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1、超声波探伤方法与探伤工艺超声波探伤方法与探伤工艺超声波探伤超声波探伤补充教材补充教材 (修改版修改版) 编写：姚志忠编写：姚志忠 中国锅炉压力容器检验协会中国锅炉压力容器检验协会 教育工作委员会教育工作委员会 二二00六年四月六年四月 超声波探伤方法与探伤工艺超声波探伤方法与探伤工艺(修改版修改版) 编写说明编写说明根据锅炉压力容器压力管道特种设备无损检测人员级资格考核培训班组织委员会的安排，于2004年4月将将本人负责超声波探伤方法和工艺讲课部分的讲稿编印成册，作为级人员超声波探伤专业培训的补充教材。阅读本补充教材时，应同时阅读超声波探伤教材。本补充教材内容为：第四章超声波探伤方法和通用探伤
2、技术，第五章板材和管材超声波探伤，第六章锻件与铸件超声波探伤，第七章焊缝超声波探伤，第八章超声波探伤工艺。每章中的内容和顺序均与超声波探伤教材全部对应。自JB/T4730-2005承压设备无损检测颁布后发现原补充教材涉及超声检测标准部分的相关内容与JB/T4730-2005承压设备无损检测第3部分超声检测中相应规定不完全符合，为了更好地贯彻执行JB/T4730-2005承压设备无损检测标准，对原补充教材涉及JB/T4730-2005承压设备无损检测标准的相关内容均按JB/T4730-2005承压设备无损检测标准第3部分超声检测规定内容要求进行了修改，现印刷的为修改版。由于本人的局限性、缺点和错
3、误难免，请阅读本补充教材的人员提出宝贵意见和建议，使本补充教材更加完善。本补充教材编写过程中得到中国锅炉压力容器检验协会教育工作委员会杜京社同志的支持与帮助，在此表示感谢！编写者：姚志忠2006.4第四章第四章 超声波探伤方法和通用探伤技术超声波探伤方法和通用探伤技术第一节第一节 超声波探伤方法概述超声波探伤方法概述 超声波探伤方法按波的类型可分为脉冲波法和连续波法，按探伤方法原理可分为反射法、穿透法和共振法，按波形可分为纵波法、横波法、表面波法、板波法和爬波法，按耦合方式可分为直接接触法和液浸法，按探头个数可分为单探头法、双探头法和多探头法，现将各种探伤方法分类列于下图4.1：超声波探伤方法
4、图例4-1.doc第二节第二节 仪器与探头的选择仪器与探头的选择一、探伤仪选择1.仪器和各项指标要符合检测对象标准规定的要求。2.其次可考虑检测目的，如对定位要求高时，应选择水平线性误差小的仪器，选择数字式探伤仪更好。对定量要求高时，应选择垂直线性误差小，衰减器精度高的仪器，对大型工件或粗晶材料工件探伤，可选择功率大，灵敏度余量高，信噪比高，低频性能好的仪器。对近表面缺陷检测要求高时，可选择盲区小，近区分辨好的仪器。主要考虑：灵敏度、分辨力、定量要求，定位要求和便携、稳定等方面。二、探头选择1. 型式选择：原则为根据检测对象和检测目的决定：如：焊缝斜探头钢板、铸件直探头钢管、水浸板材聚焦探头（
5、线、点聚集）近表面缺陷双晶直探头表面缺陷表面波探头 2. 探头频率选择超声波检测灵敏度一般是指检测最小缺陷的能力，从统计规律发现当缺陷大小为时，可稳定地发现缺陷波，对钢工件用2.55MHZ，为：纵波2.361.18，横波1.290.65，则纵波可稳定检测缺陷最小值为：0.61.2mm之间，横波可稳定检测缺陷最小值为：0.30.6之间。这对压力容器检测要求已能满足。故对晶粒较细的铸件、轧制件、焊接件等常采用2.55MHZ。对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等因会出现许多林状反射，（由材料中声阻抗有差异的微小界面作为反射面产生的反射），也和材料噪声干扰缺陷检测，故采用较低的0.52.5MHZ的频率比较合
6、适，主要是提高信噪比，减少晶粒反射。此外应考虑检测目的和检测效果，如从发现最小缺陷能力方面，可提高频率，但对大工件因声程大频率增加衰减急剧增加。对粗晶材料如降低频率，且减小晶片尺寸时，则声束指向性变坏，不利于检测远场缺陷，所以应综合考虑。 3. 晶片尺寸选择：原则：晶片尺寸要满足标准要求，如满足JB/T4730-2005要求，即晶片面积500mm2，任一边长25mm。其次考虑检测目的，有利于发现缺陷，如工件较薄，则晶片尺寸可小些，此时N小。铸件、厚工件则晶片尺寸可大些，N大、0小。发现远距离缺陷能力强。考虑检测面的结构情况如对小型工件，曲率大的工件复杂形状工件为便于耦合要用小晶片，对平面工件，
7、晶片可大一些。4. 斜探头K值选择：原则：保证声束扫到整个检测断面，对不同工件形状要具体分析选择。尽可能使检测声束与缺陷垂直，在条件许可时，尽量用K大些的探头。薄工件K大些，厚工件K可小些。根据检测对象选K：如单面焊根部未焊透，选K=0.7-1.5，即在K=0.84-1时检测灵敏度最高。第三节第三节 耦合与补偿耦合与补偿耦合就是实现声能从探头向工件的传递，它可用探测面上声强透过率来表示耦合的好坏，声强透过率高，表示声耦合好。一、耦合剂在工件与探头之间表面，涂敷液体、排除空气，实现声能传递该液体即耦合剂。实际耦合剂声阻抗在1.52.5106公斤/米2，而钢声阻抗为45106公斤/米2。所以靠耦合
8、剂是很难补偿曲面和粗糙表面对探测灵敏度的影响。水银耦合效果最好，声阻抗为：19.8106kg/m2与钢接近，但有毒、很贵，故不推荐。对耦合剂的要求：对工件表面和探头表面有足够浸润性，并既有流动性，又有附着力强，且易清洗。声阻抗大，应尽量和被检工件接近。对人体无害，对工件无腐蚀作用。来源广，价格低廉。性能稳定。二、影响声耦合的主要因素3.耦合层厚度d： 在均匀介质中：最好：d=n 即半波长整数倍时声压透射率为1，几乎无反射，声能全部透射。好象耦合层不存在。最不好：d=（2n+1）即四分之一波长奇数倍时，声压透射率最低，反射率最高。此时相当于钢保护膜直探头探测钢件。根据均匀介质中异质薄层对声波的反
9、射特性，其声压反射r为：在非均匀介质中，根据教材1.37式，当d=n时和d=（2n+1） ,且Z2= 时，声强透射率最大，超声检测大多情况满足次种条件。 由式可看出：当耦合层d=时，r=0、t=1，灵敏度可以保证，但发射反射脉冲后面干扰振荡增加，也影响缺陷检测，故实际上常使用d0的光滑工件使耦合层d0，效果好。如果再增加耦合层厚度，可以使界面波和工件多次反射波分得很开，探伤图形变得很清晰，如控制在底面回波在第二次界面回波前出现，对缺陷判断有利（这是水浸探伤中的水层耦合原理）。为使耦合层耦合效果好，由教材1.36式和1.37式可知，则必须使r0，此时t1，或T= 达最大，即声能从探头全部透到工件
10、，则由声压反射率表示式知，r0得Sin 0，即d0或d0，但d0，即工件表面越平整，耦合剂层厚d越接近零，耦合越好。4.工件表面粗糙度影响由上面均匀介质中异质薄层对声波的声压反射率表示式可知d0时，可得r0。耦合效果越好。表示工件表面光洁度越光越好，表面粗糙度越差。则d越大耦合越差。但是当表面太光后探头和工件之间耦合层由于表面张力吸附作用，变成真空使探头移动困难。同时因真空不能传播声波，使耦合变差。一般工件要求粗糙度Ra=6.3m5.耦合剂声阻抗影响一般液体耦合剂声阻抗均比工件声阻抗小，故对同一探测面（光洁度相工件材质相同）声阻抗越大的耦合剂耦合效果越好。6. 工件表面形状影响平面工件耦合最好
11、。凸曲面和凹曲面均耦合不好。在实际工作中，T最大处声压透射率为平面接触时，透射率一半时的曲率半径为声耦合临界曲率半径R0。则：R0=0.45fD2Zt/C0Z0（1+Zt/Zm）f频率，D晶片直径，Zt保护膜或斜透声楔声阻抗，Z0耦合剂声阻抗，Zm工件声阻抗，C0耦合剂声速。当工件曲率半径R与临界曲率半径R0比较R/R0=1时，修正值2.5dB以下，R/R01时，可不修正，此时修正值为2.5dB以下，当R/R0d 1.1时修正条件，可求得： K=1.0 r/R0.86 K=2.0 r/R0.96 K=2.5 r/R3N时做试块不易，故仅在X3N时应用。13.当量计算方法当量：不同类型和不同大小
12、的工件中的任何缺陷反射回波高与同声程的某标准（规则）反射体的反射回波高相同时，则该标准（规则）反射体的类型和尺寸即为该缺陷的当量。由于实际缺陷的几何形状，表面状况、方向，缺陷性质各不相同，其声吸收、声散射比标准规则几何反射体复杂的多。一般实际缺陷总比所定的当量值大35倍，或更多。当量计算方法：利用规则形状反射体回波声压（第二章中介绍的几种）与缺陷回波声压（缺陷波高dB值）进行比较得到缺陷当量。基本公式：（各标准反射体回波声压）大平底：平底孔： 长横孔：短横孔： Lf短横孔长，Df短横孔直径。球孔： 园柱曲面：PC= 凸面 r内半径 PC= 凹面 R外半径。 考虑材质衰减应均乘上：e- 式中：P
13、=2P0Sin 在X3N时P= 具体计算：用公式计算：应根据缺陷波高与所定探伤灵敏度比较或和底波高比较，再与探伤灵敏度比较。 计算时应考虑： 材质衰减。 如题中不考虑，就不管。如题中告诉衰减，要弄清是双程还是单程的。 是否要不同孔型之间相互换算。如灵敏度为平底孔，题中要求求出长横孔当量，这要互换。X3N近似准确。 用AVG图计算，可直接查得缺陷相对大小G，再乘探头晶片尺寸DS则可得缺陷尺Df。 用实用当量曲线可在曲线上直接查得缺陷当量直径。二、测长法：适用于缺陷尺寸大于声束截面时的缺陷。指示长度：根据缺陷波高，用探头移动距离的方法。按规定方法测得的缺陷长称指示长度。特点：由于工件中实际缺陷取向
14、、性质、表面状态均影响缺陷回波高度。故指示长度一般小于或等于实际长度（此时所用dB值即缺陷波最高波下降dB值6dB时），当dB6dB时，一般将缺陷测大，即指示长度大于实际长度。1. 相对灵敏度测方法相对灵敏度法是以缺陷最高回波为基准，使探头沿缺陷长度方向两端移动，使缺陷波下降一定的dB值。常用6dB（半波）、12dB（波高）、20dB（全波消失）。 6dB法（半波） 适用于： 缺陷只有一个高点 缺陷基本垂直声束 缺陷沿探头移动方向基本均匀 缺陷长度大于声束截面 指所用波束截面这里指6dB波束截面 端点6dB法：一般将缺陷测大缺陷有多个高点时，用端部6dB法即使端部波高下降6dB。关键：确定端部
15、缺陷回波峰值（最高值），找到了缺陷端部峰值后，和6dB法同样操作。2. 绝对灵敏度法探伤仪在规定灵敏度条件下沿缺陷方向移动（不管缺陷最高在何值）。使缺陷波下降至规定的位置如评定线，如JB/T4730中区缺陷规定降到测长线即为绝对灵敏度法。特点： 测长是与缺陷最高波多少无关。 缺陷长度（指示长度）与缺陷波高和所规定的测长值位置有关，如缺陷波高只比规定测长灵敏度高3dB，即为3dB测长，一般将缺陷测短。如缺陷波高比规定测长灵敏度高20dB，即为20dB测长，一般将缺陷测大。3. 端点峰值法：一般将缺陷测少。在探头移动过程中发现缺陷有多个高点，则将缺陷两端点最大波高处探头位置的距离作为端点峰值法指示
16、长度。关键：寻找端点峰值位置。 以上测长法适用：长条形缺陷 对于缺陷回波包络线只有一个极大值的缺陷，可用最大波高衰减法，常用6dB法。 对缺陷回波包络线有多个极大值缺陷，可用端点6dB法或端点峰值法。 对条形气孔、未焊缝等宜用6dB法。 对裂纹、未熔合、条形夹渣等宜用1012dB法。对小于10mm缺陷宜用3dB法。（标准规定指示长度小于10mm，以5mm计）。 对中间粗、两端细或细长缺陷（裂纹、未熔合）用端点法可获得较好的结果。 用20dB法时应考虑声场修正。（即测得移动长度应减去声场直径才为缺陷指示长度）三、底波高度法在远场（X3N），当缺陷比声束截面小时，缺陷波高与面积成正比（此时可用当量
17、法定缺陷大小）；当小缺陷数量很多，或缺陷面积逐渐增加，则缺陷越大，所遮挡的声束愈多，造成缺陷处工件底波下降越大，此时可用缺陷波与底波相对波高来评价缺陷的大小。1. ：BF为缺陷处底波高度，F缺陷波高 2. ：BG无缺陷处底波高度3. 此方法在钢板、锻件探伤中常应用。第七节第七节 缺陷自身高度的测定缺陷自身高度的测定一、表面波波高法：利用表面波传播时遇到深度较小缺陷时反射回波随深度增加而升高的特点。只适用：表面开口缺陷 缺陷深度小于2的情况。该法存在许多问题，未说清，现介绍一下表面波探伤的情况： （）表面波的性质：14.表面波即瑞利波，介质表层质点具有纵波和横波的综合特性。15.表面波在介质中传
18、播时，介质质点只限于在传播方向与垂直于表面的平面内，其轨迹为椭圆。16.表面波声场的深度范围为2，可探测的深度范围也为2。17.当表面波传播时，深度=0.183时，质点不作水平方向振动（在此深度上有缺陷将不会引起反射，也就是检测不出）。此即表示表面波能检测的最小深度（此深度对钢材，用5MHZ，就相当于0.1mm）。18.表面波的传播速度，对平面波而言，与频率无关，与材料的泊松比和横波声速CS有关。CR= （二） 表面波产生1. 直接用石英进行Y切割产生。2. 利用纵波斜入射到工件表面产生表面波。sinR= CL=斜楔有机玻璃纵波速度 CR=钢中表面波速度对钢和有机玻璃而言。R=6264较好。3
19、.探头晶片一般用矩形晶片。4.实用中无近场长度影响（N已全部在透场楔内）。（即透声楔内纵波行程较大。）（即大于N）（三） 表面波的传播特性1. 对表面柱孔和近表面横孔随孔径增大反射率增加，频率越高，反射率增大越快。2. 对棱角边的反射有下列特性（棱角可认为相当于裂纹）。用2.55MHZ频率表面波，反射信号在棱角小于或等于90时有较强的反射；大于90之后，反射逐渐降低；大于170时，棱边反射降为零。 因工件中裂纹与表面之间会成各种角度，为防止漏检，必须从两个方向上探测。表面波传到棱边时会产生波型转换，变型波遇到反射面时，同样会产生反射回波，形成干扰回波。如图：表面波在A、B反射间还有S变型横波到
20、底面的反射，波型为：S棱边曲率半径R5时，表面波几乎全部跨越传播，无反射；棱 边曲率半径Rh。 当裂纹内有油、或水时，裂纹表面粗糙时及下端裂太尖时，裂纹尖端B回波可能不出现。表面波探伤应用程序：频率：5MHZ耦合剂：甘油、粘度较大的机油表面要求：光洁度要高一些，除油、污、除锈蚀，露出金属光泽。扫描速度调节：为调节准确，一般不用试块（如试块和工件材质，表面完全相同也可以用试块）。将探头垂直对准工件的一个棱边，探头前沿距棱边40mm，荧光屏出现棱边波B1，将B1调在4格。再将探头后移至离棱边65mm，将棱边波B2调在6.5格。注意，在调节时，探头在位置1和2时棱边波B1和B2要通过水平，细调深度，
21、反复调。灵敏度调节：利用工件本身直角棱边反射波作参考信号。据实验：对6.5mm长，深度为0.1mm的表面开口裂纹用5MHZ探头表面波探测（垂直探测），在距离40mm时比直角棱边反射波低21dB。则调节时，只要在40mm处探直角棱边使回波调到基准波高（如50%），再提高21dB，灵敏度就调好了。三、端部回波峰值法 利用超声波入射到裂纹端部，出现一个较强的回波（称端部峰值回波，实质是由端部强裂散射引起回波峰值）。测量裂纹深度（开口裂纹）裂纹深h为h= = 如用K=1探头，则h= （实际测量时常用K1斜探头）l0探头前沿长度，a探头前沿至缺陷距离。利用此法测表面未口裂纹高度，聚焦探头测效果好对上端点
22、深度小于5mm困难将扫描线按深度1:1调，h1和h2分别表示缺陷上、下端点离开探测面距离，可直接在扫描线读取，则裂纹高度h：h=h2 h1= （a为探头分别探测到缺陷上、下端点时的探测位置处探头入射点之间的距离，可以在工件上测量出来，k探头k值。）四、横波端角反射法 横波射到下表面开口缺陷（根部未焊透，下表面裂纹等）回波高h与波长以及探头K值有关。经试验在矩形槽深2mm以内，回波高度dB值与h/的变化不是单调的，而是起伏的。因此，此种方法光靠波高无法确定缺陷深度，实际应用时，用不同深度槽形试块对比得出缺陷深，故误差较大。当横波探测到下表面开口缺陷时，形成角镜反射条件，可用角镜反射法测量：将探伤
23、仪扫描线按深度1:1调节，当探测面与缺陷不在同一面时使探头置于表面开口背侧，声束轴线对准缺陷与下表面直角处（此处角镜），将此波调至荧光屏高80%，此波用C表示，然后提高灵敏度1525dB，探头向前移动，当声束轴线扫查到开口缺陷顶部时，出现缺陷波反射波DE，当DE达到最大值声束轴线完全离开缺陷端点时，在近靠DE的前方，将出现第一个峰值加波，称端点衍射波DW，则开口缺陷自身高度H=C-DW，当探测面与开口缺陷在同一面上时，只需探测到开口缺陷的下端点，此时DW位于DE后方，则缺陷深度H=DW。用此法可测量单面焊未焊透高度。用此种方法，还可探测焊缝中埋藏缺陷高度，探头置于焊缝任一探测面上，探测到缺陷上
24、端点的衍射波为DW上，探测到下端点的衍射波为DW下，则缺陷本身高度H=DW下DW上五、横波串列式双探头法两个探头一发一收，特点：工件中无缺陷时，接收探头收不到回波。工件中有缺陷时，发射探头发出的声波通过工件底面反射至接收探头。示波屏只出现一个缺陷波且位置固定不动，出现在半跨距处。只能检测厚工件中垂直于表面的大缺陷，（如窄间隙厚焊缝电渣焊缝中未焊透）。发和收两探头移动方向相反。当两个探头靠在一起时，可测缺陷下端点最下部位置，该位置离工件下表面距离h为：h= 称死区范围，b为两探头靠近时入射点之间距离。此式为近似式，即认为 时得出。K=1时完全正确。即当缺陷下端离下表面距离小于h时测不到。见书P1
25、43，图4.41。 六、相对灵敏度10dB法先用一次波找到缺陷最高波，再前后移动探头，确定探头在探测面上的位置A和B，再根据位置A、B的声程X1、X2和探头K值，确定缺陷高度：h。h= X2COS2- X1COS1（书上式4.35）。这里关键是如何确定X1、X2和1和2可用试块人工缺陷测定得到。也可通过98年练习中例3说明。用计算法得到。七、散射法（衍射法）：该法特点： 两探头在裂纹两侧相对移动，以裂纹为中心线。 一定要找到裂纹端部最高回波。 适用于开口裂纹，且深度3mm。第八节第八节 影响缺陷定位、定量的主要因素影响缺陷定位、定量的主要因素一、影响缺陷定位的主要因素：19.仪器的影响：水平线
26、性、水平刻度精度。20.探头：主声束偏向，探头波束双峰，斜探头斜楔磨损使K值变化，探头晶片发射、接收声波指向性。21.工件影响表面粗糙：表面凹凸不平引起进入工件声束分叉。工件材质：材质晶粒引起林状反射，即材料噪声，试块与工件材质差异，引起声速变化，试块与工件应力差异，引起声速变化使K值变。压力应力声速增加，拉应力声速减小每1kg/mm2引起0.01%。工件表面形状曲面工件探测时探头平面时为点或线接触探头磨成曲面，使入射点改变，从而引起K值变化。工件边界：靠工件边界探测时，由于侧壁干扰，使主声束偏向，改变K值。 工件温度：工件温度升高K值增大。工件温度下降K值变小。工件中缺陷：缺陷反射指向性引起
27、不在主声束入射缺陷时出现高反射，引起误判。22.操作人员影响调仪器扫描线比例不准。测探头入射值，K值不准。定位方法不当：曲面工件未修正等。二、影响缺陷定量的因素1. 仪器、探头性能影响频率偏差（使调灵敏度引起偏差也影响定量垂直性偏差，衰减器精度误差）。探头形式，晶片尺寸（影响N大小）探头K偏差（往复透过率与入射角有关）。2. 耦合偏差及材质衰减测量偏差，传输损失等。3. 工件几何形状和尺寸（曲率变化要补偿）4. 缺陷的影响缺陷的形状，方位与入射波夹角等，指向性（回波指向性），表面粗糙度，性质，位置（在近场或远场等）等。第九节第九节 缺陷性质分析缺陷性质分析一、根据加工工艺分析缺陷性质： 对各种
28、工件根据加工工艺不同进行分析。如锻钢：则可能产生白点，裂纹这是最危险的缺陷。 铸钢：易在洗胃口附近产生疏松或缩孔。 焊缝：产生气孔、夹渣、未焊透、未熔合等。二、根据缺陷特征分析缺陷性质缺陷特征为：大小、形状、密集程度、位置等几方面：大小：有些缺陷一出现往往比较大，如铸件中缩孔，疏松一出现就一大片，如探伤时发现大面积缺陷，就可断定这类缺陷。形状分为：平面形缺陷：在不同探测面上探测这种缺陷，其回波高显著不同，探测时声束垂直于平面时回波很高，声束平行于平面时回波很低，一般此类缺陷为裂纹、夹层类。点状缺陷：各个方向探测，缺陷回波差不多，无明显变化，大多为气孔、夹渣、夹砂等。缺陷密集程度：在荧光屏扫描线
29、某一范围内连续出现一系列簇状缺陷，在不同方向探测缺陷回波情况差不多。缺陷位置分析：如大型铸件（如大的汽轮发电机转子）在中心和端部锻压部位易出现裂纹。在焊缝中心有一定长度的缺陷大多为未焊透。在焊缝根部为单面焊未焊透。在熔合线附近，如连续或间断为坡口边缘未熔合等。三、根据缺陷波形分析缺陷性质 缺陷波高度变化23.静态波形探测时探头和缺陷相同稳定时波形。各种缺陷内部含的物质不同，对入射的声波吸收情况不同。探头探测时回波高度、形状各不相同。24.动态波形探测时探头和缺陷相对移动，移动方式为：平移、前后移、环绕缺陷、转动等。观察缺陷波的变化情况，并用缺陷波尖端的包络线来分析得到缺陷性质判断结论。四、根据
30、底波分析缺陷性质，在钢板中大量应用根据一次底波B1情况：缺陷波很强，B1消失大面积缺陷（夹层、裂纹等）。缺陷波和B1共存，缺陷较小，可能为单个缺陷波和B1均很底或消失，可能倾斜形缺陷或疏松等。根据多次底波情况：钢板中重皮处多次反射消失，无缺陷处多次反射清晰可见。薄钢板中小缺陷用一次波较难发现，可用多次反射可观察到，也可观察多次反射衰减情况。第十节第十节 非缺陷回波的判别非缺陷回波的判别一、迟到波一、迟到波条件：探头在细长工件（板或棒）一端纵条件：探头在细长工件（板或棒）一端纵波探测，扩散声束纵波射到侧壁产生变型波探测，扩散声束纵波射到侧壁产生变型横波，再变成给纵波经底面反回探头引导横波，再变成
31、给纵波经底面反回探头引导成迟到波。成迟到波。二、二、61反射：反射：特定反射。当纵波入射到钢特定反射。当纵波入射到钢/空气界面。空气界面。+=90 纵波入射角纵波入射角 横波反射角。横波反射角。由及即入射角=61时，出现=29的很强的横波反射。三、三角反射回波直探头在实心园柱体探测得的迟到反射。B1L底波声程dH1L等边三角形反射波声程1.3dH2L-S-L反射波声程1.67d。探测此类工件如工件中无缺陷，则出现三角形反射，如无此三角形波，则此工件中存在缺陷。四、其它非缺陷波：25.探头杂波26.工件轮廓波各种形状工件轮廓波不相同要具体分析。27.耦合剂反射表面波及大K值探头探伤时出现。28.
32、幻象波重复频率太高时产生，可降低重复频率。29.草状回波（林状回波）工件晶粒粗大引起，可降低频率。30.其它变型波根据具体工件情况及横波探伤时特定条件，要具体分析。第十一节第十一节 侧壁干涉侧壁干涉纵波探头靠近侧壁，经侧反射的纵波和变型横波与直接传播的纵波互相干涉，造成越靠近侧壁，回波反而下降，探头离开一定位置回波反而上升。避免侧壁干扰条件：侧壁反射波声程与直接传播声程差大于4。1. 轴线小缺陷无侧壁干扰条件： 对钢 2. 底面无干扰： 对钢 试块宽最小要满足上述条件。第五章第五章 板材和管材超声波探伤板材和管材超声波探伤第一节第一节 板材超声波探伤板材超声波探伤一、板材分类一、板材分类40m
33、m厚板厚板二、钢板中常见缺陷存在于内部分层钢锭中非金属夹杂物，金属氧化物，硫化物以及夹渣在轧制过程中被轧扁而形成。 这些缺陷有的是钢水本身产生，如脱氧时加脱氧剂造成，或炼钢炉混入钢水中的耐火材料等，这些缺陷在钢锭中位置没有一定规律，故出现在钢板中位置也无序。分层是以上缺陷轧制而成，大多与钢平行，且具有固定走向。为平面状缺陷，严重时形成完全剥离的层状裂纹，对小的点状夹杂物则形成小的局部分层。白点存在于内部 钢中氢在加工过程来不及向外扩散，在钢板成型后，氢原子逐渐在钢板中的微缺陷（如非金属夹杂物）旁缓慢地以氢气形式析出，造成氢裂纹。其断面呈白色故称白点。常见于锻钢中和厚钢板中。折迭和重皮存在于表面
34、 钢板表面因局部折、轧形成的双层金属，基本平行于表面。 裂纹轧制工艺和温度不合适时造成。存在于钢板表面，偶尔在内部。裂纹较少见，如轧制工艺稳定，这类缺陷不常见。三、探伤方法1.接触法探头通过耦合层直接与钢板接触，当探头位于完好区时，仪器上出现底波多次反射。采用底波多次反射法探伤应满足下面三条件：工件的探伤面与底面互相平行，确保产生多次反射。（如工件加工倾斜就不合适）。钢板材质晶粒度必须均匀，保证无缺陷处底面多次反射波次数的稳定。（各次相同）。材质对超声波的衰减要小。保证反射底波有足够数量，以利探伤观察。一般碳钢、不锈钢均能满足这些条件。2.水浸法探头晶片离开钢板一段距离，通过水耦合。在探伤仪荧
35、光屏上将同时出现水层多次反射和钢板底面多次反射波，如水层厚度控制不好会互相干扰，不利探伤。探伤时调节水层厚度，使水层波与某次底波重合。水层厚H和板厚关系为：H= ，n为重合次数。对充水直探头的要求： 为满足多次重合法要求，水层厚度要连续可调。 调至不同厚度时，必须保证发射的声束与钢板表面垂直。 充水探头内水套管内径必须大于最大水层厚度时声束直径。 进出水口位置应大于最大水层可调厚度，且出水口应小于进水口，保证水套充满水。 探伤时应及时注意排除水中气泡。或采用消泡剂去除气泡。3.探伤图形分析：图形：当钢板中出现缺陷，则缺陷波出现在钢板一次波之前，如一次重合法，则缺陷波在第二次波之前，如二次重合法
36、，则缺陷亦出现在第二次波之前，第三波为钢板二次波和水层二次波重合。叠加效应：当缺陷比较小时，缺陷回波从第一次开始会随着出现的二次、三次波高逐渐增高，几次以后又逐渐降低，这是由于对同一个小缺陷会产生不同反射路径且互相迭加后造成的一种波形动态现象，随探头移动有所变化。出现这种现象，在中板中较多（即640mm范围）。利用F1评价缺陷。当80mm时 B2B5由实际情况决定，但B2以上必须出现。2.灵敏度调整阶梯试块法：20mm，将与工件等厚度的试块底面第一次底波高50%满幅再提高10dB。平底孔试块：20mm，试块上5平底孔第一次底波50%满幅。注意：a. 试块钢板与被探钢材质相近。 b. 试块钢板不
37、得有2当量以上缺陷。 c. 试块上5平底孔垂直于表面，平底孔底面与表面平行，光滑。 d. 平底孔距离按JB/T4730-2005标准表2 CB标准试块要求。底波法：3N，可用B1达50%当20mm时也可用B5达50%计，但要和5平底孔波作试验比较，使灵敏度一致。五、缺陷判别与测定1.缺陷判别按JB/T4730-2005标准要求执行。2.缺陷位置测定：深度位置测定：可直接从荧光屏上缺陷波与底波相对位置中测出。平面位置测定：可根据直探头在钢板上位置画出在板材表面的位置直接确定。最后记录在报告上。3.缺陷性质判断：结合：波型特点和钢板制造工艺综合判断。波型特点大致为：分层或夹层缺陷波形整齐、均匀、陡
38、直、规律性强，大多处在钢板中心部位，底波明显下降或消失。折迭在探测面附近时不一定直接产生缺陷波，对底波多次反射波次数。（减少次数，并使多次反射波位置改变）始波加宽，有时使底波消失。在底面附近时反射条件变差，使底波位置前移。（缩短声波路程）白点波形尖锐活跃，重复性差，底波明显降低，次数减少，移动探头时回波起伏大，此起彼落，且在板厚方向对称。分散夹杂物：缺陷位置无规律性。缺陷分布有一定范围，呈分散性。缺陷特点：位置不一定，一片片出现，无序变化，不一定影响底波多次反射次数。4.缺陷定量（用探头移动法测缺陷大小）按JB/T4730-2005标准4.1.6条规定方法测定。（主要测长度即指示长度及面积）在
39、板厚方向尺寸标准中未规定测。六、质量等级判定：按JB/T4730-2005标准4.1.7条规定评定。JB/T4730-2005标准标准中表3钢板质量分级表中数据适用于非白点、裂纹等危险缺陷，即非危险缺陷。第二节第二节 复合材料超声波探伤复合材料超声波探伤一、复合板材常见缺陷1.制造方法：母材炭钢或低合金钢或不锈钢板复合层不锈钢、钛及钛合金、铜及铜合金，铝及铝合金，镍及镍合金等（加复合层目的：改进和提高耐腐蚀性能）。制造方法：轨制、粘接、堆焊和爆炸。2.常见缺陷：脱层（脱接）即母材和复合层未粘合牢。接合不良，界面处未全部复合好。脱层和接合不良可以是完全脱接，也可以是部分脱接。 二、探伤方法：二、
40、探伤方法： 探头：探头：14mm25mm直探头或联合直探头或联合双直探头，纵波检测频率：双直探头，纵波检测频率：2.55MHZ，一般采用一般采用5MHZ较好。较好。探伤灵敏度：复合板完好区第一次底波探伤灵敏度：复合板完好区第一次底波B1达达80%满幅高。满幅高。探测面：母材一侧，也可以从复合层一侧。探测面：母材一侧，也可以从复合层一侧。扫查方式：类似于探中厚板的钢板探伤。按扫查方式：类似于探中厚板的钢板探伤。按JB/T4730-2005标准标准4.4.3.3条规定扫查。条规定扫查。三、缺陷判别1. 两种材料声阻抗相近如不锈钢/碳钢（可从母材侧探，也可从复合层侧探）（当完好时，界面无反射波）2.
41、 两种材料声阻抗相关较大，如钛/碳钢。因复合好时也存在出现界面回波。因此可用试块比较确定缺陷。按JB/T4730-2005标准4.4.5条规定，也可用钢板底波来确定缺陷：当第一次底波高度低于荧光屏满刻度的5%，且明显有未结合缺陷反射波存在，且波高5%，则该部位称为未结合区。其尺寸大小测定方法为：移动探头，使第一次底波升高到荧光屏满刻度的40，以此时探头中心作为未结合区边界点。3. 利用底波和复合界面波高dB差来判别复合情况。条件：不考虑材质衰减与扩散衰减：底面全反射时：B（dB）= = 底面不是全反射（即存在第三介质，底面反射率r） B（dB）= = r= T=1-r2 r= 如碳钢和不锈钢等
42、界面回波dB值为：复合材料 界面波/底波（比例） 界面波/底波（分贝）188不锈钢 0.0035 -49.1镍 0.0755 -22.5铜 0.155 -16.2钛 0.270 -11.4铝 0.570 -4.9四、缺陷的测定与评级按JB/T4730-2005标准4.4.6条规定评定。1.缺陷指示长度：按该缺陷最大长度作为其指示长度。单个缺陷指示长度小于25mm时不作记录。2.缺陷测面积多个相邻的未结区，当其最小间距20mm时，应作为单个未结合区处理，其面积为各个未结合区面积之和。未结合区总面积占复合板总面积的百分比为未结合率。3.评级复合钢板质量等级评定按下表：等级缺陷指示长度mm未结合区面
43、积cm2未结率00050202%75455%大于级者在坡口预定线两侧各50mm范围内，缺陷指示长度大于等于25mm时均定为级。第三节第三节 电薄板超声波探伤（板波探伤）电薄板超声波探伤（板波探伤） 板波产生：利用纵波斜入射至薄板，为提高效率。 当入射纵波波长L和板波波长B对应时，。并可得 （CL透声楔中纵波速度，CP板中板波相速度）。板波衰减： 随传播距离起伏变化，无变化规律，不呈单调。 与板面清洁有关，板面有水、油时衰减大。板波在薄板中传播时，遇到板端部或缺陷会产生反射，同时会产生波型转换（即板波模式波型转换）。板波探伤程序：1.方法：一个探头单收发（用穿透法即二个探头一收一发的也有，不常用
44、）。2.探伤条件仪器：0.55MHZ功率较大的探伤仪。探头：接触式、水浸式或轮胎式单收发探头。试块：与板材质、板厚相等的板材试块。反射体：1或2 竖通孔。尺寸：200300探伤频率：根据板厚选择f，使板中波长与板厚相当。 板波类型：与入射选择： 端面反射波高，传播距离大，波型单一。 群速度快，易识别缺陷为原则。 仪器调节：利用试块调节扫描线比例和灵敏度。（试块端部或人工孔） 探测与缺陷测定： 探头沿轧制方向移动，声束与轧制方向垂直，先观察端面回波情况，即找出出现端面回波最大距离，然后以此范围将钢板分段检查。缺陷位置： 可根据扫描线上缺陷波位置估算工件上位置。 也可用手拍打缺陷波来确定工件中位置
45、。 指示长度测定：半波法或全波法。 最后根据指示长度范围确定缺陷面积。第四节 管材超声波探伤管材超声波探伤一、管材制造工艺及常见缺陷 无缝钢管用穿孔法和高速挤压法制成。穿孔法是将园钢在轧辊滚轧的同时用穿孔机穿孔。穿孔后的管子形状不规整，表面毛糙，再通过心棒轧管机或心棒减径机，定径机等工艺压延，平整成型。高速挤压法是通表面润滑的原材料在挤压机中直接挤压成型，加工精度较高。焊接管：先将原材料卷成管形再焊接，大口径管多用此焊接管。电阻焊接管：由经热轧成型的管型卷材送到电阻焊接管成型机中自动卷成管材，在焊口上通以高频电流，产生电阻热，利用这种热量焊接口，这种焊口都是直的，又称直焊管。埋弧自动焊接管：钢
46、板卷成螺旋形或加工成纵向接缝形式。用埋弧自动焊进行焊接，这种管主要用于大口径管子，如天然气输气管的加工。大口径管：也有用钢锭经锻造、轧制等加工成。管材中的缺陷：无缝钢管中：有裂纹、折迭、夹层、夹杂和翘皮，内壁拉裂等，大多与管轴方向平行，也有重皮缺陷，但形状不定，对它检验也较困难。大口径管管材中及直接由锻压方式制成的大口径管中缺陷与锻件类似。有裂纹、白点、砂眼、非金属夹杂等。钢管中的上述缺陷由下列原因产生：纵裂纹是由加热不良、热处理加工不当引起。横向裂纹是由轧制过于剧烈，加热过度或者冷态加工过多而引起。表面划伤是由加工时的导管和拉模的形状不良以及烧伤等引起，翘皮、折迭是由园钢表面夹入杂质或有偏析
47、或有非金属夹渣物、裂纹缺陷，在穿孔时产生。 夹杂和分层是由园钢内部非金属夹杂物和片状缺陷在穿孔轧制时产生。焊接管的焊缝中缺陷与焊缝类似，有裂纹、未焊透、气孔、夹渣等。二、小口径管探伤 外径小于100mm的管材，大多为无缝钢管，对平行于管轴的径向缺陷，即管内纵缺陷：可用横波进行周向扫查检测。对垂直于管轴的径向缺陷，即管内横向缺陷。用横波进行轴向扫查检测。探伤前准备： 清理被探管材表面的氧化皮，锈蚀、油污。 考虑管材与探头相对运动的轨迹，相邻探头轨迹间距离考虑声束复盖范围。为避免由于缺陷取向等原因产生声波反射呈现定向性而发生漏检，应从两个相反方向各探一次。接触法探伤适用于手工探伤，特点：管径小，波
48、束扩散，耦合不好。要采取措施： 有机玻璃斜楔磨成与管子外径曲率相近。 采用接触式聚焦探头。1.纵向缺陷探测斜探头晶片一般用810，1012，1214，最长不大于25mm。频率：2.55MHZ。试块：检测管子纵向缺陷的对比试块应选取与被检钢管的规格相同，材质、热处理工艺和表面状况相同或相似的钢管制备，对比试块上不得有影响人工缺陷正常指示的自然缺陷。对比试块上人工缺陷为尖角槽，角度为60，槽深度t分别为管壁厚度的5%（I级，0.2mmt1mm），8%（II级，0.2mmt2mm），10%（III级，0.2mmt3mm），槽长均为40mm，尖角槽可加工在管内壁与外壁，且平行于管轴。灵敏度：可直接在对
49、比试样上将内壁人工尖角槽的回波高度调到荧光屏满刻度的80%，再移动探头，找出外壁人工尖角槽的最大回波，在荧光屏上标出，连接两点即为该探头的距离-波幅曲线，作为检测的基准灵敏度，在此基准灵敏度基础上一般提高6dB，作为扫查灵敏度。探头扫查：保证管材100%扫查到。探头不动，管旋转同时作轴向前进。探头轴向前进，管转动。管不动，探头作螺旋运动。记录：缺陷回波幅基准波高灵敏度的缺陷，不合格。2.横向缺陷检测斜探头晶片1012、1214最大不超过25mm。频率2.55MHZ试块：检测管子横向缺陷的对比试块应选取与被检钢管规格相同、材质、热处理工艺相同或相似的钢管，不得有影响人工缺陷显示的缺陷，人工缺陷为
50、V形槽，角度为60，长40mm，槽深度t分别为管壁厚度的5%（I级，最小为0.2mm，最大为1mm），8%（II级，最小为0.2mm，最大为2mm），10%（III级，最小为0.2mm，最大为3mm）。V形槽一般加工在管子外表面，当外径80mm，且壁厚10mm时，应同时在内、外表面加工V形槽。同一块试块内，外表面人工缺陷沿钢管轴向应有足够的间距，以使调节时内、外人工缺陷回波容易分辨。灵敏度： 只有外表面尖角槽。试块上人工尖角槽回波50%高以此作为基准灵敏度。内外均有尖角槽，将内表面槽波高调至荧光屏80%，然后再将外表面槽的反射回波幅度点标在荧光屏上作距幅曲线。检测灵敏度一般比上述基准灵敏度高6
51、dB。扫查探测：探头沿管轴线按螺旋线前进扫查。缺陷波高基准灵敏度波高的缺陷不合格。（二）水浸探伤采用水浸纵波聚焦探头，超声纵波在与管轴线垂直的平面内斜入射到管子的管壁中，当入射角=III范围内时在管壁中产生纯横波。 1.探测参数选择： 实际探伤时，使纵波离开管轴中心一段距离（这段距离称偏心距X）垂直入射到管壁中达到纵波斜入射到壁中的效果。偏心距X满足纯横波探测到内壁条件满足纯横波探测到内壁条件 且 及： 水层厚度H即为探头晶片离开管壁的距离H大于钢管中横波全程1/2。可使水层波的第二次反射波位于钢管内外壁反射波之后。设横波全声程为S。 则 因 这样S2次水层波位于SF外后，辨于观察和判别缺陷。
52、焦距选择焦点落在与声束轴线垂直的管子中心线上。此时进入管壁中的横波声束基本成平行声束。使声束边缘与声束中心入射到管壁的入射角基本相等，减少声束发散。则焦距 式中：R管子外半径，X偏心距。2探测条件：探头：线聚焦或点聚焦探头，2.55MHZ。聚焦探头的声透镜曲率半径r与焦距F的关系为：r= F 水中焦距CL1 声透镜中纵波声速CL2 水中焦距声耦合：水中加活性剂和防锈剂。扫查方式：声束沿管壁作螺旋线扫查。可使探头不动，钢管作螺旋运动，或探头沿管子转动，或探头沿管轴转动，管子作直线前进等方式达到扫查目的。 3. 灵敏度与评定灵敏度调整时，一面用适当速度转动管子，一面将探头慢慢偏心，使对比试样管内、
53、外表面人工缺陷所产生的回波幅度均达到荧光屏满刻度的50%，以此作为基准灵敏度如不能达到此要求，也可在内、外槽设立不同波高的控制基准，作为报警电平。扫查灵敏度比基准灵敏度高6dB，当缺陷回波基准灵敏度波高时的缺陷，就判为不合格。小口径管子浸探伤步骤： 1. 选合适聚集探头固定在调整架上2.按 调整水层距离（X偏心距）3聚集探头对准管轴。4放入有内、外壁标准人工槽试块，使内壁槽第一次反射波调在34格间，第二次反射波调在68格间。5. 旋转人工试样，缓慢调节聚焦探头偏心距X，使第一次和第二次水层波出现，并使第二次水层波调在外壁槽反射波后，即第二次反射波调在89格间。6. 按JB/T4730-2005
54、要求调节灵敏度探测比基准灵敏度高6dB。评定按基准灵敏度，发现缺陷波高基准灵敏度波高时不合格。三、大口径管探伤：1. 探测方式 直探头纵波垂直探伤 双晶直探头检测缺陷：与管轴平行缺陷（周向，即平行外表面）。当缺陷F较小时，F波与底波B同时存在，当缺陷F较大时，B可能消失。 可用半波法测缺陷面积。横波周向探伤单、双斜探头探测探测缺陷：与管轴平行的径向缺陷。探测时应从正反两个方向检测。用双斜探头探测时，可能出现同一缺陷有二个回波，要注意区分。横波轴向探伤：单斜或双晶斜探头用双晶在声束交区复盖管子内外壁时，内、外壁缺陷灵敏度基本一致。检测缺陷：与轴线垂直的径向缺陷。水浸聚焦探伤一般用线聚焦探头，焦点
55、落管子中心线上，使声束在管壁内多次反射声束宽基本一致，内外壁检测缺陷基本相同。2. 大口径管周向探伤缺陷定位大口径管周向探伤缺陷定位应注意以下几点： 考虑声程修正和跨距修正，其方法与横波外园探测筒体纵向缺陷方法。 当探头磨成和钢管外园的弧面曲率一致时，声束不仅发散，而且入射点改变，入射角也改变。此时入射点和折射角应在专用试块上测定。四、厚壁管探伤：管材横波一次扫查到内壁条件： t管壁厚 D管外径。利管中折射纵波在外壁产生61反射产生较强的变型反射横波，则检测管壁厚t可扩大为：但变型横波灵敏度较低，一般不宜采用。管子探伤特点： 垂直于管轴1. 探测方向声波入射方向二个： 与管成交角2. 管壁内声
56、束在管内外壁反射时引起声能扩散。3. 管子壁厚折射横波在内壁上的入射角随管子壁厚改变而改变，并非像平板固定不变。4. 进行纯横波探伤条件：入射角Sin-1 CL1第一介质纵波声速。CL2管材中纵波声速。5.横波入射到内壁条件折射角SSin-16.能够对整个管壁进行纯横波探伤条件：钢管和壁厚和外径必须： （r=R-t ，D=2R）即 （t厚，D外径）。对钢材 CL2=5850，CS2=3230则可得，即一般在时，可纯横波探到内壁，故一般标准规定适用于内外径之比大于或等于80%，如用壁厚外半径R和壁厚内径D0表示，则需满足： 第六章第六章 锻件与铸件超声波探伤锻件与铸件超声波探伤 第一节第一节 锻
57、件超声波探伤锻件超声波探伤一、锻件加工及常见缺陷：加工：由热态钢锭经锻压而成。 为改善锻件组织性能，锻后要进行正火，退火或调质等热处理。缺陷：铸造缺陷：缩孔残余、疏松、夹杂、裂纹等。 缩孔和缩管是锻锭时，因冒口切除不当，铸模设计不良以及锻造条件（温度、浇注速度、浇注方法、熔炼方法等）不良所产生的缩孔没有被锻合而遗留下来的缺陷，是由于锻造时切头留量不足残留下来的，多见于锻件端部，故也称缩孔残余。非金属夹杂物是由熔烧不良及铸锭不良，混进硫化物和氧化物等非金属夹杂物，或者混进耐火材料等造成的缺陷。疏松是由钢锭凝固时形成的不致密和孔穴，锻造时锻压比不够未全熔合造成，主要存在于钢锭中心及头部。铸造引起裂
58、纹主要是指锻钢件表面上出现的较浅的龟状表面缺陷也称龟裂，是由于原材料成份不当，表面状况不好，加热温度和加热时间不合适等原因产生。 锻造缺陷：折叠、白点、裂纹等。锻造裂纹可出现在工件中不同位置，可由缩孔残余在锻造时扩大产生，表面下气泡锻造产生，柱状晶粗大引起，轴芯晶间裂纹锻造时引起，非金属夹杂物引起，锻造加热不当引起，锻造变形不当引起，经锻温度过低等原因引起。 白点是因钢中含氢量较高时由锻造过程中残余应力热加工后的相变应力和热应力等原因产生，是一种细微的氢裂纹，在白点纵向断口上呈银白色的园点或椭圆形斑点，故称白点。 热处理缺陷：裂纹。由热处理工艺参数不良引起。二、探伤方法概述轴类锻件探伤纵波（直
59、探头）可在轴的园周方向和轴端部探测。当轴很长时在轴端部方向一般不查只在轴园周方向查。带中心孔锻件只在轴园周方向探。横波斜探头：不般周向不查。周向检测应顺、逆时针二个方向探。但只能探外表面附近部分内部探测不到。轴向检测应正、反二个方向检测可探测锻件全体，且至少探测园周方向180范围。2.具有平行平面和园盘形饼类锻件。具有平行平面锻件和饼型锻件采用纵波在两个平行面探测，当厚度较大时也可在锻件厚度方向侧面探测。3.碗型锻件：采用纵波检验，探头可置于碗形锻件内部或外部探测。4.筒型锻件。纵波：单探头探测时，探头置于筒形锻件外园面、内园面和端部探测。三、探测条件选择1.探头选择：频率：双晶直探头为5MH
60、Z，单晶直探头为2MHZ5MHZ，对晶粒粗大锻件可适当降低频率，可用12.5MHZ。晶片尺寸：1425mm，常用20mm。 双晶直探头检测近表面缺陷。探头晶片面积不小于150mm2。 斜探头晶片面积为140mm2400mm2，频率为2.5MHZ。探测与表面垂直缺陷宜用K1（45），必要时用6070相当于K2。2.表面要求与耦合剂：表面要求：检测面表面要求平整，最好经机加工，表面粗糙度Ra应小于6.3m，工件表面应去除氧化皮、污物等附着物。耦合剂：机油、浆糊、甘油等。3.扫查方式：互相垂直两个方向100%扫查直探头 双晶直探头斜探头：周向、轴向各正、反二个方向。扫查复盖面积探头直径尺寸15%。扫
61、查速度150mm/s。互相垂直两 个方向4.材质衰减测定在锻件上选定三处有代表性部位（完好部位）测出第一次底波B1和第二次底波B2的波高分界值。则 这里X3N，为单程声程（厚度或直径）这里X3N，且满足5.试块纵波直探头：JB/T4730-2005标准规定CS型标准试块。双晶直探头试块：JB/T4730-2005标准规定CS型标准试块。适用距离为深度小于45mm。探测曲面工件时，应使用曲面试块，曲面试块为JB/T4730-2005标准规定的CS型试块曲率R与工件曲率关系为：JB/T4730-2005规定试块曲率半径R为工件曲率半径的0.91.5倍。GB/T6420-91标准规定工件曲率半径为试
62、块曲率半径R的0.71.1倍。6.探伤时机：热处理后，槽、孔、台阶等机加工前。如热处理前检验（对锻件形状不合适热处理后检验的），则在热处理后仍要再进行检测。四、扫描速度和灵敏度调节(一)扫描线比例调节纵波直探头：试块上调节：要求试块材质和工件相同或相近。扫描比例要求第一次工件底波在水平满刻度80%左右。利用工件调节：可利用工件上二个已知厚度值部位调节。如某实心轴直径400mm，轴劲部位直径为200mm，则分别将轴身和轴劲部位底波调在4格和8格，每格水平距离代表50mm。也可用二次底波B1和B2调。工件只有一个厚度，如某饼型锻件厚300mm，直径很大，可利用始波T和B1调（但不太准）因T对零，B
63、1对某刻度，如8格，此时忽略了探头中引起混响和保护膜引起的延迟，严格说调好后始波不在零位，而是略后左移。双晶直探头：可在JB/T4730-2005双晶直探头标准试块上调节，使始波对零，深45mm平底孔在第8格以内。横波斜探头： 以横孔试块按深度比例调节。（二）探伤灵敏度JB/T4730-2005：不低于最大检测距离2mm平底孔当量直径。GB/T6402-91标准1级2mm平底孔当量直径。GB/T6402-91标准2级4mm平底孔当量直径。GB/T6402-91标准3级8mm平底孔当量直径。GB/T6402-91标准4级16mm平底孔当量直径。具体根据检验要求定。调节方法：1.底波调节法： 实心
64、园柱体，上、下底面平行（锻件） （空心园锻件）要求：X3N “+”外园径向探测内孔凸柱面反射，“-”内孔径向探测外园凹柱面反射。实际调节时，将探头置于工件表面，使底面回波调至基准波高，再提高按上述相应公式计算得到dB数，即调好了检测灵敏度。2.试块调节法：用于X3N远场的计算公式为：对平行平面工件及实心园柱体，缺陷当量。 空心园柱体工件缺陷当量： “+”外向内探测，“-”内向外探测。当量曲线法：a.面板曲线法将不同直径，不同声程平底孔波高绘制曲线放在面板上，当缺陷波高与某平底孔回波高一致时，即为该缺陷当量。b.相对曲线 dB当量缺陷利用衰减器，将某孔（平底孔）作出距离波幅曲线，探伤时将所有缺陷
65、波均调到基准波。然后根据衰减器得出读数，再在dB当量曲线上查出缺陷当量。AVG曲线定量法（第二章中已介绍）2.缺陷长度测量法6dB（半波高）测长法，对平板工件、探头移动长度即为缺陷指示长度，对园形锻件，进行周向探测时，探头移动长度比缺陷指示长度大，要进行修正。全波消失法。平面工件指示长度Lf：Lf=L-2Xftg 为探头半扩散角。园柱空心工件：外面探测缺陷长Lf为：Lf= 内园探，缺陷长Lf为：Lf= Xf缺陷声程，R外半径，r内半径。3.比例作图法在超声波探伤时，有时会遇到较大的，形状复杂的各类缺陷，用当量法很难全面而完整地测定缺陷的大小，更难以判别缺陷的性质和状态。对此问题作图法将显示出一
66、定的优点，它能将缺陷形象而直观地显露出来，以便于确定缺陷的大小和估判的性质。现以轴类探伤为例，说明作图法的应用。（一）比例作图法简介在超声波探伤中，探头在工件表面上移动，如果一段较长距离内荧光屏上一直出现连续不断的缺陷信号进，这时可将探头以一定的间隔在工件表面上作逐点探测，并详细记录各探测点的缺陷深度，缺陷波的大小以及对底波的影响等参量变化情况。把这些参量绘制在与实际工件大小成比例的图纸上，最后便能显示出缺陷的大小、形状和状态。这种测量缺陷的方法叫作比例作图法。（二）比例作图法的进行步骤1.起始测定点的选择如果探头在工件的某一部位发现了缺陷则左右移动探头，若缺陷信号均由最高趋向消失，这时就取缺
67、陷消失的某一点为起始测定点。如果探测对象为实心轴，当探头沿整个圆周移动时，缺陷波均不消失，那就任选一点作起始测定点。2.逐点测量从起始测定点开始，沿着出现缺陷波方向，以一间隔选择测量点，进行逐点测量。间隔选取越小，测定点越多，准确性越高。3.记录内容应记录各测定点的间隔大小，缺陷反射信号的高度，相对应的缺陷深度以及对底波的影响情况等。4.绘制截面图按一定比例在座标纸上画出工件有缺陷部位的截面图。5.描出缺陷把工件表面上的测定点标在比例截面图上，并以各测定点为圆心，以各测定点所对应的缺陷深度为半径划弧。由各测定点所划弧线的交点，即可显示缺陷轮廓。图6-1是在轴类工件上利用作图法描绘缺陷的示意图。
68、六、缺陷回波判别1. 单个缺陷回波-如单个夹层，裂纹等。定义：间隔大于50mm，波高大于2当量。测：位置、当量，用6dB测长。2. 分散回波：工件中分布面广，缺陷间距大，在505050mm3立体内少于5个，波高大于2。测：当量、位置。如分散性夹层、夹杂等。3. 密集缺陷-可能是疏松、非金属夹杂、白点或成群小裂纹。定义：JB/T4730-2005标准术语和定义第3.16条规定。在荧光屏扫描线上相当于50mm声程范围内有5个或5个以上缺陷反射信号，或在50mm50mm检测面上发现在同一深度范围内有5个或5个以上缺陷反射信号。其反射波幅均大于某一特当量基准反射波幅（如均大于2平底孔当量）。 GB/T
69、6402-91钢锻件超声波检验方法（国标）定义为：在边长50mm立方体内，有5个以上缺陷波高，超过产品技术条件规定值的-6dB。4. 游动回波定义：当探头在工件表面探测移动时，荧光屏扫描线上缺陷波会随之游动，这说明缺陷波相对于检测点至缺陷反射面位置（即深度或声程）在不断变化，这种波称游动回波，在轴类工件中常见。游动波产生原因：（当出现游动回波，可考虑中心附近危险性缺陷）随探头移动，不同波束射至缺陷，中心波束射至缺陷，回波高，声程小，边缘波束射至缺陷，回波低，声程大，在扫描线上游动范围达25mm，利用游动波的包络线，可判断缺陷形状。游动波形及缺陷的定性分析超声波探伤是通过对荧光屏所显示的波形的观
70、察，分析来确定缺陷的位置、大小和性质的。尤其是对缺陷的定性分析，更依赖于对波形变化的观察。在超声波探伤中，常常会遇到这样的情况：当探头沿着某一方向连续移动时，荧光屏上的缺陷波会随之移动，通常我们称它为“游动波形”。出现这种游动的波形的原因是由于荧光屏上水平扫描线是一个与时间有关的座标，因而它对应着被探工件的不同深度， 所以“游动波形”的出现即说明有一个相对于检测点的深度在不断变化的缺陷。这种特殊的波形信号，尤以在轴类工件的探测中，当探头沿周向移动时最常见。在带有中心孔的轴上，这种波形出现得更为奇特，往往会从“底波”（即中心孔的反射波）前出现，穿过“底波”游动到底波的后面。这种现象初看起来似乎不
71、可理解，因此，为能较清楚地介绍锻件中缺陷的存在形式与缺陷波形之间的联系，下面将通过一些游动波形图来加以说明：1.对有中心孔的轴类，中心孔壁上的径向缺陷以图6-2所示。此种缺陷波的游动规律一般表现为：（1）随着探头在工件表面上沿周向移动，缺陷波在“底波”前后连续游动。（2）当缺陷波与“底波”重合时，探头声束轴向与缺陷取向之间的夹角一般在55左右。（3）缺陷波在“底波”之后将逐渐增大，其波幅达最大值的位置常处于探头声束轴向与缺陷取向有80左右夹角的位置。2.在有中心孔的轴类中，距中心孔一定距离的体积型缺陷如图6-3所示。此种缺陷波的游动规律一般表现为：（1）随着探头在工件表面上沿周向移动，缺陷波在
72、“底波”前后连续游动。（2）最大缺陷波出现的位置无一定规律，它取决于缺陷表面的反射条件。如果缺陷表面的反射条件各向同性，则最大缺陷波常出现在“底波”前深度最小的位置上。（3）当探头从最大缺陷波的位置沿着工件表面作周向移动时，缺陷波向“底波”靠近，并穿过“底波”，缺陷波的高度随之下降直至消失。3.实心轴类中体积型缺陷的波形游动规律：（1）实心轴中，当缺陷距中心的距离为0dRtg时，如图6-5所示。此种缺陷波的游动规律一般表现为： 1）缺陷波游动的范围有两个，相互间相差180。如图6-4所示的A区和B区。 2）探头在A、B两区内检测时，缺陷波的动态情况很相似，都有一最大值。而当探头沿周向左右移动时
73、，缺陷波均逐渐降低，直至消失。一般情况下B区波幅要比A区稍低些。无论是0dRtg的情况，由缺陷波所表明的深度可以估计体积性缺陷沿径向的厚度。例如：在dRtg的情况下，如果缺陷波具有最大深度和最小深度时的探头位置处在实心轴圆周的两个相对位置上，即相差 180，而且两缺陷波所显示的深度之和又恰恰等于被检轴直径的大小，此时即表明：缺陷本身的厚度不大；如果两缺陷波所显示的深度之和小于被检轴的直径，那末期差值即可被认为是缺陷本身的厚度。在实际探伤过程中，一个正确的结论还应根据波形的变化，波形的数量，判定是单个缺陷还是多个缺陷以后才能作出上述决定。通过上述对图示的分析，可以定性地理解锻件中缺陷存在的形式与
74、探伤时缺陷波表现形式之间的一些联系。一般认为：探伤时荧光屏上出现了游动波形，则表明锻件中可能存在有危险性缺陷，例如中心孔上的径向裂纹，因此必须引起重视。然而，在判定时，还必须认真分析波形的变化规律，游动的距离，与底波的关系以及最大缺陷波显示的位置等等，综合考虑后才能得出正确的结论。5. 底面回波1.底波消失，缺陷很高或缺陷波出现多次反射，大多为与探测面平行的大面积缺陷，如缩孔、夹层、大裂纹等。2.底波消失或很低，缺陷波很低或无缺陷，可能是靠近探测面很近的大面积缺陷，或与探测面倾斜的大缺陷。3.出现密集的互相此起彼落的缺陷回波。底波明显下降或消失为密集缺陷，如缺陷面积远大于声束截面，当量非常小，
75、底波降低不多，大多为金属夹杂物。如缺陷波密集，面积成片，缺陷波当量较大，底波下降很快，大多为白点。4.JB/T4730-2005中，底面回波订到标准中，术语和定义第3.17条规定：靠近缺陷处的无缺陷完好区内第一次底波幅度BG与缺陷区域内的第一次底波幅度BF之比用声压级（dB）值表示，即BG/BF（dB）来评定锻件质量等级。 6. 几种典型缺陷波型缩孔和缩管缩孔和缩管都是在浇注钢锭的过程中形成的。当液体金属注入钢锭模后，其凝固过程是从四周向中心，由底部向上部逐渐进行的，同时发生体积收缩。如果在冷却过程中不能随时补充液体金属，那么将在最后凝固的钢锭上部冒口部位形成空洞，空洞一般呈嗽叭口状，此空洞即
76、称缩孔。当缩孔比较严重，具有较大的长度时，又称为缩管。用超声波检查锻件中的缩孔，已不是它的原始形态，而是在锻造后未完全切除的残余缩孔。因此位置都处于冒口端的锻件中心部位，从一端向锻件内部延伸。在锻造时随着金属的延伸而被拉长，有时在锻件中可长达2米之多。用超声波检查时，反射信号很强，并且轴向连续存在。当缩孔较大时，底波有严重的衰减甚至消失。疏松疏松形成的机理和缩孔相同，也是由于金属在凝固过程中因体积的收缩而造成的。所谓疏松，其本质就是固态金属的多孔或不致密。与形成缩孔原因所不同的就是冷凝速度的差别。当冷凝速度快时，金属便不能产生集中的体积收缩，因而形成了弥散的多孔性。在铸造过程中，往往疏松伴随缩
77、孔同时存在。经锻造之后，往往疏松情况能够得到不同程度的改善。图6-6示出了锻件中的疏松及探伤波形。夹杂物材料中的夹杂物种类很多，但按其来源大体上可分为两类 内在夹杂物材料在冶炼、浇铸过程中，由于内部各成分间或金属与炉气、容器等接触所引起的化学反应而形成的产物。这类夹杂物颗粒非常小，而且呈弥散分布，一般超声波较难发现。但在浇注时由于这类夹杂物和金属的熔点不同，在冷凝过程中将集中于钢锭中心或钢锭的某些区域内，这种现象称为区域偏析。在锻件中最常见的偏析区有两种：一种是密集于锻件中心部位，称为中心夹杂物；一种是离开锻件的中心部位，而呈方锥形，称方形偏析。按偏析区出现的部位不同，从钢锭的纵剖面看又可分为
78、：（1）出现在钢锭上部的“V型偏析”；（2）出现在钢锭下部的“型偏析”。在偏析区中由于夹杂物过于集中，颗粒较大，对于这类缺陷超声波探伤有时是能够发现的。对于中心夹杂物，缺陷反射信号在荧光屏上相对于锻件的中心位置呈丛状波形，如图6-7所示。缺陷当量一般均不太大，最大约为3、4左右。对于方形偏析，缺陷的反射信号在荧光屏上将出现以中心对称的两丛波形，如图6-8所示。外来夹杂物这种夹杂物一般是从炼钢炉、钢包或其它设备上掉下来的耐火材料。这种夹杂物体积较大，虽然在锻造时，有可能被粉碎成较小颗粒或压成薄片状。但这类缺陷仍很容易被超声波探伤所发现。这种缺陷的出现和分布无一定规律，所以探伤时缺陷出现的位置也无
79、规律可寻，缺陷反射信号大小也不一样。如果在某一区域发现了缺陷，往往不只是一个，而是多个群集。裂纹金属在锻造和热处理等加工过程中，由于锻造温度不适当，加热温度不均匀；加热、冷却的速度不适宜，以及施加的压力不适当或不均匀都将引起金属的局部破裂，形成裂纹。裂纹的种类很多，在工件中的分布位置也很广。例如在工件表面、近表面及内部都可能产生。现将锻件中最典型的中心锻造裂纹叙述如下：这种裂纹的产生主要有三个方面的原因：（1）锻造前工件加热不均匀或不足，俗称没有烧透；（2）停锻温度过底，工件外部冷却快，心部冷却慢，温差过大；（3）由于高熔点或低熔点的夹杂物在晶界上密集析出。在上述三种情况下，金属在承受压力加工
80、时，由于各种塑性变形不同，在其交界面上将产生滑移甚至撕裂。最典型的中心锻造幅度变化很大，而且波形在荧光屏上游动。白点在某些金属断口上，有时会发现圆形和椭圆形，表面光滑呈银白色的斑点，直径大小不等，从零点几毫米到十几毫米。这种缺陷称为白点，如图6-9所示。实质上白点就是裂纹，它严重的影响金属材料的延伸率、收缩率及韧性。白点最易产生在以镍铬锰为合金元素的合金结构钢中、低合金结构钢，碳素结构钢有时也会产生白点，但比较少见。在奥氏体钢及莱氏体钢中没有发现过白点。关于白点形成的原因，尚未得出更确切的结论。目前都认为氢和组织应力是形成白点的主要原因。在冶炼和浇铸过程中进入金属液体中的氢气是以原子状态存在的
81、，在以后的热加工过程中，如果缓慢冷却，原子氢有从金属内部向外扩散的趋势，如果冷却过快，原子氢来不及从金属内扩散出去。而在金属内逐渐聚积并结合成氢分子。氢分子很难从金属中向外扩散，在其聚积的地方将造成巨大的局部应力，随使金属破裂。白点在形成时由于有扩散现象，因此在锻件中形成的位置有差别，对于小截面锻件，冷却快，来不及扩散，所以一般均在中心部位形成。超声波探伤时，在相对于锻件中心的部位出现林状波。对于较大截面的锻件，加热后冷却较慢，存在着明显地扩散现象，白点呈辐射状分布在锻件圆周的某一深度范围内。超声波探伤时，将出现对称于中心的两处林状波，而且较浅的一处缺陷反射幅度高，较深的一处缺陷反射幅度低。白
82、点缺陷的超声波探伤波形见图6-10。在超声波探伤中，有时白点波形和中心夹杂物、“V形偏析”、“方形偏析”等缺陷信号，在荧光屏上的分布位置容易混淆，这时可按以下三个方面区分：白点多出现在锻件的大截面段，而中心夹杂物和各种偏析，只出现在锻件的某一端。白点为清晰的林状波；而中心夹杂物和各种偏析则为连续起伏的丛状波。白点对超声波反射强烈，所以对底波影响大；而中心夹杂物和各种偏析，因透声性较好，所以对底波影响小。晶粒粗大晶粒粗大对超声波的吸收和散射影响甚大，在探伤中将引起超声能量的强烈衰减，而且还会引起很多杂乱的反射信号，图6-11即为晶粒粗大所引起的超声波波形，这对超声波探伤十分不利。此种波形在荧光屏
83、上出现是有一定规律的，不论探头放在工件表面的什么位置上， 反射信号都出现在相对于锻件近表面的一段区域里，并且波形呈自由衰减形式。六、非缺陷回波（在通用技术中已讲）此略。七、锻件质量评定按标准评1断定为危害性缺陷，如白点、裂纹等一律最低级为不合格。即评为级2对非危害性缺陷，按单个缺陷表7、密集缺陷表8（按面积百分比），和底波降低量表6三个方面独立评定。锻件最终等级按最低级评定。第二节第二节 铸件超声波探伤铸件超声波探伤一.铸件中常见缺陷：1.气孔：金属液含气量过多，模型潮湿，透气性不佳等原因，在熔化的金属凝固时，气体来不及逸出。形成的空洞，有单个、密集。2.缩孔：浇铸金属液过程中冷却收缩得不到补
84、缩而形成的空隙。多位于浇冒口处。3.夹杂：外来的非金属夹杂：型砂、耐火材料也有夹砂。内部的非金属夹杂：浇铸金属与气体反应形成物。或熔渣没有与铁水分离形成。金属夹杂：其它异种金属落入溶池形成。4.裂纹：由于材质和铸件形状不适当，产生内应力或截面突变，应力集中形成裂纹。高温下产生的称热裂纹，低温下产生的称冷裂纹。在铸件探伤中把缺陷分为二类：1. 平面型缺陷：在超声检测中，只能测出缺陷的两维尺寸，称平面型缺陷。属于这类缺陷有：裂纹、未熔合等。2. 非平面型缺陷：超声检测中，能测出三维尺寸，称非平面型缺陷，属于这类缺陷有：气孔、缩孔、夹砂、夹渣（即为夹杂）。二.铸件探伤的特点1.透声性差：由以下三方面
85、引起铸件各部分冷却速度不同引起，组织不均匀。铸件树枝状结晶引起，组织不致密性。铸件由高温冷却凝固缓慢引起组织晶粒粗大。2.声耦合差：由表面粗糙引起。3.干扰杂波多：由下面三方面形成：粗晶和组织不均引起散乱反射，草状回波使信噪比下降，高频时尤为严重。轮廓回波和退到变型非缺陷波。粗糙表面使入射到铸件中声波发散产生表面干扰波。三.铸钢件探测条件的选择：1.仪器、探头仪器符合JB/T10061-1999（A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件）。探头：纵波直探头22.5MHZ：直径1030mm，对粗糙表面用软保护膜直探头。横波斜探头0.52MHZ：K1，1.5，2，2.5，3或=45、60、70。纵波
86、双晶探头22.5MHZ：两晶片之间声绝缘必须良好。仪器、探头系统性能：用JB/T10062-1999测试方法。灵敏度余量：纵波直探头30dB f=2-2.5MHZ。横波斜探头50dB f=2-2.5MHZ。分辨力：纵波直探头f3MHZ20dB横波斜探头F=2512dB2.试块：ZGZ系列平底孔试块为纵波直探头试块三种。平底孔直径为3、4、6。探测面到平底孔深度L=25、50、75、100、150、200，6种。对试块要求：a.不允许存在等于或大于2平底孔当量缺陷。b.用铸钢或低合金钢材料做，超声衰减系数应与被探伤铸钢件材衰减系数相同或相近。c.试块侧面要标明：名称，编号，材质，透声性。ZGZ用
87、途：调探伤灵敏度、测试距离波幅曲线。ZGZ系列双晶探头用试块：9个3mm平底孔，每孔相距25mm，9个孔位于50mm宽试块中心，9个3mm平底孔离探测面距离分别为5mm、10、15、20、25、30、35、40、45mm。3.探测表面与耦合剂探测面光洁度：铸造表面：Ra12.5m。探测面粗糙度：机加工表面：Ra10m。探伤面和工件背后清除影响超声检测杂污物。耦合剂：可选用粘度较大耦合剂。如机油，机油和黄甘油混合剂，浆糊等以20号40号机油为好。调整仪器，校验仪器和检测铸钢件必须使用同种耦合剂。4.透声性测试：透声性定义：超声纵波垂直入射到测试面与其背面平行的无缺陷的铸钢材料中，超声波在其中往返
88、传播一次所引起的声压降（dB），通常用纵波直探头测试的底波B1与B2的波高差值用dB表示。测试：在铸钢厚度相同区域内，至少测三点取平均值。注意：测试透声性时，铸钢探测面和背面要平行，且足够大，如工件不具备此条件要用相同浇铸工艺，浇铸测试平面试块。5.铸钢件超声波探伤适应性判断：仪器抑制置“零”，用22.5MHZ中某一频率。在铸钢件最大厚度处用纵波直探头探测，以选定为纵波直探头探伤灵敏度的参考平底孔（如3、4、6）回波幅度比同声程噪声信号的幅度高8dB以上，则该铸钢件适合超声波探伤。如不能满足上述要求，可用1MHZ频率再次探测，如能满足，也为适合超探。如不能满足，则该铸钢件应采用热处理方法，细化
89、晶粒，改善透声性，以满足超探要求。6.铸钢件壁厚层次划分：铸钢件厚度90mm时，任一表面以30mm范围（两外层厚各为30mm）为外层，其余中心部分为内层。四.距离波幅曲线测试与灵敏度调整如果透声性铸钢比试块大于8dB必须补偿。1.纵波直探头距离波幅曲线制作（书P205）检测时再提高6dB。试块与工件表面补偿。2.纵波双晶探头：对准ZGS试块探测不同深度3平底孔，将回波高度最高平底孔调至80%，再测出其余孔回波高度。然后再进行表面粗糙度损失补偿，检测时再提高6dB。3.横波斜探头：将横波斜探头与铸钢件探伤面用耦合剂接触，调整仪器，使噪声信号幅度达到1-3mm。如果此时仪器调到最高灵敏度，噪声信号
90、仍达不到灵敏度，则以仪器最高灵敏度探伤。五.缺陷的判别与测定1.缺陷判别：缺陷回波幅度大于或等于距离波幅曲线位置。底面回波幅度降低量12dB的位置。不论缺陷回波幅大小，凡出现线状和片状特征缺陷显示的位置。 2.测定缺陷平面位置：由缺陷波出现时探头在工件表面对应位置确定。缺陷深度：由缺陷一处连续出现缺陷波中最左边的波峰的位置（在水平刻度线）来确定。缺陷在铸钢件厚度方向尺寸：由一处连续缺陷回波在水平刻度中最左边的与最右边的两波峰之间的宽度来确定。缺陷面积测定或尺寸测定：平面型缺陷：对具有线状和片状特征的缺陷显示，用6dB法画出缺陷范围，测出长度、面积。非平面型缺陷：缺陷回波幅度等于或大于距离波幅曲
91、线者用6dB法在探伤面画出缺陷范围。用底面回波降低量12dB时，以底面回波降低12dB为条件作为缺陷边界，划出探伤面上位置。同时要查明：是否倾斜，不平整，耦合接触不好等原因。 六.质量等级评定评定区面积105mm2（317317正方形），尽可能使严重的缺陷位于评定区内，（GB7233-87中不能用面积相同矩形为评定框）。第七章第七章 焊缝超声波探伤焊缝超声波探伤第一节第一节 焊接常见缺陷焊接常见缺陷一、焊接接头形式一、焊接接头形式 锅炉压力容器、压力管道等特种设备的焊锅炉压力容器、压力管道等特种设备的焊接大多采用熔焊范畴的手工电弧焊，埋弧接大多采用熔焊范畴的手工电弧焊，埋弧焊（自动或半自动），
92、气体保护焊（惰性焊（自动或半自动），气体保护焊（惰性气体保护焊，气体保护焊，CO2气体保护焊，混合气体气体保护焊，混合气体保护焊），药芯焊丝自动焊和电渣焊等多保护焊），药芯焊丝自动焊和电渣焊等多种焊接方法。种焊接方法。 焊接接头的形式主要有：对接接头，角接接头，T形接头和搭接接头等几种。对接接头常用于锅炉压力容器筒体纵、环焊缝，封头拼接焊缝，封头与筒体连接焊缝，接管与管子的对接焊缝等，有双面焊对接接头，单面焊对接接头和带垫板的单面焊对接接头等几种形式。角接接头常用于锅炉压力容器接管、法兰、夹套、管板、管子和凸缘的焊接。T形接头常用于锅炉炉胆与管板，压力容器中换热器的筒体与管板的焊接。搭接接头在
93、锅炉压力容器受压件结构中应用较少，常用于常压油槽等焊接结构中。二、焊缝坡口形式为了保证焊接质量，在焊接前对被焊两金属件相连接处预先加工成一定形状的结构形式，称焊接坡口形式，采用焊接坡口的目的是为了保证焊透，尽量减少焊缝填充金属，便于施焊减少焊接变形，应根据不同的焊接接头形式和采用的焊接工艺来选择合适的焊接坡口形式。对接焊缝采用手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊和药芯焊丝焊，可根据板厚分别采用不开坡口，X形坡口、V形坡口、单U形坡口或双U形坡口等形式。角接焊缝和T型接头常采用V形、单边V形、U型和K型等坡口形式。搭接焊缝不开坡口即可施焊。三、焊缝中常见缺陷焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、
94、不致密或连接不良的现象称焊接缺陷。焊缝中常见的缺陷有：1.外观形状缺陷：主要有咬边、焊瘤、凹坑、未焊满、烧穿、成形不良、错边、塌陷、表面气孔、弧坑缩孔，各种焊接角变形、波浪变形等，这些缺陷存在将对超声波探伤缺陷判断产生影响，因此，在对焊缝进行超声波探伤前，必须先对工件焊缝外观进行检查，发现有上缺陷时应尽量设法清除。2.内部缺陷主要有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等，这些缺陷是超声波探伤的检测对象，检测的目的就是要发现这些缺陷。从事超声波探伤的人员必须了解其产生的特点、分布规律和对超声波的反射特性 (1)气孔焊接时，熔池中的气体在金属凝固前未能逸出，残留在焊缝中形成的空穴，气孔的产生原因有焊接
95、工艺因素，也有熔焊冶金因素等。产生气孔的气体可能是熔池外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。其气体的成份有氮、氧、一氧化碳和水蒸汽等。熔焊中的气孔多为氢气孔和一氧化碳气孔。气孔可存在于焊缝中各不同部位，有单个、多个、密集和链状气孔等情况出现，其形状大多为球状，也有条状或针状气孔。(2)夹渣焊后残留在焊缝中的焊渣称夹渣。是由熔池中熔化金属的凝固速度大于熔渣的流动速度时，熔渣未能及时浮出熔池而形成，主要存在于焊道之间和焊道与母材之间。由焊接冶金反应产生的，焊后残留在金属中的微观非金属杂质（如氧化物、硫化物等）称夹杂物。钨极惰性气体保护时由钨极进入到焊缝钨粒称夹钨。(3)未焊透焊接时接头根部
96、未完全熔透的现象，对对接焊缝也指焊缝深度未达到设计要求使焊缝金属没有进入接头根部的现象，称未焊透。是由于焊接电流小，熔深浅，坡口和间隙尺寸不合理，钝边太大；磁偏吹影响，焊条偏芯度太大，层间及焊根清理不良等原因产生。未焊透均存在于根部，对双面焊对接焊缝存在于中间。(4)未熔合熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分称未熔合，是由焊接电流过小，焊接速度过快，焊条角度不对，产生了弧偏吹，焊接处于向下焊位置时，在母材未熔化时已被铁水复盖，或母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等原因产生。按未熔合所在位置可分为坡口未熔合，层间未熔合和根部未熔合三种。(5)裂纹在焊接应力
97、及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙，称为焊接裂纹，它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。按裂纹的方向可分为纵向裂纹、横向裂纹、星状裂纹（大多在弧坑处），网状裂纹；按裂纹发生的部位可分为根部裂纹、弧坑裂纹、熔合区 裂纹、焊趾裂纹和热影响区裂纹，按裂纹产生的温度可分为热裂纹（如结晶裂纹、高温液化裂纹和多边化裂纹），冷裂纹（如延迟裂纹、淬火裂纹），按裂纹产生原因可分为再热裂纹、层状撕裂等。a.热裂纹热裂纹是焊接过程中焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹，都是沿奥氏体晶界发生开裂。热裂纹中结晶裂纹是焊缝金属在结晶过程中处于固
98、相线附近的温度范围内，由于凝固金属的收缩，而且此时残余的液相不充足，在承受拉伸应力时造成沿晶界开裂。 多产生在含硫、磷、碳、硅较多的碳钢及低合金钢，低中合金钢焊缝中，也产生在单相奥氏体钢，镍基合金及某些铝合金焊缝中，结晶裂纹通常产生焊缝金属上，在个别情况下也发生焊接热影响区。热裂纹中高温液化裂纹是由于焊接热循环峰值温度作用下，在焊接热影响区和多层焊的层间金属中如果含有低熔点共晶组成物，即可被重新熔化，当受到一定的拉伸内应力时就会诱发和产生奥氏体晶间开裂，高温液化裂纹多发生在硫、磷、碳等杂质较多的铬镍高强度钢、奥氏钢，某些镍基合金的近缝区或多层焊的层与层之间，在母材及焊丝中，杂质含量越高产生高温
99、液化裂倾向越大。热裂纹中多边化裂纹是焊缝和近缝区在固相线温度以下的高温区内，由凝固金属中许多晶格缺陷（空穴、错位），物理化学性能不均匀性，组织的疏松、高温强度及塑性低等原因在温度和应力作用下，产生沿着多边化边界开裂。多边化裂纹大多产生在纯金属或单相奥氏体合金焊缝或焊接热影响区。b.冷裂纹冷裂纹是焊接接头冷却到较低的温度以下，大约在钢的马氏体转变温度（即MS或200300的温度区）以下，由于拘束应力，淬硬组织和氢的作用下产生的裂纹，冷裂纹主要发生在低合金钢、中合金钢和高碳钢焊缝的热影响区。延迟裂纹是冷裂纹中一种比较普遍的形态，是钢的焊接接头冷却到室温后，并在一定时间（几小时甚至十几天）才出现的焊
100、接冷裂纹。可在焊接接头的不同部位产生不同的延迟裂纹：产生在沿应力集中的焊缝根部所形成的焊接冷裂纹称焊根裂纹，产生在沿应力集中的焊趾处所形成的焊接冷裂纹称焊趾裂纹，裂纹取向与焊道平行，由焊趾表面向母材深处扩展，产生在靠近堆焊焊道的热影响区内形成的焊接冷裂纹称焊道下裂纹，一般情况下裂纹取向与熔合线平行，也有垂直于熔合线的。c.再热裂纹焊后焊件在一定温度范围再次加热时，由于高温及残余应力的共同作用而产生的晶间裂纹称消除应力裂纹，也称再热裂纹。再热裂纹也是沿晶开裂，但再热裂纹只在较低温度下一定范围内（约550650）敏感，而热裂纹是在结晶过程中的固相线附近发生。再热裂纹多发生在低合金高强钢、珠光体耐热
101、钢、奥氏体不锈钢以及镍基合金的焊接接头粗晶段，高强钢厚壁容器焊缝常出现这种再热裂纹。d.层状撕裂焊接时，在焊接构件中沿钢板轧层形成的呈阶梯状的一种裂纹称层状撕裂。属低温开裂，撕裂的温度不超过400，产生层状撕裂的原因主要是由轧制钢材内部存在分层状夹杂物（特别是硫化物、夹杂物等）和在焊接时产生垂直于轧制方向的应力， 使焊接热影响区产生“台阶”状开裂，可穿晶发展。层状撕裂大多发生在屈服强度高，且含有不同程度夹杂物的高强钢，如厚壁容器、大型结构件等T型接头，十字接头和角接头焊缝母材上（如T型接头的翼板上）比较易于产生层状撕裂。当焊接接头中存在微气孔、微裂纹、咬肉、未焊透等尖角效应缺陷时都可能在应力作
102、用下发生为层状撕裂。第二节第二节 中厚板对接焊缝超声波探伤中厚板对接焊缝超声波探伤一、探测条件的选择1. 探测面光洁度：表面粗糙度6.3m，露出金属光泽。探测面宽度（即探头移动区）L为：二次波（一次反射或串列式）L=1.25P=2.5K=2.5Ttg 式中：P跨距mm， T母材厚度mm， K探头K值等于tg， 探头折射角（）。直射波（一次波） L=0.752TK=1.5TK2. 耦合剂：机油、浆糊等。3. 频率：通常25MHZ。薄板：5MHZ。4. K值选择：选择原则： 三条原则使声束扫查到整个焊缝截面。（不漏检）使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直。（提高危险性缺陷检测率）（焊缝中危险性缺陷
103、大多与表面垂直）保证有足够探伤灵敏度如光从探头考虑：从斜入射往复透过率角度分析，有机玻璃钢折射角=4050（相当于K=1左右）往复透过率最高，大于20%30%。此时检测灵敏度最高。=5060时，往复透过率1720%。（相当K=1.5）=6070时，往复透过率1417%。（相当K=2）=7080时，往复透过率1014%。（相当K=2.5K3）=8090时，往复透过率10%0。即越大（K越大），往复透过率越小，灵敏度越小。当然灵敏度除了探头K值，还有仪器配合。为保证声束扫查到整个焊缝，探头K值必须满足： （a、b分别为上、下焊缝 宽）标准中K值选择推荐定： 6mmT25mmK=3.02.025mm
104、T46mmK=2.51.546mm3.5）或50（K3.5）不太精确CSK-A用16孔单孔法： （L入射点至孔水平距；d孔深。）双孔法：比较准确 孔深d1和d2应和板厚相当。一般取d1=T，d2=2T或，d2=T。如取d1=T，d2=2T，则 5. 探测方向的选择纵向缺陷探测：T=646 用一种K值探头，一、二次波（即直射波和一次反射波），A级在对接焊缝单面单侧探测，B及探测为单面双侧探测，C级探测为用两种K值的直探头在焊缝单面双侧用一次波或二次波探测，其中一个探头K1，两个探头折射角相差10。46T120 不适用于A级探测，对B级探测探头用一种K值，对C级探测用两种K值，一次波探测（即直射波
105、），在对接焊缝双面单侧或双面双侧探测。120mmT400mm 用两种K值探头，一次波（即直射波），在焊缝双面双侧探测。横向缺陷C级检测应磨平焊缝：一种或两种K值，用一次波在焊缝上平行焊缝扫查。B级检测不必将焊缝磨平即有余高焊缝：在焊缝两侧平行焊缝或斜平行焊缝扫查（一种或二种K值）电渣焊缝：K1探头45斜平行扫查焊缝双侧。二、扫描线比例调节声程法：用CSK-A、I I W和W2试块，半园试块，利用R100、R50等弧面用于非K值的折射角探头。2.水平法CSK-A法：先测出K值和入射点。把始波向左移动约10mm。对准A孔探测找到最高回波，量出水平距离L1并将A波调到水平刻度L1（用微调）。对准B孔
106、，找到最高回波，量出水平距离L2，如B波位于水平刻度Y，不在L2，则算出X=Y-L2。X为正值：用微调向右将B波调Y+2X处。X为负值：用微调向左将B波调Y-2X处。用水平旋钮将B波调至Y处。再核对A波是否在L1，一般一次成功。（如A波不在L1还需再调。）CSK-A法 先测出探头K值、入射点。 将扫描线左移约10mm。 探头在位置A，对准深度d的2横孔找到最高波，测量出水平距离L1，用微调将此回波调到水平刻度L1。 将探头后移至B，使声束通过底面反射探测（深d）的2横孔。前后移动，找到最高回波，测量出水平距离L2，此时回波若在Y，则计算X=Y-L2。X为正值：用微调向左将2孔波移至约Y+4X处
107、。X为负值：用微调向右将2孔波移至约Y-4X处。再核对A位置，如在L1，则调毕；如不在L1，需再复调。3.深度法用CSK-A、A、A、RB和半园试块等将相应深孔调至相应刻度。CSK-A法： 探头对准深d1和d2的两孔，分别找到最高波，分别调至水平刻度d1和d2。CSK-A探头分别在位置A和B探测2横孔，找到2孔最高反射。在A位置调至水平刻度d 完成深度1:1在B位置调至水平刻度（2T-d）三、距离波幅曲线绘制与应用曲线名称JB/T4730-2005波高h及区域判废线（RL）区，hRL定量线（SL）区，SLhRL评定线（EL）区，ELhSL1.距离dB曲线绘制测定入射点和K值。 扫描线按水平或深
108、度1:1。如按深度1:1，在CSK-A试块探测不同深度16短横孔。注意：1) 首先在衰减器上衰减某dB读数，如52dB。（此读数可自行设定，但要保证探测工件时最大声程处检测灵敏度要求）2) 设定基准波高，如50%。（可在40%80%间）抑制为零，将探头对准深10mm16孔找到最高点，调节“增益”使波高达基准波高（50%）。探测其它深度的16短横孔，分别找到最高点，不动其它仪器旋钮，只调衰减器，分别使 各深度波高达基准高（50%），记下相应的衰减器读数。根据所测得的不同深度16短横孔回波达基准高时相应的衰减器读数，及所探焊缝板厚要求列出三条线的表。根据上述表中数据，作出距离dB曲线描出判废线、定
109、量线、评定线，表出、区和探头K值，晶片尺寸和频率。 如对工件探伤还要标明表面补偿。2.距离dB曲线应用 调整探伤灵敏度。不低于评定线测定缺陷大小1)当量大小，相当于16dB及确定缺陷波区域比较二个缺陷大小。2)测缺陷长度：区6dB法 区以评定线绝对灵敏度法测长。面板曲线：距离波幅曲线制作：以CSK-A为例：测出探头K值、入射点。仪器抑制置零，衰减器预先衰减一定dB值（如32dB）。将探头对准确10mm16短横孔，找到最高回波，调整“增益”（如光调增益不能满足，也可调衰减器），使回波调至满幅100%，记下此时衰减器读数（如30dB）。固定“增益”、“衰减器”分别测20、30、40、50、60等不
110、同深16孔。找到最高回波，并在面板上标出相应波高位置。根据各深度16孔回波最高位置，直接在面板上划出16回波高度曲线，即为面板曲线。4.面板曲线应用。调灵敏度如1546mm板厚焊缝，检测灵敏度评定线为16-9dB，如表面补偿为5dB。则只要将衰减器读数减少9+5=14dB，如作曲线时读数为30dB，则此时只要将衰减读数调为30-14=16dB，就调好了灵敏度。确定缺陷当量波高及区域区：16-9dB16-3dB衰减读数为16dB时，缺陷回波高于16参数线。衰减读数为22dB时，缺陷回波低于16参数线。区：16-3dB16+5dB衰减器读数为22dB时，缺陷回波高于16参数线。衰减器读数为30dB
111、时，缺陷回波低于16参数线。区：16+5dB以上衰减器读数为3RdB时，缺陷回波等于或高于16参数线。四、声能损失差测定引起损失原因表面耦合差：试块与工件，表面粗糙度不同；材质衰减差：试块与工件，材质不同引起材质衰减不同；底面反射差：试块与工件，底面不同状况。测试方法1.薄板焊缝损失差：一收一发两探头在工件上相距2P时，测得回波高为H1（具体可将波调至基准高如40%，记衰减器读数NdB），再在试块上一收一发探头相距仍为2P时，测得回波高为HZ（具体将波调至基准高如40%，记下衰减器读数N ）。用衰减测出H1-H2=dB值=（N-N）dB。如dB即为： 表面耦合损失差 底面反射损失差 材质衰减损
112、失差2.中厚板焊缝声能损失差测定试块与工件材质、厚度相同。上表面耦合损失差：试块A面与工件光洁度相同，B面与CSK-A光洁度相同。用衰减器测出B1-B2=1dB值。下表面反射声能损失差：用衰减测出H1-H2=2dB值。总的声能损失dB=1dB+2dB。（这里因材质相同故无材质衰减损失差）试块与工件材质、厚度不同1)材质衰减系数测定：试块：厚T=40mm，材质、表面粗糙度与工件相同或相近。仪器按深度1:1调，两只相同型号斜探头一收一发，测出相距1P和2P时的波幅H1（dB）和H2（dB）。则衰减系数 （S1和S2为横波声程；为斜探头内等效声程） （如忽略，则此式约等于：） （这里 对K2值探头
113、=63.4， 故忽略=10mm。） 2)表面耦合与底面反射损失差测试。一发一收两斜探头置于CSK-A（T=30mm）或CSK-A（T=T1）在相距1P时测出回波高H1（dB），再将探头移至工件上，相距1P时同样测出回波高H2（dB）。则表面耦合与底面反射损失差1为：表面与底面反射损失：1（dB）=（H1-H2-2-3）dB扩散（声程差引起）： （T1试块厚；T2工件厚）材质衰减引起：3=2X2-1X1当试块10.01dB/mm时，3=2 X2=2 （单探头探伤时2为来回双程，故 ， 不为 。）五、扫查方式（见书P221）1.锯齿形扫查：探头对准焊缝探测沿锯齿形路线扫查。2.左右扫查与前后扫查：
114、探头对准焊缝沿左右与前后路线扫查。3.转角扫查：探头在某一位置对焊缝作转角扫查。4.环绕扫查：探头对准焊缝中某一点，以此点为中心作环绕扫查。5.平行、斜平行扫查：探头平行或斜平行于焊缝扫查。6.串列式扫查：用一发一收两头对准焊缝探测，作串列式扫查。六、缺陷位置测定1.声程定位法根据声程，定出缺陷水平距离和深度。（缺陷声程由缺陷在扫描线上位置求得）。设声程为X，水平距离L，深度d，则，L=Xsin；d=Xcos。在定位时，根据X数值，判断一次波或二次波探测。2.水平定位法定出缺陷水平距离和深度d。水平距离Lf直接由水平扫描线上缺陷波位置根据水平扫描线比例得出。Lf=n*f，n水平扫描比例，1:n
115、。深度d：一次波： 二次波： 3.深度定位：（书P223）仪器按深度1:n 调水平距离：L=Knf缺陷深度一次波发现：d=nf 二次波发现：d=2T-nf对数字式探伤仪，可直接得水平距离和深度值，不必计算，仪器内将自动换算，但换算原理遵循上面的表示式。 七、缺陷大小测定1.缺陷幅度测定：探测中找到缺陷最高波，将缺陷波调到基准波高（对距离dB曲线），读出衰减器读数。定出缺陷当量值，例16dB。再与被探工件距离dB（波幅）曲线中评定线，定量线、判废线比较，定出缺陷波所在区域。4642.根据缺陷波区域决定对缺陷测长方法。区：缺陷波一个高点：用6dB法测长。缺陷波多个高点：用端点6dB法测长。GB11
116、345用端点峰值法测长。区：移动探头使缺陷波降到评定线的绝对灵敏度测长。区：波高位于区已判废（不管多长），但在发报告和返修仍要测长，可用6dB测。3.指示长度计量指示长度小于10mm以5mm计。 相邻两缺陷在一直线上相邻间距较小缺陷长度，以两个缺陷之和作为一个缺陷指示长度（不含间距）。八、焊缝质量评级分为、级，按标准中表23焊接接头质量分级规定执行。实际评定时，根据执行标准，和缺陷实际情况评定。超声探焊缝评定（质量评级）一般遵循以下程序：1.对所探焊缝接标准规的方法和探伤工艺准确测出缺陷的波幅、区域、指示长度，及位置分布。2.根据执行标准的质量评级要求和规定，对所探焊缝评定级别，评定时程序为：
117、先评不允许存在的缺陷，发现此种缺陷均不合格。 不允许存在的缺陷大致有以下：1) 反射波高位区。（判废线及以上区域）2)检验人员判定为裂纹等危险性缺陷者：低于评定线的缺陷只要判为裂纹也不允许。3)位于区的缺陷指示长度超过各标准规定级别限值：这里二层意思：一是，对未规定合格级别的检验。则评为级不合格，二是，规定合格级别的检验，如规定级合格，则评为级就不合格。允许存在的缺陷 1）波高位于区的非裂纹类缺陷。 2）规定合格级别范围内，波高位于区，指示长度为超过合格级别规定长度的缺陷。第三节第三节 管座角焊缝和管座角焊缝和T型焊缝探伤型焊缝探伤一、管座角焊缝探伤1. 结构插入式：斜探头在筒体外侧或内侧探测
118、焊缝，也可在大接管内侧探测，直探头在接管内侧探测焊缝。安放式：斜探头在接管外侧或内侧探测焊缝，直探头在筒体内侧探测焊缝。实际探伤时，可选择一种或几种组合方式探伤。2. 探测条件单晶纵波直探头双晶纵波直探头单晶横波斜探头，K值可根据壁厚选择，但需保证不漏检危险性缺陷，在K11.5、2、2.5、3之间。选择探头原则：考虑到各种类型缺陷出现的可能性。使声束尽可能垂直于焊缝中主要缺陷。检测频率2MHZ5MHZ探头与工件接触面： a.采用2.5MHZ直接头，双晶直探头，探头与工件接触面尺寸，R为探测面曲率半径。（当时，应采用与探伤面曲率半径相同的对比试块）。b.斜探头与工件接触面尺寸a或b。 a斜探头接
119、触长（周向探测）；b斜探头接触宽（轴向探测）；D探测面曲面直径此式为JB3144-82锅炉大口径管座角焊缝超声波探伤标准中应用。耦合剂与表面 表面粗糙度Ra6.3m。耦合剂：机油、化学浆糊等。试块材质与工件相同或相近。宽度 （波长；S声程；Do声源有效直径）避免侧壁干涉。JB/T4730-2005、GB11345、GB/T1583-95均按此规定。 直探头试块：表面粗糙度、试块材质、探测面曲率半径与工件相同，反射体为平底孔，孔径为：评定线2mm，定量线3mm，判废线6mm。斜探头试块：与平板对接焊缝相同。3. 仪器调整 扫描线比例：调整时最大声程位于扫描线后半部分。直探头：用试块或已知尺寸的工
120、件底面调整。斜探头：用CSK-A，或W2，或半园试块按声程法调整扫描比例，也可按深度或水平比例调整。不管用何种方法，均应进行缺陷位置确定时与平板工件进行对比修正。应预先根据工件尺寸、形状、探头位置计算出缺陷出现时的声程位置（或水平及深度位置值）计算出相对平板工件位置可修正的专门用于探测工件的表示式来确定位置。 检测灵敏度调整用工件园柱形曲底面作参数反射体调整，用当量计算法确定灵敏度，应选三个反射波幅小于4dB点进行测试，并以该三点的算术平均值进行灵敏度标准。也可用曲面试块校灵敏度。4.距离波幅曲线直探头距离波幅曲线及各线灵敏度要求可根据不同检测标准规定要求确定。斜探头距离波幅曲线与各标准平板对
121、接焊缝相同。5.缺陷测定当量：直探头探伤：测定缺陷平底孔当量直径值可用试块或当量计算尺获得。斜探头探伤与平板相同处理。指示长度：根据缺陷最高反射波当量值，超过定量线的缺陷应测指示长度，并要确定缺陷位置。测长方法：缺陷波只有一个高点，用6dB法；缺陷波有多个高点，端点6dB法。相邻缺陷累计相加方法： 相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度时，以两缺陷长度之和作为其指示长度（不考虑间距）。6.质量验收总原则：不允许存在的缺陷： 反射波幅位于区或判废线。 检测人员判定为裂纹等危害性缺陷。 非危险性缺陷单个长度和累计长度超过合格级允许范围。允许存在的缺陷： 非危险性缺陷，单个或累计长度未超
122、过合格级别值。 位于区或评定线以下非危险性缺陷。具体各标准有各自的规定。二、管节点焊缝探伤1. 管接点焊缝结构与探伤方法结构分T型、K型和V型。探测面选择，选择支管外表面为探测面。缺陷出现特点：70%的缺陷出现在与管侧焊缝熔合区。 探伤的横波斜探头在支管上探测为主。探伤时，应始终保持探头与焊缝尽可能垂直，必要时在主管上作辅助检测。2. 探测条件选择 探头频率：5MHZ晶体：1010，812，88 K值：2.5（2.0，1.5，1）；=45，60，70。用=70斜探头检测率最高。探头接触面：不要修磨成与接触面曲率吻合（园柱曲率变化太多）。 试块：对比试块上加工有1.61.6槽，可调整灵敏度和测距
123、离-波幅曲线。模拟试块适用于Y型管接点焊缝探伤。材质、曲率半径、壁厚与工件相同，试块上1.61.6方槽，210横孔，44柱孔可调灵敏度，扫描线比例。耦合剂：粘度较大的耦合剂。3. 仪器调整扫描线比例：用声程比例调成1:1或1:2。实际调节时板厚1.5倍跨距声程在CSK-A上调（也可在其它半园试块上调）。调好扫描线后，要根据板厚和焊缝节点类型，以及探头和焊缝的距离确定节点焊缝中缺陷波声程范围及在扫描线上出现的位置。声程范围可用作图或计算方法得到。灵敏度调整可利用对比试块或模拟试块上1.61.6方槽作将0.5S”1.61.6孔调100%高距离波幅曲线。探测灵敏度以作出1.61.6方槽距离波幅曲线基
124、础理上提高6dB，并再适当进行表面补偿。4.缺陷的测定与判别 探测方式：与平板焊缝类似的扫查方式能采用的尽量采用，确保焊缝截面不漏检。 缺陷位置确定：根据缺陷波声程，用作图法与计算法确定缺陷在焊缝中位置。 缺陷当量：根据缺陷波最高时与距离波幅曲线比较得出。 缺陷指示长度：用6dB、20dB或端点峰值法测。对Y型或K型：由于结构原因，探伤时会出现特殊波（非缺陷波）和检测死区，此时可根据板厚接头特点，正确选及在主管上探等方法解决。三、T型焊缝探伤1. T型焊缝结构与探伤方法直探头位置1：探测腹板和翼板间未焊透。翼板侧焊缝隙下层状撕裂。斜探头位置2：探测焊缝中缺陷未焊透及其它（也可探测横向缺陷）缺陷
125、用一次波探测，常用45。斜探头位置3：用二次波探测焊缝中缺陷灵敏度比位置2低。斜探头位置4：用两种K值探测，在腹板上用一次波和二次波探测焊缝中缺陷，及腹板侧坡口边缘未熔合与热影响区裂纹。对角焊缝，直探头位置1和斜探头在腹板上位置2和3探测。常用45、63或两种K值探头K1，K2。2. 探测条件选择频率：2.5HMZ直探头：10和14晶片，盲区不大于5mm斜探头：探头K值或折射角与板厚关系：腹板厚50mm时，用K1.02.0。对锅炉T型：晶片直径尺寸14mm，方晶边长13mm，K=1.02.5，前沿10mm。3. 仪器调整扫描线比例：直探头直接在T型焊缝上调比例，利用翼板厚度调。斜探头比例调法与
126、平板工件相同。斜探头用CSK-A或RB-T试块扫深度2:1或水平2:1或水平1:1。RB-T为锅炉T型接头斜探头专用试块，见锅炉标准P14，附录A。如图7-6。反射体为230横孔。 或5mm 最小5mm 灵敏度调整直探头：用翼板大平底的底波或平底孔试块，评定灵敏度3，定量3，判废4。斜探头：与所探板厚相同的平板焊缝灵敏度同，按平板对接缝相同方法调。锅炉T规为：CSK-A：8-25，评定灵敏度16-12，定量16-6，判废16-2。RB-T：评定灵敏度2-18，定量2-12，判废2-4。 4.扫查方式确定焊缝位置：在翼板上对应于腹板中心处划一线，为焊缝中心，再根据板厚确定焊缝宽度。此外，当直探头
127、在位置1探测时，探头垂直于腹板移动，可确定焊缝位置、方法翼板底波下降6dB开始至零，再由零上升到另一侧比底波下降6dB即焊缝区。扫查方式：平板对接焊缝几种方式均可用，要确保焊缝及热影响区不漏检。探测横向缺陷、斜探头位置2平行焊缝扫查斜探头位置4斜平行焊缝扫查。 5.缺陷判别直探头位置1：在翼板厚处或略小于翼板厚处回波为缺陷波（未焊透、未熔合或层状撕裂）。斜探头位置2：焊缝缺陷出现在焊角波之前。焊角波一般出现在一倍板厚处或稍后，可检测的缺陷大致为裂纹、未焊透，腹板侧未熔合及气孔、夹渣等。斜探头位置4：缺陷波可根据扫描线上位置，与探头到焊缝中水平距离得出。 （此时一般不出现焊角波），缺陷判别方法与
128、平板对接焊缝相同，大致为裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣等。斜探头在位置2时作平行焊缝扫查时，检测横向缺陷时，一般无缺陷时不出现缺陷波，只要一出现便是缺陷。6.缺陷测量与评定测出缺陷最大反射当量和所在区域。缺陷反射波幅位于评定线以上均应予以评定。评定内容为：估判缺陷性质，缺陷波幅，指示长度。缺陷反射波幅位于定量线以上，测定其波幅、位置和指示长度，并应记录。指示长度测量，缺陷反射波高位于II区及II区以上，反射波只有一个高点用6dB法测长，有多个高点，以端点6dB法测长。缺陷反射波高位于I区，以评定线为基准绝对灵敏度测长。7.验收标准不允许存在的缺陷1)缺陷反射波位于判废线上及区。2)缺陷反射波
129、幅位于定量线上及区，指示长度大于、等于10mm的条状缺陷。3)在探测面任意2倍板厚的焊缝长度范围内有两个或两个以上指示长度小于10mm，反射波幅位于定量线上及区的缺陷。4)检测人员判定为裂纹、未焊透、未熔合等危害性缺陷。 允许存在的缺陷除上述4条外允许存在。 对缺陷评定级别时，均以腹板厚度为准。第四节第四节 堆焊层超声波探伤堆焊层超声波探伤一、堆焊层中常见缺陷1. 堆焊金属缺陷：气孔、夹渣等。2. 堆焊层与母材（基板）间的未熔合（未结合、或未贴合）。此缺陷取向：基本平行于母材表面。3. 堆焊下母材热影响区的再热裂纹。取向基本垂直于母材表面。 二、堆焊层晶体结构特点1. 奥氏体晶粒组织 晶粒粗大
130、，柱状结晶，晶间距离大2.超声波探伤特点纵波比横波在柱子状方向衰减少，出现草状回波少一些。 三、探伤方法1. 堆焊层内缺陷检测 探头：1）纵波双晶直探头及双晶斜探头，2.5MHZ,K2.75（75），交点深度位于堆焊层与母材结合部位，有效声场覆盖检测区域。 探头面积325mm2，相当于1818 2）纵波斜探头，2MHZ5MHZ，K=1(=45)试块堆焊层侧探测， T1试块；反射体为2、3和4平底孔，1.540横孔。母材侧探测，T2试块；反射体为2、3和4平底孔。1.540横孔试块母材和堆焊层材质与工件相同或相近。检测灵敏度基准灵敏度：1)双晶直探头置T1试块堆焊层表面，移动探头使3平底孔最大回
131、波达80%满幅。2)双斜探头置T2试块堆焊层表面，移动探头使1.5mm长横孔最大回波达80%满幅。3)纵波斜探头，在试块基板一侧移动探头使1.5mm长横孔最大回波达80%满幅。 扫查灵敏度比上述基准灵敏度高6dB。扫查方式：探头在工件堆焊层一侧扫查时，双晶探头隔声层平面应平行于堆焊方向，且在堆焊方向和垂直于堆焊方向两个互相垂直方向扫查。焊道之间重合区、起弧、熄弧区应重点检查。缺陷测量 发现缺陷后用试块比较当量大小，用6dB法测指示长度。验收标准按JB/T4730-2005评定：存在超过级或出现裂纹类等危害性缺陷评为级，评为不合格。2. 堆焊层与母材间的未结合缺陷检测 探头：纵波单晶直探头或双晶
132、直探头，f=2MHZ5MHZ。 试块：T3试块。 检测灵敏度1)单晶直探头：探头在T3试块母材（基板）一侧探伤使10mm平底孔回波幅度为80%满幅。2)双晶直探头，探头在T3试块堆焊层一侧探伤使10mm平底孔回波幅度为80%满幅。扫查灵敏度在此基准灵敏度基础提高6dB。 扫查方式纵波单晶直探头在工件母材侧扫查。纵波双晶探头在工件堆焊层侧扫查。 缺陷测量发现缺陷用6dB法测长和面积。 验收按JB/T4730-2005不允许存在缺陷直径大于40mm未结合部位。缺陷直径小于25mm的未结合区评为级，允许存在。缺陷直径在25mm40mm范围内的未结合区评为级，是否允许存在根据检测委托确定。3. 堆焊层
133、下母材热影响区再热裂纹及堆焊层界面缺陷检测。用纵波双晶直探头和纵波斜探头从堆焊层侧检测，以T1试块调灵敏度。用纵波斜探头从母材侧检测，用T1长横孔调灵敏度。验收：按JB/T4730-2005标准不允许存在超过级及发现裂纹等危害性缺陷。当用纵波双晶斜探头和纵波斜探头发现当量小于1.5mm2dB缺陷，评为级，允许存在。当用纵波双晶斜探头和纵波斜探头检测发现1.5mm2dB至1.5mm2dB缺陷，评为级，是否允许根据检测委托确定。 4. 堆焊层厚度测定仪器：数字式双晶探头测厚仪试块：探测：在堆焊层侧测量校正仪器，工件上在堆焊层侧测量。第五第五节节 奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤奥氏体不锈钢焊缝超声波探伤
134、一、组织特点奥氏体柱状结晶，晶粒粗大，直径0.10.5mm，长度最长达10mm。手工焊多道焊，焊缝中多处不均匀。超声波传播困难，出现林状反射晶间反射。二、探测条件1. 波型：纵波2. 探头：窄脉冲聚焦探头，大晶片斜射纵波，斜探头单晶（检测深度大的缺陷）和双晶（检测较浅的缺陷） 纵波斜探头。纵波折射角2=45必要时用60或70。3. 频率：（目的：提高信噪比） 2.5MHZ三、仪器调整和探测 1. 扫描线比例调节 借助直探头调扫描线比例用普通探头对准厚40mmW2试块大平底将B1和B2对准4格和8格。换上纵波斜探头，将R50园弧波B1对准5格，即完成声程1:1。 在不锈钢焊缝专用试块上利用不同深
135、度横孔直接将扫描线比例按深度或水平1:1调节。2. 灵敏度对板厚T50mm的奥氏体不锈钢焊缝，判废线2304dB，定量线23012dB，评定线25018dB。3. 探测方式 利用纵波斜射的一次波探测，因二次波探测将会产生波型转换，对缺陷难于分辨。4. 缺陷指示长度测量 反射波高位于定量线及以上缺陷只有一个高点时用6dB法测指示长度，有多个高点时，用端点6dB法测指示长度。反射波高位于区的缺陷，以评定线灵敏度采用绝对灵敏度法测指示长度。5. 缺陷评定 相邻两缺陷小于较小缺陷长度作为一条缺陷处理，两缺陷长度之和作为单个缺陷指示长度。条状缺陷近似分布在一条直线上，以两端点距离作为其间距，点状缺陷以两
136、缺陷中心距离作为间距，指示长度小于10mm时按5mm计。 经评定，判断为裂纹等危害性缺陷和超过合格级别允许长度缺陷不允许存在，反射波高位于区非裂纹类缺陷及反射波高位于区且指示长度LT/3（最大为10mm），评为级允许存在。反射波高位于区且指示长度L2T/3（最小为12mm,最大为30mm，评为级，是否允许根据探伤委托决定。第六节第六节 铝焊缝超声波探伤铝焊缝超声波探伤一、铝焊缝特点与常见缺陷一、铝焊缝特点与常见缺陷铝中纵波声速比钢大铝中纵波声速比钢大 衰减比钢小衰减比钢小铝中横波声速比钢小铝中横波声速比钢小焊缝中缺陷与钢焊缝相似。焊缝中缺陷与钢焊缝相似。二、探测条件1. 探头：频率f=2.5M
137、HZ铝中K值为2.0，也可选用其它K值。2. 试块：260长横孔试块。3. 耦合剂：机油、变压器油、甘油等，不含碱性。三、探测准备1. 入射点：在钢制CSK-A试块上测，或在钢制（或铝制）半园试块上测。2. 折射角：在铝制试块（JB/T4730-2005）上测。3. 扫描线比例可在JB/T4730-2005规定铝制240长横孔试块上调（按水平中深度调），为调准确。可在钢制CSK-A试块调，但调时用下式换算：4. 探测方式T40mm时为 最大不超过20mm，II级焊缝：板厚840mm时为15mm，板厚40mm时为 最大不超过27mm。3)检测人员判为危害性缺陷（可能是裂纹，未熔合或未焊透等）。4
138、)指示长度超过级的焊缝评为级，不允许存在，评为级焊缝是否允许，根据探伤委托要求决定。第七节第七节 小径管对接焊缝超声波探伤小径管对接焊缝超声波探伤一、概述小径管外径d4mm，壁厚t=313mm。曲率半径小，管壁厚度小。焊缝中缺陷：气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等。探伤特点：大K值，短前沿，一次波探测根部。二、探测条件1. 仪器较窄始脉冲，始脉冲占宽2.5mm。高分辨率。CS-1、CS-2、CS-3、CS-4试块上R5和R6.6圆弧回波横波分辨率6dB。2. 探头楔块：探测面磨成与管外面曲率均合。晶片：小晶片，常用66，88mm频率：常用5MHZ，管壁厚度大于15mm时，采用2.5MHZ。K值
139、：壁厚48mm时，采用K=2.53.0；壁厚815mm时，采用K=22.5；壁厚15mm,采用K1.52.0。前沿长度L：常用46mm。实际选用时，壁厚48mm，L6mm；壁厚815mm,L8mm；壁厚15mm，L12mm。探头型式：平面单晶横波探头灵敏度较低。 单晶、双晶线聚焦探头灵敏度高。 3. 试块：对比试块GS-1、GS-2、GS-3、GS-4用于测试仪器和探头的性能，调整扫描线比例和探伤灵敏度。 4. 耦合剂：机油、甘油、浆糊等。三、仪器调整1. 扫描线比例：水平1:1，可用2横孔调节。2. 灵敏度壁厚 评定线 定量线 判废线 8mm 220-16dB 220-16dB 220-10
140、dB 8mm15mm 220-16dB 220-13dB 220-7dB 15mm 22016dB 22010dB 2204dB 3. 探测面打磨范围：7-9倍壁厚，实际5070mm。 当壁厚15mm时探头移动距离2.5K(为管子壁厚)。 四、扫查探测与缺陷判别1. 扫查探测 一次波、三次波探焊缝下部和根部，二次波探焊缝上部。一般要求选用的探头一次波探测焊缝根部。2. 缺陷判别与测定缺陷判定：当壁厚15mm时，以缺陷水平距离位置判别缺陷。 水平距离探头侧热影响区到探头距离。两侧探测均在焊缝中心线水平距离处。仅一侧探测在焊缝中心线处为错边。当壁厚15mm时，应按中厚板对接焊缝探伤方法判定缺陷。缺
141、陷指示长度LS测定：当缺陷反射波高位于II区或II区以上，反射波只有一个高点用定量线绝对灵敏度法测指示长度，有多个高点，用端点6dB法测指示长度。当缺陷反射波高位于I区，如有必要测长，以评定线为基准的绝对灵敏度测长。测长的指示长度为沿管子外径园周长，其实际指示长度LS为LS=L（R-H）/R，这里L探头沿管子外园移动距离，R管子外半径，H缺陷离外表面深度。缺陷性质判断： 根部未焊透：有端角反射特征，回波较强。从焊缝两侧均可探到，位于焊缝中心线沿焊缝有一定长度。 未熔合：均为V型坡口。在靠近探头一侧坡口边缘有未熔合。常在二次波发现，回波较高焊缝一侧探到，另一侧探不到。 气孔：出现在焊缝中任何位置
142、，波幅小。缺陷评定：首先判定是否危险性缺陷，对判定为非危险性缺陷，如相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度应作一条缺陷处理，以两个缺陷长度之和作为单个缺陷指示长度，且不考虑间距，单个点状缺陷指示长度按5mm计。五、质量评定1.不允许存在缺陷为：反射波幅位于III区的缺陷和判定为裂纹等危险性缺陷。评为级的焊缝，及评为级且产品规定级合格的焊缝。 2.焊接接头内部单个缺陷为：反射波幅位于区非裂纹类缺陷和反射波幅位于II区的缺陷，指示长度（最大为10mm）评为I级，指示长度（最大为15mm），评为II级，超过上述数据评为III级。3.如判为根部未焊透，则单个根部未焊缝长度为（最小为5mm）
143、，累计长度10%园周长且30mm评为I级。单个根部未焊透长度为（最小为6mm）且累计长度15%园周长，且LS时，可定为线状或平面状缺陷或多重缺陷。LS值为：当板厚6mmtLd时可定为线状或平面状缺陷或多重缺陷。Ld值为：当板厚6mmt6dB），这是一个有一定长度和高度的不规则粗糙反射体的波形。如图4。5.3.2 波形b当声束倾斜入射至缺陷并扫查检测缺陷时，荧光屏上显示钟形脉冲包络，该钟形脉冲包络中有一系列连续信号，并出现很多小波峰，探头移动时，每个小波峰 在脉冲包络中移动，波幅由零逐渐升到最大值，然后又下降到零，信号幅度随机起伏（6dB）。这是倾斜入射不规则粗糙反射体的波形。如图5。5.4 波
144、形探头在不同位置检测缺陷时，荧光屏上显示一群密集缺陷回波，探头移动时，回波信号此起彼落，忽高忽低，若可分辨，则每一个单独回波信号均显示波形I的特征，这是密集形缺陷所产生的反射动态波形。如图6。二、伪缺陷波的判别非缺陷波有：仪器杂波探头杂波耦合剂反射波焊缝上、下错位引起反射波焊缝表面沟槽反射其它伪缺陷波第八节第八节 探伤工艺的编制探伤工艺的编制一. 超声波探伤通用工艺规程，即检验规程的编制通用工艺规程又称检验规程，是指本单位对锅炉、压力容器、压力管道或其它产品在制造、现场组焊、安装、检验等方面对产品质量检测时需要进行超声波探伤的通用的技术规定或规则，一般由本单位级人员编制，另一级人员（无损检测责
145、任工程师）审核，本单位总工程师或技术总负责人批准。 一.检验规程编制的依据和原则编制依据a.依据现行执行的标准和法规如锅炉压力容器行业，则应依据：）压力容器安全技术监察规程，锅炉（蒸汽、热水、有机热载体、常压热水，小型热水）安全技术监察规程，超高压容器 安全技术监察规程等；）GB150钢制压力容器，JB/T4730-2005压力容器无损检测，GB11345钢焊缝手工超声波探伤等；）国家锅炉压力容器安全监察局及有关主管部门颁发的相关文件和规定，如1998年国家锅炉局颁发的工业锅炉T型接头对接焊缝超声波探伤规定等。对以上几个方面，在检验规程中引用的标准，法规等均应注明标准代号及全称。b.依据顾客的
146、要求即根据本单位客户的具体情况，进行调查分析。将大多数顾客的要求进行明确解答，提出处理意见。C.依据本单位的人员技术水平、仪器装配情况即应使编制的工艺规程做得到切实可行。编制原则a.遵照国家现行执行的标准、法规要求，在检测工艺上可比国家或行业现行执行的标准，法规更细化，更具体，要求可更高一些。在质量验收上，应同时满足顾客要求和国家现行标准要求。b. 应根据本单位无损检测人员的技术水平，检测能力并针对本单位生产产品的特点，做到简明扼要，提出切实可行的工艺措施。如为方便现场检测，可制作携带式试块，则应对试块尺寸、材质、加工要求、反射体类型与标准试块灵敏度测试对比等提出明确要求。此外，应结合本公司产
147、品结构，只编入本单位使用的部分，本单位不用的内容可不编入，如本单位生产的产品只有40mm以下钢板，只需对40mm以下钢板及焊缝检测的内容编进去。如本单位无T型接头，也不编入。c. 工艺规程中对检验过程中每一个步骤都要明确工作责任人（持有何种资格证书的人员担任或负责，如检验责任工程师级、级、级等）。d.标准中需要确认的项目，应经确认后方可编入检验规程。如：耦合补偿dB值（主要测曲面、表面、材质）。 防止延迟裂纹漏检，规定焊后多少小时可检测。采用携带式试块时，检测灵敏度如何保证和标准规定一致并满足要求。e.检验规程所采用的检测方法，检测工艺参数等内容应经试验和评审，合格后方可采用。f.检验规程中应
148、采用本单位的一些行之有效的做法，如采用专用探头，专用探伤工装等，但必须经过评审合格后方可应用。g. 检验规程要求文字简练明确，对经常用的参数和有关计算，应预先计算好，列成图标，如：筒体纵焊缝，管座角焊缝探伤缺陷定位方法和修正方法等。2.检验规程应包括的内容主题内容和适用范围主要内容有：检测对象，检测方法，人员资格要求，仪器，探头，试块，检测工艺，检测技术和验收标准等。适用范围：适用检测材料，规格（厚度、尺寸），检测缺陷种类，仪器，试块，试件，检测技术等级。引用标准 列出所用引用标准、法规的全称及代号。检测人员资格对实施检测的人员提出具体资格和技能要求，对本厂特殊工件要提出培训要求。仪器、探头、
149、试块仪器：提出型号，性能指标要求。探头：提出频率、晶片、探头型式、K值波束特性等要求，并规定测试方法。试块：标明引用的标准试块，及自制的专用试块要求，如材质、表面粗糙度、反射类型尺寸位置、试块尺寸等。系统组合性能指标：对涉及到有关系统性能指标提出要求，如灵敏度余量等分辨力（纵、横向）、盲区。 检测表面准备 对检测面选择，探头移动距离，表面粗糙度，耦合补偿方法（曲面补偿，粗糙度补偿，材质补偿，底面反射补偿等），作出规定。 检测时机明确在何时检测，如对焊缝：在焊后多少小时可检测（防止延迟裂纹漏检），是否要余高磨平检测？对锻件：是热处理前，还是热处理后。 是粗加工前，还是粗加工后。 是键槽加工前，还
150、是键槽加工后。.检测技术与探伤工艺扫查方式，探头移动速度，声束复盖范围，距离波幅曲线的绘制，检测灵敏度的确定（包括：扫查灵敏度，评定灵敏度）。缺陷位置的确定方法（水平、深度等）。.缺陷的定量与评定方法测定当量，指示长度，指示面积，缺陷尺寸（包括测定缺陷长度、高度、宽度）的测量方法，规定对缺陷性质的估判方法，及对缺陷的评定方法。.质量等级评定对探伤所得缺陷数据，上述中数据按有关标准进行等级评定，然后按产品要求作出合格与否的结论。.记录、报告和存档资料对现场探伤记录、探伤报告、存档资料等提出要求，并符合有关法规要求。如压力容器产品应符合压力容器安全技术监察规程要求。 3. 超声波探伤检验规程编制检
151、验规程目录：举例主题内容与适用范围引用标准检测人员仪器、探头、试块检测的一般方法校准压力容器钢板超声检测压力容器锻件超声检测（纵波，横波）压力容器焊缝超声检测检测报告及存档资料。如：超声波探伤通用工艺规程（例）1.主题内容与适用范围1.1 本规程适用于采用A型脉冲反射式超声波探伤仪对压力容器用钢板、锻件和焊缝进行超声检测，并规定了超声检测人员的资格，仪器、探头、试块、检测范围、检测方法，对缺陷的定位、定量方法和质量等级评定，验收要求。1.2 本规程为制订专用检测工艺卡提供了编制依据，由级人员编写。专用检测工艺卡是本规程的补充，由级人员及以上人员根据委托要求和具体产品要求编写，专用检测工艺卡的检
152、测参数比本规程更具体，更明确。2.引用标准如：JB/T4730-2005 压力容器无损检测GB150 钢制压力容器JB4126 超声波检测用钢制试块的制造和控制JB/T9214 A型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试方法JB/T10061 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件JB/T10062 超声波探伤仪探头性能测试方法JB/T10063 超声探伤用1号标准试块技术条件。 3.检测人员检测人员必须经技术培训后，按锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则的要求，经资格考试合格取得级及以上资格人员才能从事本公司规定范围内的检测工作，并熟悉检测对象的加工工艺和结构型式，能够熟练按照检测工艺要求实施
153、检测。I级人员可在II级人员指导下参加操作和进行有关辅助工作。4.仪器、探头和试块4.1 使用本厂现有探伤仪：CTS-22型和CTS-26型仪器探头组合灵敏度余量在最大检测声程时大于等于10dB。衰减器精度在任意12dB误差不超过1dB。水平线性误差2%，垂直线性误差5%。探头晶片有效面积500mm2，任一边长25mm。斜探头主声束水平方向偏角不大于2，垂直方向不应有明显双峰。直探头远场分辨力30dB。斜探头远场分辨力6dB。仪器和探头系统性能按JB/T10061和JB/T10062的规定测试。 4.2 试块4.2.1 所用试块为JB/T4730-2005标准规定的试块，如CSK-IA、IIA
154、、IIIA、CS1、CS2及其它需应用的标准试块和对比试块。4.2.2 现场检验时，如用其它型式的等效试块，则必须采用与被检工件相同或相近声学性能（声速和衰减）材料制成，并用直探头检测不得有大于2mm平底孔当量直径的缺陷。试块制造要求应符合JB/T10063和JB4126规定。5.检测的一般方法5.1 检测复盖率检测时，探头的每次扫查， 应确保扫查声束相互间复盖率大于探头直径15%。5.2 探头移动速度应不超过150mm/s。当采用自动报警装置扫查时，不受此限止。5.3. 扫查灵敏度至少比基准灵敏度高6dB。5.4.耦合剂机油、浆糊、甘油等，且不损伤检测工件表面。5.5检测面5.5.1 检测面
155、和检测范围的确定，应保证声束扫查到被检工件整个体积。声束扫查到被检工件整个体积。对于钢板和锻件要检查到整个工件内部各部分。对于焊缝，应检查到整个焊缝及热影响区的断面，检测面应经外观检查合格，所有影响超声波检测的锈蚀，飞溅和污物等都应清除，且表面粗糙度应符合检测要求，如6.3m。6.校准6.1 仪器校准应在标准试块上（如CSK-IA）进行校正，校正时，应使探头主声束垂直对准反射体的轴线，以获得稳定的最大的反射信号，仪器的垂直线性水平线性按JB/T10061规定方法测定，每隔三个月至少应测试一次，并作好测试记录。 6.2 探头校准探头开始使用时，应对探头进行一次全面的性能测试，测定方法按ZBY23
156、1规定进行。斜探头至少进行前沿距离、K值、主声束偏离、灵敏度余量和分辨力测试。 在使用过程中每个工作日应校准前沿距离、K值、主声束偏离及灵敏度余量。直探头至少应测试灵敏度余量、盲区、分辨力及波束偏离，使用过程中每个工作日应校正灵敏度余量和分辨力。6.3 仪器和探头系统性能复核每次检测前均应对扫描线比例，检测灵敏度进行调节，在检测过程中，遇到下列情况应随时进行复核。校准后的探头，耦合剂及仪器调节旋钮已发生改变时。电路电压有波动或检测者怀疑灵敏度有变化时，连续工作4小时以上及工作结束时。距离波幅曲线上任意一点在扫描线上的位置偏移超过扫描线读数的10%，则必须进行修正，并在检测记录中作出说明，对重要
157、部位及涉及对缺陷测定 位（水平及深度），缺陷尺寸（高度，长度）有影响时在修正后重新测定。距离波幅曲线复核不少于3点，曲线上任一点幅度下降达2dB，则应对校核前及上次校核后所有检测结果进行复验并重新测定。如上升达2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。7.压力容器钢板超声波检测工艺规程7.1 检测范围和要求适用于本厂生产压力容器用钢板和奥氏不锈钢板超声波检测，钢板厚度范围6-100mm。7.2 探头选用所用探头均应满足JB/T4730-2005标准中要求。选用5MHZ双晶直探头和2-2.5MHZ单晶直探头，晶片直径为14-25mm。7.3 试块所用试块应满足JB/T4730-2005标准中要求
158、。单直探头用5平底孔试块双晶直探头用阶梯试块。7.4 检测灵敏度按JB/T4730-2005标准规定执行，实际调试时，可用钢板底波调节：采用钢板完好部位底波调节：当板厚小于等于20mm时，按JB/T4730-2005标准中规定在阶梯试块上调节：将试块上与钢板 等厚度部位第一次底波高度调整到满刻度50%，再提高10dB。当板厚大于20mm时，用钢板工件完好部位第三次底波调节灵敏度。板厚大于60mm时，用钢板工件第一次底波调节灵敏度。用工件底波调灵敏度的方法为：将完好部位工件底波（2060时）B3或（60时）B1调至荧光屏满刻度50%，然后，提高一定dB数（所提高的dB数，应事先与5平底孔试块上5
159、平底孔回波进行比较得出，并和JB/T4730-2005标准中规定一致）。 也可利用钢板多次回波调节：2060mm 使B5达50%。7.5 检测方法7.5.1 只选择一个轧制平面进行检测，遇有缺陷需复验时，可在另一轧制面进行复探。7.5.2 扫查方式按JB/T4730-2005标准规定执行。探头沿垂直于钢板压延方向间距为100mm的平行线进行扫查，在钢板剖口线两侧各50mm内作100%扫查。7.6 缺陷记录7.6.1 缺陷确认按JB/T4730-2005标准中规定执行。7.6.2 缺陷边界和指示长度测定方法按JB/T4730-2005标准中规定执行。 7.7 缺陷的评定方法7.7.1 缺陷指示长
160、度评定规则按缺陷探测面上任意方向最大长度作为该缺陷指示长度。7.7.2 单个缺陷面积的评定规则按JB/T4730-2005标准中规定执行。7.7.3 缺陷面积占有率的评定规则按JB/T4730-2005标准中规定执行。 7.8 钢板缺陷等级评定与验收7.8.1 钢板缺陷等级评定按JB/T4730-2005标准中要求执行。7.8.2 验收除上述规定的不合格不予验收外，对其余缺陷本厂规定III级合格。 8.压力容器锻件超声检测8.1 检测范围和一般要求本检验规程适用于本厂生产压力容器用碳素钢和低合金钢锻件超声波检测 和缺陷等级评定。（因本厂无奥氏体钢等粗晶锻件和筒形锻件，故此类锻件不适用本检验规程
161、）。8.2 试块符合J B4730标准中规定。纵波单直探头用CS1和CS2试块双晶直探头2、3、4、6平底孔试块。8.3 检测时机锻件加工前（如表面不平无法检测，可先行粗加工达到检测要求）先进行一次超声检测，确保无缺陷且合格后，再进行机加工（加工槽、孔、台阶及其它形状加工）。热处理后再进行一次复探，确保无热处理裂纹。 8.4 检测方法按JB/T4730-2005标准中规定执行。一般进行纵波检测应从两个相互垂直的方向检测，尽可能扫查到锻件全体积，厚度超过400mm锻件，应相对两端面100%扫查。对筒形和环形锻件还应进行横波检测。8.5 检测灵敏度的确定8.5.1 纵波直探头检测灵敏度用20mm，
162、2.5MHz直探头时，当厚度小于150mm时用试块法确定灵敏度，当厚度大于等于150mm时用无缺陷区大平底调节灵敏度。8.5.2 双晶直探头检测灵敏度可用不同距离平底孔试块调节。按JB/T4730-2005标准中规定执行。8.5.3 检测灵敏度不低于（最大检测距离处）2平底孔当量直径。8.6 衰减系数的测定8.6.1 在工件无缺陷完好区，选取三处检测面与底面平行且有代表性的部位，调节仪器，使第一次底回波幅度（B1）为满刻度50%，记录此时衰减器读数dB（B1），再调节衰减器，使第二次底面回波幅度（B2）为满刻度50%，再记录此时衰减器读数dB值（B2）计算出二次衰减器读数B1-B2的差值dB数
163、。当工件厚度150mm时，用第二次底波B2与第四次底波B4按上述方法测量B2-B4的差值dB数。 8.6.2 衰减系数计算：当T150mm时 dB/mm 单程即 dB/mm当T150mm时 dB/mm dB/mm 式中：T工件厚度8.6.3 工件上三个不同部位测量三次衰减系数的平均值为该工件的衰减系数。8.7 缺陷当量确定按JB/T4730-2005标准中规定执行。当缺陷声程3N（N为探头近场长度），用AVG或计算法确定缺陷当量，当缺陷声程4mm的单个缺陷波幅和位置，和4mm密集缺陷（饼形锻件），及3mm密集缺陷（其它锻件）。8.9 缺陷等级评定按JB/T4730-2005标准中规定执行。8.
164、10 质量验收8.10.1 检测人员判定为裂纹，白点等危险性缺陷时该锻件不合格。 8.10.2 其余缺陷的合格级别视容器类别确定：类容器锻件：级合格。I、类容器锻件：IV级合格。9.压力容器焊缝超声波探伤检验规程9.1 检测范围和一般要求9.1.1 本检验规程适用于本厂产品焊缝探伤其板厚为8-46mm。9.1.2 除上板厚规定外，其余适用范围均按JB/T4730-2005标准中规定执行。9.2 试块符合JB/T4730-2005标准要求。CSK-IA、IIA和IIIA。9.3 检测准备9.3.1 检测面9.3.1.1 根据本厂容器板厚和结构，检测面为焊缝单面双侧，原则上在容器外部检测，特殊情况
165、可在容器内部检测。 9.3.1.2 检测面表面要求应符合JB/T4730-2005标准中的要求。表面粗糙度Ra6.3m。9.3.1.3 检测区域为焊缝本身再加两侧各15mm。 9.3.1.4 检测面宽度P为：P=2.5TK式中：T板厚K探头K值。9.3.2 探头K值 板厚在8-25mm，取K=3.0-2.0。 板厚在25-46mm，取K=2.5-1.5。9.3.3 母材检验 按JB/T4730-2005标准中规定执行。对斜探头扫查区内钢板，用直探头检查分 层或其它缺陷，用直接接触法2-5MHZ14-25mm直探头，以第二次底波100%（无缺陷部位）为检测灵敏度，记录超过荧光屏20%的缺陷部位。
166、 9.3.4 距离波幅曲线绘制按JB/T4730-2005标准中规定执行。用CSK-IIA试块绘制。 9.3.5 距离波幅曲线灵敏度选择板厚 试块 评定线 定量线 判废线 846 CSK-A 240-18dB 240-12dB 240-4dB 检测横向缺陷时，应针对上述各线均提高6dB。检测面曲率半径R小于或等于时，距离波幅曲线应在曲面对比试块上绘制。工件表面耦合损失和材质衰减尖与试块相同。扫查灵敏度不低于评定线灵敏度，校验扫查灵敏度时，应使声程处于检测时最大声程处。9.4 检测方法与检测比例9.4.1 平板对接焊缝检测按JB/T4730-2005标准中规定执行。对8-25mm焊缝用K2.5探
167、头，25-46mm 焊缝用K2探头在焊缝的单面双侧探测，如必要，用上述探头探测后，对825mm焊缝换用K2探头，2546mm焊缝换用K1探头复查。 9.4.2 曲面工件检测按JB/T4730-2005标准中规定执行。9.4.3 管座角接焊缝的检测按JB/T4730-2005标准中规定执行。9.4.4 为对缺陷进行准确测定，对同一检测部位应采用两种不同K值斜探头进行检测。检测比例根据产品检测委托单要求执行。9.5 缺陷定量检测按JB/T4730-2005标准规定执行。将检测灵敏度调到定量线，对缺陷幅度超过定量线即位于II区和II区以上的缺陷测量反射波幅度，缺陷当量和缺陷位置。 直探头探测测出缺陷
168、平底孔当量，斜探头检测时，反射波只有一个高点用6dB法测指示长度，反射波有多个高点时用端点6dB法测指示长度。对位于I区的缺陷如有必要则以评定线基准用绝对灵敏度测指示长度。9.6 缺陷评定按JB/T4730-2005标准规定执行对超过定量线（区及区以上）缺陷应判断缺陷性质。当缺陷指示长度10mm时按5mm计指示长度。当两个相邻缺陷在一直线上，其间距其中较小的缺陷长度时，应作为一条缺陷处理，以两缺陷长度之和作为其指示长度（不含间距）。9.7 缺陷等级评定9.7.1 不允许存在的缺陷反射波幅位于区的缺陷。检测人员判定为裂纹、未熔合与未焊透等危险性缺陷。反射波幅位于区，单个缺陷和多个缺陷累计长度超过
169、级（三类容器），级（一、二类容器）。9.7.2 允许存在缺陷9.7.2.1 反射波幅位区的缺陷等级 单个缺陷指示长度l 多个缺陷累积指示长度L 最小为10mm，最大为30mm 在任意9T焊缝长度范围内LT 最小为12mm，最大为40mm 在任意4.5T焊缝长度范围内LT 超过II级者 9.7.2.2 反射波幅位于I区的非裂纹类缺陷均评为I级。9.7.2.3 反射波幅位于评定线以下非裂纹类缺陷，可不作记录，均评为I级。 9.8 返修及复探探伤中发现不允许存在的缺陷时，检测人员应及时发出返修通知单，标明缺陷位置、长度、深度等数据。有必要时检测人员应赴现场协助将缺陷清除掉。返修后应经检验人员重新处理
170、外观检查合格后，按委托检测程序重新委托复检，直至合格。10.探伤报告和资料归档。探伤工件结束，如实填写探伤报告，经审核批准及盖章后交委托单位，探伤报告副本及现场探伤记录、返修通知单、合格通知单及探伤委托单等资料应整理归档。二.超声波探伤专用工艺（工艺卡）1. 超声波探伤专用工艺卡与通用工艺检验规程的关系： 检验规程是通用工艺，是根据本厂生产的产品类别、产品结构特点、探伤设 备、检测能力、检测技术水平等方面制定的原则性的，适用于各类产品检测的同意后针对各类产品的特点进行编制，提出共同的有关规定，便于统一实施。检验规程以文字说明为主，图表为辅。通用性技术规定，不反映具体产品的工艺参数值，不一定很具
171、体，是原则性的指导文件，同时应符合有关法规、标准的要求，并满足顾客的要求，在征得委托单位 工艺卡是专用工艺，是根据通用工艺（检验规程）的规定和要求及有关标准和合同委托要求，针对某一具体产品工件编写的专用工艺卡，要求探伤工艺参数具体， 确定探伤方法和操作程序明确。以图表为主，适当辅以简单的文字说明。在专用工艺卡的各参数均要求有具体数据，操作者可直接运用这些数据操作。 专用工艺卡要求做到一物一卡，对同种类工件大批量生产时，可对每种类型的工件编制一份专用工艺卡。2. 专用工艺卡的编制原则与注意事项 工艺卡应根据国家或行业有关标准、规程、产品图样要求，合同或委托要求，顾客要求并结合产品具体特点要求编写
172、，同时应遵守本单位通用工艺（检验规程）中有关规定。如国内压力容器产品，应按GB150和容规要求，具体工艺条件应符合JB/T4730-2005标准中有关规定。出口产品应符合ASME制造标准要求，应满足ASME第五卷无损检测与第八卷产品工艺质量要求。 专用工艺卡应按编制的格式填写，凡通用工艺规程中已明确的内容，及没有特殊性的内容可不重复编入，如对试块、仪器探头性能要求，扫查方法等可按通用工艺要求。 专用工艺卡编制时机压力容器焊缝超声探伤工艺卡，应在下料后，产品委托检测之前，依据图样、焊缝排版图，材料变更和焊接工艺来编制。焊缝编号由焊接工艺或制造工艺确定，每条焊缝的长度，每个筒节有几条纵缝，母材厚度
173、等根据产品图样和材料变更单确定。应确保焊接施焊，焊接检查，探伤操作，检测记录与焊缝编号一致。一般要求一件一卡，对同批量生产的同一型号的产品或工件可编一张工艺卡，避免委托一次编一次。对同一批产品中同型号规格的多台产品合用同一张专用工艺卡时，在现场实施检测时，应超声波探伤原始记录中注明产品编号、工件编号等具体内容，便于追踪。 焊接试板可不单独编写专用工艺卡，但在探伤记录上应注明焊接试板代号探伤操作时，可用带试板筒节的专用工艺卡参数检测。 专用工艺卡的简图应标出下列数据：筒体直径（同一台产品上有不同直径的应同时标出）壳体厚度（同一台产品上有不同厚度时应同时标出） 法兰与接管对接也应将直径、厚度、焊缝长度标注在简图上。超声波探伤部位，焊缝种类，焊缝长度，探头位置示意图。 探测面选择，探测面宽度具体数据 检测灵敏度，表面补偿dB数，反射体类型，反射体深度等应标明。 在编制超声波探伤专用工艺卡过程中，如遇下列情况应及时反馈：图样规定的有关检测要求与现行制造标准不符合或有矛盾。图样选择的探伤方法、探伤工艺目前无法实现，或现行的探伤方法不能确保产品质量。 对大型产品或关键的特殊产品，为确保检测质量，可将通用工艺规程和专用工艺卡结合在一起编制，有利于实施检测。3. 具体产品的专用工艺卡（例）。
