无损检测——超声波探伤检测实施细则

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1、无损检测超声波探伤检测实施细则1.1 超声波检测的目的检测压力容器和钢结构焊缝的缺陷，并确定缺陷位置、尺寸、缺陷评 定的一般方法及检测结果的等级评定。1.2 适用范围 本方法适用于压力容器和钢结构焊缝缺陷的超声检测和检测结果的 等级评定。本方法适用于母材厚度为8300mm的铁素体类钢全焊透熔化焊对 接焊缝的超声检测。本方法不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝；外径V 159mm的钢管对 接焊缝；内径200mm的管座角焊缝及外径V250mm和内外径之比V 80%的纵向焊缝检测。1.3 超声波检测依据标准a. JB4730-94 压力容器无损检测b. GB11345-89 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤

2、结果分级1.4 仪器设备A. 探伤仪、探头及系统性能a. 探伤仪采用 A 型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为 15MHz， 仪器至少在荧光屏满刻度的 80%范围内呈线性显示。探伤仪应具有 80dB 以上的连续可调衰减器，步进级每挡不大于2dB,其精度为任意相邻12dB 误差在1dB以内，最大累计误差不超过1dB。水平线性误差不大于1%,垂直线性误差不大于 5%。其余指标应符合国家现行有效规范规定。b. 探头(1) 超声检测常用探头有单直探头、单斜探头、双晶探头、水浸探头、 可变角探头和聚焦探头等。具体划分应符合国家现行有效规范规定。 晶片有效面积一般不应超过500mm2,且任一边长不应

3、大于25mm。(3) 单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2。主声束垂直方向不应 有明显的双峰。c. 超声探伤仪和探头的系统性能在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应 10dB。(2) 仪器和探头的组合频率与公称频率误差不得大于10%。 仪器和直探头组合的始脉冲宽度：对于频率为5MHz的探头，其 占宽不得大于10mm；对于频率为2.5MHz的探头，其占宽不得大于 15mm。(4) 直探头的远场分辨力应大于或等于30dB,斜探头的远场分辨力应 大于或等于 6dB。(5) 仪器和探头的系统性能应按国家现行有效规范规定进行测试。B. 试块a. 试块应采用与被检工件相同或近似声学性能的材料制

4、成。该材料用 直探头检测时，不得有大于*2mm平底孔当量直径的缺陷。b. 校准用反射体可采用长横孔、短横孔、平底孔、线切割槽和 V 型 槽等。校准时探头主声束应与反射面垂直。c. 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的部件进行熔焊 时，试块的厚度应由其平均厚度来确定。d. 试块的制造要求应符合国家现行有效规范规定。e. 检测曲面工件时，如检测面曲率半径R小于等于W2/4时(W为探 头接触面宽度，环缝检测时为探头宽度，纵缝检测时为探头长度)，应 采用与检测面曲率相同的对比试块。反射体的布置可参照对比试块确 定，试块宽度应满足式

5、(4-1)：b2XS/D (4-1)0式中：b试块宽度，mmX波长，mmS声程，mD声源有效直径，mm0f. 采用的标准试块为CSK-IA、CSK-HA、CSK-MA、CSK-W，标准 试块的尺寸和形状见JB4730-94图9。g. 对比试块采用与被检材料相同或声学性能相近的钢材制成。对比试 块的尺寸和形状见GB11345-89的附录B。h. 现场检测时，为检验灵敏度和时基线，也可以采用其它型式的等 效试块。1.5检测准备A. 检测面a. 检测一般采用一种K值探头、利用一次反射法在焊缝的单面双侧 对整个焊-缝接头进行检测。当母材厚度大于 46mm 时，采用双面双侧 的直射波检测。对于要求比较高

6、的焊缝，根据实际需要也可将焊缝余高 磨平，直接在焊缝上进行检测。b. 检测区域的宽度应是焊缝本身，再加上焊缝两侧各相当于母材厚c. 探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其它杂质。检测表面 应平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度Ra应为6.3m, 般 应进行打磨。 采用一次反射法或串列式检测时，探头移动区应不小于1.25P:P=2TK (5-1)或P=2Ttg卩(5-2)式中：P跨距，mm;T母材厚度，mm;K探头K值； 卩探头折射角，（ ）（2） 采用直射法检测时，探头移动区应大于 0.75P。d. 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

7、大的隆起和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。B. 探头1值（角度）a斜探头的IK值（角度）选取可参照表5-1的规定。条件允许时，应 尽量采用较大IK值探头。表5-1推荐应用的斜探头IK值板厚 T, mmK 值8253.02.0（72 60）25 462.51.5 （68 56）46 1202.01.0 （60 45）12 03002.01.0 （60 45）b. 串列式扫查，推荐选用两个IK1 （即公称折射角均为45 ）的探 头，两探头实际折射角相差不应超过 2，探头前沿长度相差应小于 2mm。为便于探测厚焊缝坡口边缘未熔合缺陷，可选用两个不同IK值的 探头，但两

8、个探头IK值均应在0.71.43（即角度在3555 ）范围内。C. 母材的检测斜探头扫查声束通过的母材区域，应先用直探头检测，以便检测 是否有影响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。母材检测的规程要点如下：a. 方法：接触式脉冲反射法，采用频率25MHz的直探头，晶片直 径 1025mm;b. 灵敏度：将无缺陷处第二次底波调节为荧光屏满刻度的 100%；c. 记录：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。1.6距离一波幅（DAC）曲线的绘制A. 距离波幅曲线按所用探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成，该曲线族由评

9、定线（EL）、定量线（SL）和判废线（RL）组成。评 定线与定量线之间（包括评定线）为I区（弱信号评定区），定量线与 判废线之间（包括定量线）为H区（长度评定区），判废线及其以上为 川区（判废区）。如图6-1所示。B. 距离波幅曲线的灵敏度选择a. 压力容器的距离波幅曲线灵敏度及直探头的距离波幅曲线灵 敏度按JB4730-94的规定。b. 钢焊缝的距离波幅曲线灵敏度及直探头的距离波幅曲线灵敏 度按按表GB11345-89的规定。c检测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。d. 检测面曲率半径R小于或等于W2/4时，距离一波幅曲线的绘制应 在曲面对比试块上进行。e. 工件的表面耦合损失和材质衰

10、减应与试块相同，否则应按GB11345-89附录E声能传输损耗差的测定（补充件）的规定进行 传输损失补偿。在一跨距声程内最大传输损失差不超过2dB时可不进行补偿。扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。1.7 检测方法A. 平板对接焊缝的检测a.为检测纵向缺陷，原则上采用一种IK值探头或两种探头在焊缝的 单面双侧进行检测。母材厚度大于46mm时，采用双面双侧检测，如受 几何条件限制，也可在焊缝双面单侧采用两种K值探头进行检测。斜探 头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上，作锯齿型扫查，见图 7-1。探 头前后移动的范围应保证扫查到全部焊缝截面。在保持探头垂直焊缝作 前后移动的同时，还应作10 1

11、5的左右转动。当壁厚大于4 0mm且 单侧坡口角度小于5时，应采用串列式检测。串列式检测方法可参见GB11345-89 附录C （补充件）。图7-1锯齿型扫查b为检测焊缝及热影响区的横向缺陷应进行平行和斜平行扫查。检测 时，可在焊缝两侧边缘使探头与焊缝中心线成1020。作斜平行扫 查，见图7-2。焊缝余高磨平时，可将探头放在焊缝及热影响区上做作 两个方向的平行扫查，见图7-3。焊缝母材超过100mm时，应在焊缝的 两面作平行扫查或者采用两种IK值探头（IK1和K1.5或IK1和IK2并用） 作单面两个方向的平行扫查；必要时可用两个IK1探头作串列式扫查。 对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线成45的

12、扫查图 7-2 斜平行扫查图 7-3 平行扫查c. 为确定缺陷的位置、方向和形状，观察缺陷动态波形和区分缺陷信 号或伪缺陷信号，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查 方式，见图 7-4。B. 曲面工件对接焊缝的检测a. 检测面为曲面时，可尽量按平板对接焊缝的检测方法进行检测。对 于受几何形状限制，无法检测的部位应予以记录。b纵缝检测时，对比试块的曲率半径与检测面曲率半径之差应小于10%。根据工件的曲率和材料厚度选择探头IK值，并考虑几何临界角的 限制，确保声束能扫查到整个焊缝。探头接触面修磨后，应注意探头入射点和IK值的变化，并用曲率 试块作实际测定。当检测面曲率半径R大于W2/4且

13、采用平面对比试块调节仪器时, 应注意到荧光屏指示的缺陷深度或水平距离与缺陷实际的径向埋藏深 度或水平距离弧长的差异，必要时应进行修正。c. 环缝检测时，对比试块的曲率半径应为检测面曲率半径的0.9 1.5 倍。C. 其他结构焊缝的检测a. 般原则尽可能采用平板焊缝检验中行之有效的各种办法在选择检测面和探头时应考虑到各种缺陷的可能性，并使声束尽可能 垂直于该焊缝结构中的主要缺陷。b管座角焊缝的检测(1) 检测方式根据焊缝结构形式，管座焊缝的检测有如下五种探测方式，可选择其 中一种或几种方式组合实施检测。检测方式的选择应由合同双方商定， 并考虑主要检测对象和几何条件的限制(图7-5、图7-6)图7

14、-5 插入式管座角焊缝图7-6 安放式管座角焊缝在接管内壁采用直探头检测，见图7-5位置 1。在容器内壁采用直探头检测，见图7-6位置 1。在接管外壁采用斜探头检测，见图7-6位置 2。在接管内壁采用斜探头检测，见图7-5位置 3 和图 7-6位置3。在容器外壁采用斜探头检测，见图7-5位置 2。(2) 管座角焊缝以直探头检测为主，探头频率、尺寸以及扫查方法应按5.3条的规定执行。对于直探头扫查不到的区域，可采用斜探头检测c. T 型接头（1） 腹板厚度不同时，选用的折射角见表7-1，斜探头在腹板一侧作直射法和一次反射法探伤见图7-7位置2。表7-1 腹板厚度与选用的折射角腹板厚度mm折射角（

15、）V2570（K2.5）255060（K2.5, K2.0）5045（K1, K1.5）表 7-7 T 型接头 图 7-8 T 型接头采用折射角45（K1）探头在腹板一侧作直射法和一次反射法探测焊缝及腹板侧热影响区的裂纹（图7-8）。（3）为探测腹板和翼板间未焊透或翼板侧焊缝下层状撕裂等缺陷，可 采用直探头（图7-7位置1 ）或斜探头（图7-8位置3）在翼板外侧探伤或采用折射角45（K1）探头在翼板内侧作一次反射法探伤（图7-7位置 3）d. 角接接头角接接头折射角一般按表7-1 选择。1.8 缺陷定量检测A. 灵敏度应调到定量线灵敏度。B. 对所有反射波幅超过定量线的缺陷，均应确定其位置、最大反射 波幅和缺陷当量。C. 缺陷定量应根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量直径甲或缺陷指示长度AL。a. 缺陷当量直径T，用当量平底孔直径表示，主要用于直探头检测,