无损检测——超声波探伤检测实施细则.doc

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8～300mm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＜159mm的钢管对接焊缝；内径≤200mm的管座角焊缝及外径＜250mm和内外径之比＜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1～5MHz，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2) 晶片有效面积一般不应超过500mm2，且任一边长不应大于25mm3)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(1) 在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应≥10dB2) 仪器和探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%3) 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15mm4) 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6dB5)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成该材料用直探头检测时，不得有大于φ2mm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(4-1)：b≥2λS/D0……………………………（4-1）式中：b——试块宽度，mm λ——波长，mm S——声程，m D0——声源有效直径，mmf. 采用的标准试块为CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA、CSK-Ⅳ，标准试块的尺寸和形状见JB4730-94图9g. 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Bh. 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度的30%的一段区域，这个区域最小为10mm，见图5-1。

图5-1 检测区域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6.3μm，一般应进行打磨1) 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=2Ttgβ………………………（5-2）式中：P——跨距，mm； T——母材厚度，mm； K——探头K值； β——探头折射角，（°）2) 采用直射法检测时，探头移动区应大于0.75Pd. 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K值（角度）a. 斜探头的K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K值探头表5-1 推荐应用的斜探头K值板 厚 T，mmK 值8～253.0～2.0（72°～60°）＞25～462.5～1.5（68°～56°）＞46～1202.0～1.0（60°～45°）＞120～3002.0～1.0（60°～45°）b. 串列式扫查，推荐选用两个K1（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K值的探头，但两个探头K值均应在0.7～1.43（即角度在35°～55°）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2～5MHz的直探头，晶片直径10～25mm；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—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Ⅱ区（长度评定区），判废线及其以上为Ⅲ区（判废区）如图6-1所示图6-1 距离—波幅曲线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6dBd. 检测面曲率半径R小于或等于W2/4时，距离—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f.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K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°～15°的左右转动当壁厚大于40mm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10°～20°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K值探头（K1和K1.5或K1和K2并用）作单面两个方向的平行扫查；必要时可用两个K1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图7-4 四种基本扫查方式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% (1)根据工件的曲率和材料厚度选择探头K值，并考虑几何临界角的限制，确保声束能扫查到整个焊缝 (2)探头接触面修磨后，应注意探头入射点和K值的变化，并用曲率试块作实际测定 (3)当检测面曲率半径R大于W2/4且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.一般原则 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7-5 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22) 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（°）＜2570°（K2.5）25～5060°（K2.5，K2.0）＞5045°（K1，K1.5）表7-7 T型接头 图7-8 T型接头(2) 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。