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1、ASME 2010 第 V 卷无损检测 新内容美国机械工程师学会 （ASME ）于 2010年 7月 1日发布的最新版 ASME 第 V 卷无损 检测，增添的新内容大多是围绕焊缝超声检测（UT ）展开的，可见 UT 方法中隐含着大量鲜活的科技新信息新技能， 无一不与当今高速发展的计算机技术息息相关。 充分熟悉新版新 内容， 熟练掌握新技能新要求， 为承压设备制造质量提供安全可靠和高效的检测数据， 是当 今无损检测人员与时俱进，接受时代挑战的重要使命。以下先介绍新版 ASME 有关承压设 备无损检测的一般新内容，而后重点介绍有关超声检测新技术的新规定新要求。1 一般要求（第一章）检测结果评定（
2、T-180）指出： ASME 第 V 卷中各种无损检测方法所提供的验收标准，应符合相关卷的要求， 并优先采用相关卷的规定。2 焊缝超声检测（第四章）2.1 概述 （ T-420） 指出：本章“焊缝超声检测方法”要求应与第 V 卷第一章“一般要求”并驾齐驱，这 是指以下四方面的内容：（ 1）粗晶焊缝 UT 的特殊要求，按 T-451 。（2 ）计算机成像技术（简称 CITs）的特殊要求，按 T-452。（3） TOFD （超声衍射时差）技术，按本章强制性附录川。（4） 相控阵手工光栅式扫查技术，按本章强制性附录W。2.2 试块曲率 （ ）有三点要求：（1 ）工件直径D 500mm时，可用平面状基
3、本校验试块。（2） 工件直径D 100mm时，试块弧长最小应 为200mm或3T (取两者中较大值)。(c) 槽深最小应为8 %T，最大11%T。有堆焊层时，试块堆焊层侧的槽深，应加上堆焊 层厚度(即槽深最小为 8%T+ CT，最大为11%T+ CT )(d) 槽宽最大值并不很严。线槽可用电火花加工，或Rw 3mm的端铳削。(e) 槽长应足以为校验提供 3:1的信噪比。图2管子UT基本校验试块2.3 粗晶焊缝(T-451 )碳钢和咼合金钢、咼镍合金之间概述中提到的粗晶焊缝是指高合金钢和高镍合金焊缝， 的异种金属焊缝， 其超声检测通常要比铁素体钢焊缝难度大。 超声检测的难度是由粗晶结构 和各向异
4、性结构引起的； 这样的结构特征会使超声波在各晶界面上的反射、 折射和衰减， 明 显不同， 也会使晶粒内的声速发生变化。 对粗晶焊缝， 通常用 纵波斜声束 进行 UT 。探测前， 要制作焊接试板， 在焊缝金属中设置参考反射体， 用单晶或双晶纵波斜探头进行验证演示操 作。2.4 计算机成像技术 （ T-452）指出：计算机成像技术（ CITs ）的主要贡献，在于用于 缺陷表征分析评价 时的有效性。 但 CITs 也可用于进行探伤所需要的基本扫查动作。用计算机处理的数据分析和显示技术， 可与自动或半自动扫查机构联用 ，以获得缺陷的两维和三维图像， 从而强化重要工件或结构 件的检测能力。计算机处理可用
5、于定量评价用超声波或其它无损检测方法检出的缺陷类型、 尺寸、形状、位置和方向。有关可使用的一些计算机成像技术（包括 合成孔聚焦法 即 SAFT 法、线合成孔聚焦法即 L-SAFT 法、宽带全息照相法、相控阵法、 TOFD 法、自 动取样成像法） ，可参阅相关非强制性附录 E。2.5 焊缝距离波幅法 （ T-472）有关卷规定用距离波幅法检测和评价焊缝时， 应使用 1 个斜探头在焊缝轴线的平行方向 和横切方向对焊接接头进行扫查（至少 4 向扫查）。斜探头探伤前，先用直探头在焊缝两侧 对斜声束要通过的母材区域， 进行检测， 以发现有可能妨碍斜探头声束检测焊缝缺陷。 非强 制性附录 I 提供了用多种
6、角度的斜探头探伤法。2.6 文档资料 （ T-490 ）拒收缺陷（ T-491.1 ） 对拒收缺陷应做出记录。记录内容至少应包括：缺陷性质（即指明是裂纹、未熔合、夹 渣等）、位置和范围（指长度） 。非强制性附录 D 和 K 给出了斜探头和直探头探伤的一般记 录的示例。指明也可采用其它方法。3 TOFD技术（强制性附录川）3.1 TOFD 对比试块TOFD 检测灵敏度调整用的对比试块见 图 3 和图 4。图 3 是厚度不分区检测用的对比试块，至少设置2个横孔，横孔深度位置分别为 T/4和3T/4。图4是厚度一分为二、 作二分区 检测用的对比试块，每一分区，在分区厚度 1/4 和 3/4 处，均分
7、别设置横孔。对对比试块， 只规定试块厚度范围和横孔深度位置， 未规定试块长宽和孔位两维具体尺寸， 但指出： 试块 长宽尺寸和横孔位置，要适合于所用探头声束角度的灵敏度调整。壁厚/mm孔径/mm 25 503 50 1005 1006图3厚度不分区TOFD对比试块图4厚度二分区TOFD对比试块3.2 缺陷定量和评定有缺陷测高要求时，仪器和系统按有关规定（川-463）校验后，将TOFD探头对放在校验试块上，根据试块底面反射信号图像位置判读的深度偏差，应不大于实际厚度土1mm。用深度分区的 TOFD检测，若试块底面反射信号图像不显示，或难以分辨时，也可使用试 块中的横孔或其它已知深度的参考反射体，根
8、据其信号图像位置，判读深度偏差。有关缺陷定量和评定的附加信息，详见非强制性附录L和N。注意，只有当所有显示参数调整（即对比度、亮度、直通波和底波移除、SAFT处理等） 完成后，才能进行最终评定。3.3 TOFD检测一般要求（非强制性附录0）2010版增补了一份很重要的非强制性附录0 有关T0FD法的一般检测要求，详述了 T0FD法的探头参数（频率、晶片尺寸、角度）的选定，给出了薄板、中厚板、厚板 T0FD检测中探头对的探测布置和声束示踪图 （4张图），交代了厚度分区扫查的通道设定 数和声束交叉位置等要素要领要点。这些内容与非强制性附录N所提供的32张有关T0FD显示图的评定，一起构成承压设备T
9、0FD焊缝检测的最大亮点一一最关键的技术。所有T0FD检测人员，必须习之而谙熟于心，驭之而得心应手。（1 ）探头参数用T0FD法检测铁素体焊缝时，不同厚度范围适用的T0FD探头参数见表1和表2。（2 ）探测布置当厚度达到75mm以上时，单一探头的声束扩散不大可能产生足够的声强来很好检测整个被检区域。因此，被检厚度应分成若干层区，进行分层检测。厚度分区数与声束交叉位置的一般设定导则见 表3;厚度分区的T0FD探测布置和声束示踪图例见 图5图8。表1厚度不分区检测时T0FD探头参数的选定（tv 75mm)厚度t/mm标称频率/MHz晶片尺寸/mm声束角度v 1310 153660 7013 v 3
10、8510365070 38 v 752561345。65表2厚度分区检测时 TOFD探头参数的选定（t 75mm- 300mm ）厚度t/mm标称频率/MHz晶片尺寸/mm声束角度v 385153650 7038 300156 12.54560 表3对接焊缝TOFD检测厚度分区设定导则（t 300mm ）厚度t/mm厚度分区数*深度范围声束交叉位置（近似值）v 5010 t(2/3) t0 t/2(2/3) t50 1002t/2 t(5/6) t0 t/3(2/9) t100 V 2003t/3 2t/3(5/9) t2t/3 t(8/9) t0 t/4(1/12) tt/4 t/2(5/1
11、2) t200 3004t/2 3t/4(8/12) t3t/4 t(11/12) t*厚度分区不一定等高图5厚度不分区TOFD探测布置图6厚度二分区TOFD探测布置（厚度分区等高）探头4探头3探头2探头1探头1探头2探头3探头4图7厚度三分区TOFD探测布置（厚度分区不等高，强调 2次偏置扫查）探头4 探头3 探头2 探头1探头1探头2探头3探头4图8厚度四分区TOFD探测布置（厚度分区等高）4相控阵线扫查检测技术（强制性附录 V）4.1 适用范围叙述用线阵列探头进行相控阵E （电子）扫描（固定角度）和 S （扇形）扫描编码线扫查检测的要求。三个术语的意义：（1）E扫法（见图9）又称电子光栅
12、扫描法。将单一聚焦法则通过多路传输，递加于一组组主动阵元，让压电转换产生的角度恒定的超声波束，沿着相控阵探头长度方向， 以给定的增量进行快速扫查。（2）S扫法（见图10）又称扇形扫查法或方位角扫查法。S扫法，可指声束移动，也可指数据显示：a. 声束移动是指将一组聚焦法则，施加于同一组阵元，通过压电转换，使其在被检材 料中产生一系列给定角度范围的扇形声束。b. 数据显示是指由特定阵元组产生的所有A扫描的两维视图，这些A扫描的时间延迟和声束折射角均经校准。扫查体积已校准的S扫图像一般显示扇形图像，图像中缺陷形位可测。（3）线扫法所谓线扫查（也称为行扫查），是指探头以固定的焊缝-探头距离、平行于焊缝
13、轴线的单 道扫查。卜电子束线扫描图9相控阵E扫法（激励晶片的电子束直线移动，试件和探头均不移动）y图10相控阵S扫法（上为扇形声束扫查横孔，下为扇形扫描图像显示）4.2 通用要求和特定要求（1）相控阵E扫和S扫检测的通用要求按第四章“焊缝超声检测方法”正文，特定要求按本附录V。（2）相控阵UT工艺规程分通用要求和特定要求，两者须同时满足。通用要求（20项）见表4,特定要求（12项）见表5。表4 ASME规定的UT工艺必须量化的通用性要求变素分类序号必须量化的UT通用工艺参数1受检焊缝几何形状，包括厚度尺寸，母材产品形式（管、板等）2进行检测的表面3检测方法（直射波、斜射波、接触法或液浸法）重4声波在材料中的传播角度和波型5探头型式、频率和晶片尺寸、形状要6特殊探头、楔块、衬垫或鞍座7超声仪变8校验（校验试块和方法）9扫查方向和范围素10扫查方式（手工或自动）11几何信号与缺陷信号
