钢复合板在复合板侧的超声检测，要注意耦合剂中硫或卤素（氯和氟）的含量 在新标准中规定： （4.2.4 耦合剂 4.2.4.1 耦合剂透声性应较好， 且不损伤检测表面的耦合剂， 如机油、 化学浆糊、甘油和水等 4.2.4.2 耦合剂污染物含量的控制 4.2.4.2.1 镍基合金上使用的耦合剂含硫量不应大于 250mg/L 4.2.4.2.2 奥氏体不锈钢或钛材上使用的耦合剂卤素（氯和氟）的总含量不应大于 250mg/L。
） 4.3. 探头频率和 K 值（角度）的选择 4.3.1 探头频率 承压设备焊缝一般晶粒较细，且超声波各向同性因此，检测波形一般为横波，频率为 2~5MHZ对于母材厚度较大或材质衰减较明显的焊缝，可考虑较低的频率可以参考下表（新标准） 表 26 推荐采用的直探头标称频率 工件厚度 t/mm 标称频率 MHz 6~40 4~5 ＞40 2~5 4.3.2 探头 K 值 由于焊缝余高的存在和斜探头前沿的影响，一次波只能检测到焊缝中下部当焊缝宽度较大，若斜探头的 K 值（角度）选择较小，则一次波可能无法检测到焊缝中下部 因此，斜探头的 K 值（角度）选取应考虑以下三个方面： ① 斜探头的声束移动应能扫查到整个检测区截面； ② 斜探头的声束中心线应尽量与该焊缝可能出现的危害性缺陷垂直； ③ 尽量使用一次波判别缺陷，减少误判并保证有足够的检测灵敏度 如图 3 所示为使用一、二次波单面检测双面焊焊缝时声束覆盖情况 图 3 使用一、二次波单面检测双面焊焊缝 由图 3 可以看出： d1=（a+l0）/K d2=b/K 其中一次波只能检测到d1以下的部分（受上部余高的限制） ，二次波只能检测到d2以上的部分（受下部余高的限制） 。
为保证能检测到整个检测区截面，必须满足d1+d2≤T，从而得到： 式中：a－上焊缝宽度的一半，mm; b－下焊缝宽度的一半，mm; l0－探头的前沿长度，mm; T－焊缝母材厚度，mm; K－斜探头 K 值 注：以上公式只有当l0≥焊缝的热影响区（5～10mm）时适用当l0≤焊缝的热影响区（5～10mm）时，公式中l0应直接代入焊缝热影响区的数值 或者要求探头一次波探测到底面焊缝宽度，可直接导出： TbalK/)(0++≥ 考虑热影响区时，要求探头一次波探测到底面焊缝宽度+10mm（热影响区宽度） TbalK/)10(0+++≥ 一般斜探头 K 值（角度）可根据焊缝母材的板厚来选取板厚较薄的采用较大 K 值的探头，以避免近场区检测，搞高定位、定量精度板厚较厚的采用小 K 值，以便缩短声程、减小衰减、提高检测灵敏度，还可减小探头移动区、减小打磨宽度JB/T 4730.3-2005 中规定关于斜探头的 K 值（角度）选取可参照表 1 条件允许时，应尽量采用较大 K 值探头主要一是一次波（直射波）覆盖厚度范围大，二是声束与坡口面缺陷夹角大，回波相对要高 表 1 JB/T 4730.3-2005 标准推荐采用的斜探头 K 值（角度） 斜探头 K 值（角度）因焊缝及母材的声速、温度的变化而变化，另外使用中的磨损也会改变 K 值（角度） ，因此，检测前必须在试块上实测 K 值（角度） ，并在检测中经常校准。
实际检测中，可以使用 CSK－IA 和 CSK IIIA 等试块来测定探头的 K 值 4.4 探头晶片尺寸的选择 对于大板厚的焊缝检测，由于穿透力的需要，此时需要大晶片探头另外若探头的移动区很平整，使用大晶片探头进行检测也能达到良好耦合，在这种情况下，为了提高检测速度和效率，也可使用晶片尺寸较大的探头如果板厚较薄且检测面曲率较大，为了较好的耦合，一般应选择晶片尺寸较小的探头 国内常用斜探头规格： 2~5MHz 的横波斜探头： 频率 晶片尺寸 折射角 2/2.5 13×13 18×18 20×22 φ14 φ20 45°/60°/70°/K1/K1.5/K2 10×10 13×13 18×18 45°/60° /K1/K1.5/K2/K2.5/K3 4/5 8×8 6×6 φ12 φ14 φ20 45°/60°/70° K1/K1.5/K2/K2.5/K3 4.5 焊缝两侧母材的检测 当焊缝的边缘母材内部存在分层或夹层缺陷时，它会影响声束传播路径，从而使焊缝区域内的缺陷难以发现或造成错误的判定，如图 4 所示 a)母材内部存在分层可能造成漏检 b)母材内部存在分层可能造成误判 图 4 母材缺陷的影响 因此对于 C 级检测，斜探头扫查声束通过的母材区域，应先用直探头检测，以便检是否有影响斜探头检测结果的分层或其他种类缺陷存在。
该项检测仅作记录，不属于对母材的验收检测母材检测的要点如下： （1）检测方法 接触式脉冲反射法，采用频率 2～5MHZ 的直探头，晶片直径 10～25mm； （2）检测灵敏度 将无缺陷处第二次底波调节为荧光屏满刻度的 100%； （3）记录要求 凡缺陷信号幅度超过荧光屏满刻度 20%的部位，应在工件表面作出标记，并予以记录 其实对于 C 级检测时，需要对斜探头扫查声束通过的母材区域当在判断缺陷时也有必要进行母材检测 5 超声检测仪时基线的调节 超声检测仪时基线的调节 通常时基线的调节有三方式，即声程法、水平法和深度法在用斜探头检测焊缝时， 最常用的是后两种 当板厚小于 20mm 时， 常用水平法； 当板厚大于 20mm时，常用深度法声程法多于直探头对于数字式超声检测仪，调节好任意一个参数，其他两个参数也就调节好了 1.声程法 1.声程法 声程法能使示波屏水平刻度值直接显示反射体实际声程焊缝检测中常用CSK－II。