中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)11345-89
Method for manual ultrasonic testing andclassification
of testing results for ferritic steelwdlds

1 主題內(nèi)容與適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了檢驗(yàn)焊縫及熱影響區(qū)缺陷,確定缺陷位置、尺寸和缺陷評(píng)定的一般方法及探傷結(jié)果的分級(jí)方法.
本標(biāo)準(zhǔn)適用于母材厚度不小于8mm的鐵素體類鋼全焊透熔化焊對(duì)接焊縫脈沖反射法手工超聲波檢驗(yàn).
本標(biāo)準(zhǔn)不適用于鑄鋼及奧氏體不銹鋼焊縫;外徑小于159mm的鋼管對(duì)接焊縫;內(nèi)徑小于等于200mm的管座角焊縫及外徑小于250mm和內(nèi)外徑之比小于80%的縱向焊縫.

2 引用標(biāo)準(zhǔn)

ZB Y 344 超聲波探傷儀用探頭型號(hào)命名方法
ZB Y 231 超聲波探傷儀用探頭性能測(cè)試方法
ZB Y 232 超聲探傷用1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)試塊技術(shù)條件
ZB J 04 001 A型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)工作性能測(cè)試方法

3 術(shù)語

3.1 簡(jiǎn)化水平距離l'
從探頭前沿到缺陷在探傷面上測(cè)量的水平距離.
3.2 缺陷指示長(zhǎng)度△l
焊縫超聲檢驗(yàn)中,按規(guī)定的測(cè)量方法以探頭移動(dòng)距離測(cè)得的缺陷長(zhǎng)度.
3.3 探頭接觸面寬度W
環(huán)縫檢驗(yàn)時(shí)為探頭寬度,縱縫檢驗(yàn)為探頭長(zhǎng)度,見圖1.
3.4 縱向缺陷
大致上平行于焊縫走向的缺陷.
3.5 橫向缺陷
大致上垂直于焊縫走向的缺陷.
3.6 幾何臨界角β'
筒形工件檢驗(yàn),折射聲束軸線與內(nèi)壁相切時(shí)的折射角.
3.7 平行掃查
在斜角探傷中,將探頭置于焊縫及熱影響區(qū)表面,使聲束指向焊縫方向,并沿焊縫方向移動(dòng)的掃查方法.
3.8 斜平行掃查
在斜角探傷中,使探頭與焊縫中心線成一角度,平等于焊縫方向移動(dòng)的掃查方法.
3.9 探傷截面
串列掃查探傷時(shí),作為探傷對(duì)象的截,一般以焊縫坡口面為探傷截面,見圖2.
3.10 串列基準(zhǔn)線
串列掃查時(shí),作為一發(fā)一收兩探頭等間隔移動(dòng)基準(zhǔn)的線.一般設(shè)在離探傷截面距離為0.5跨距的位置,見圖2.
3.11 參考線
探傷截面的位置焊后已被蓋住,所以施焊前應(yīng)予先在探傷面上,離焊縫坡口一定距離畫出一標(biāo)記線,該線即為參考線,將作為確定串列基準(zhǔn)線的依據(jù),見圖3.
3.12 橫方形串列掃查
將發(fā)、收一組探頭,使其入射點(diǎn)對(duì)串列基準(zhǔn)線經(jīng)常保持等距離平行于焊縫移動(dòng)的掃查方法,見圖4.
3.13 縱方形串列掃查
將發(fā)、收一組探頭使其入射點(diǎn)對(duì)串列基準(zhǔn)線經(jīng)常保持等距離,垂直于焊縫移動(dòng)的掃查方法,見圖4.

4 檢驗(yàn)人員

4.1 從事焊縫探傷的檢驗(yàn)人員必須掌握超聲波探傷的基礎(chǔ)技術(shù),具有足夠的焊縫超聲波探傷經(jīng)驗(yàn),并掌握一定的材料、焊接基礎(chǔ)知識(shí).
4.2 焊縫超聲檢驗(yàn)人員應(yīng)按有關(guān)規(guī)程或技術(shù)條件的規(guī)定經(jīng)嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核,并持有相考核組織頒發(fā)的等級(jí)資格證書,從事相對(duì)應(yīng)考核項(xiàng)目的檢驗(yàn)工作.
注:一般焊接檢驗(yàn)專業(yè)考核項(xiàng)目分為板對(duì)接焊縫;管件對(duì)接焊縫;管座角焊縫;節(jié)點(diǎn)焊縫等四種.
4.3 超聲檢驗(yàn)人員的視力應(yīng)每年檢查一次,校正視力不得低于1.0.

5 超聲波探傷儀、探頭及系統(tǒng)性能

5.1 超聲波探傷儀
使用A型顯示脈沖反射式探傷儀,其工作頻率范圍至少為1-5MHz,探傷儀應(yīng)配備衰減器或增益控制器,其精度為任意相鄰12dB誤差在±1dB內(nèi).步進(jìn)級(jí)每檔不大于2dB,總調(diào)節(jié)量應(yīng)大于60dB,水平線性誤差不大于1%,垂直線性誤差不大于5%.
5.2 探頭
5.2.1 探頭應(yīng)按ZB Y344標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定作出標(biāo)志.
5.2.2 晶片的有效面積不應(yīng)超過500mm2,且任一邊長(zhǎng)不應(yīng)大于25mm.
5.2.3 聲束軸線水平偏離角應(yīng)不大于2°.
5.2.4 探頭主聲束垂直方向的偏離,不應(yīng)有明顯的雙峰,其測(cè)試方法見ZB Y231.
5.2.5 斜探頭的公稱折射角β為45°、60°、70°或K值為1.0、1.5、2.0、2.5,折射角的實(shí)測(cè)值與公稱值的偏差應(yīng)不大于2°(K值偏差不應(yīng)超過±0.1),前沿距離的偏差應(yīng)不大于1mm.如受工件幾何形狀或探傷面曲率等限制也可選用其他小角度的探頭.
5.2.6 當(dāng)證明確能提高探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,或能夠較好地解決一般檢驗(yàn)時(shí)的困難而又確保結(jié)果的正確,推薦采用聚焦等特種探頭.
5.3 系統(tǒng)性能
5.3.1 靈敏度余量
系統(tǒng)有效靈敏度必須大于評(píng)定靈敏度10dB以上.
5.3.2 遠(yuǎn)場(chǎng)分辨力
a.直探頭 ≥30dB;
b.斜探頭:Z≥6dB.
5.4 探傷儀、探頭及系統(tǒng)性能和周期檢查
5.4.1 探傷儀、探頭及系統(tǒng)性能,除靈敏度余量外,均應(yīng)按ZB J04 001的規(guī)定方法進(jìn)行測(cè)試.
5.4.2 探傷儀的水平線性和垂直線性,在設(shè)備**使用及每隔3個(gè)月應(yīng)檢查一次.
5.4.3 斜探頭及系統(tǒng)性能,在表1規(guī)定的時(shí)間內(nèi)必須檢查一次.

6 試塊

6.1 標(biāo)準(zhǔn)試塊的形狀和尺寸見附錄A,試塊制造的技術(shù)要求應(yīng)符合ZB Y232的規(guī)定,該試塊主要用于測(cè)定探傷儀、探頭及系統(tǒng)性能.
6.2 對(duì)比試塊的形狀和尺寸見附錄B.
6.2.1 對(duì)比試塊采用與被檢驗(yàn)材料相同或聲學(xué)性能相近的鋼材制成.試塊的探測(cè)面及側(cè)面,在以2.5MHz以上頻率及高靈敏條件下進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),不得出現(xiàn)大于距探測(cè)面20mm處的Φ2mm平底孔反射回來的回波幅度1/4的缺陷回波.
6.2.2 試塊上的標(biāo)準(zhǔn)孔,根據(jù)探傷需要,可以采取其他形式布置或添加標(biāo)準(zhǔn)孔,但應(yīng)注意不應(yīng)與試塊端角和相鄰標(biāo)準(zhǔn)孔的反射發(fā)生混淆.
6.2.3 檢驗(yàn)曲面工件時(shí),如探傷面曲率半徑R小于等于W2/4時(shí),應(yīng)采用與探傷面曲率相同的對(duì)比試塊.反射體的布置可參照對(duì)比試塊確定,試塊寬度應(yīng)滿足式(1):
b≥2λS/De (1)
式中b----試塊寬度,mm;
λ--波長(zhǎng),mm;
S---聲程,m;
De--聲源有效直徑,mm
6.3 現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn),為校驗(yàn)靈敏度和時(shí)基線,可以采用其他型式的等效試塊.

7 檢驗(yàn)等級(jí)

7.1 檢驗(yàn)等級(jí)的分級(jí)
根據(jù)質(zhì)量要求檢驗(yàn)等級(jí)分為A、B、C三級(jí),檢驗(yàn)的完善程度A級(jí)最低,B級(jí)一般,C級(jí)最高,檢驗(yàn)工作的難度系數(shù)按A、B、C順序逐級(jí)增高.應(yīng)按照工件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、焊接方法、使用條件及承受載荷的不同,合理的選用檢驗(yàn)級(jí)別.檢驗(yàn)等級(jí)應(yīng)接產(chǎn)品技術(shù)條件和有關(guān)規(guī)定選擇或經(jīng)合同雙方協(xié)商選定.
注:A級(jí)難度系數(shù)為1;B級(jí)為5-6;C級(jí)為10-12.
本標(biāo)準(zhǔn)給出了三個(gè)檢驗(yàn)等級(jí)的檢驗(yàn)條件,為避免焊件的幾何形狀限制相應(yīng)等級(jí)檢驗(yàn)的有效性,設(shè)計(jì)、工藝人員應(yīng)考慮超聲檢驗(yàn)可行性的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝安排.
7.2 檢驗(yàn)等級(jí)的檢驗(yàn)范圍
7.2.1 A級(jí)檢驗(yàn)采用一種角度的探頭在焊縫的單面單側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn),只對(duì)允許掃查到的焊縫截面進(jìn)行探測(cè).一般不要求作橫向缺陷的檢驗(yàn).母材厚度大于50Mm時(shí),不得采用A級(jí)檢驗(yàn).
7.2.2 B級(jí)檢驗(yàn)原則上采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn),對(duì)整個(gè)焊縫截面進(jìn)行探測(cè).母材厚度大于100mm時(shí),采用雙面雙側(cè)檢驗(yàn).受幾何條件的限制,可在焊縫的雙面半日側(cè)采用兩種角度探頭進(jìn)行探傷.條件允許時(shí)應(yīng)作橫向缺陷的檢驗(yàn).
7.2.3 C級(jí)檢驗(yàn)至少要采用兩種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn).同時(shí)要作兩個(gè)掃查方向和兩種探頭角度的橫向缺陷檢驗(yàn).母材厚度大于100mm時(shí),采用雙面?zhèn)葯z驗(yàn).其他附加要**:
a.對(duì)接焊縫余高要磨平,以便探頭在焊縫上作平行掃查;
b.焊縫兩側(cè)斜探頭掃查經(jīng)過的母材部分要用直探頭作檢查;
c.焊縫母材厚度大于等于100mm,窄間隙焊縫母材厚度大于等于40mm時(shí),一般要增加串列式掃查,掃查方法見附錄C.

8 檢驗(yàn)準(zhǔn)備

8.1 探傷面
8.1.1 按不同檢驗(yàn)等級(jí)要求選擇探傷面.推薦的探傷面如圖5和表2所示.
8.1.2 檢驗(yàn)區(qū)域的寬度應(yīng)是焊縫本身再加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度30%的一段區(qū)域,這個(gè)區(qū)域最小10mm,最大20mm,見圖6.
8.1.3 探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)**焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他外部雜技.探傷表面應(yīng)平整光滑,便于探頭的自由掃查,其表面粗糙度不應(yīng)超過6.3μm,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行打磨:
a.采用一次反射法或串列式掃查探傷時(shí),探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)大于1.25P:
P=2δtgβ (2)
或P=2δK (3)
式中P----跨距,mm;
δ--母材厚度,mm
b.采用直射法探傷時(shí),探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)大于0.75P.
8.1.4 去除余高的焊縫,應(yīng)將余高打磨到與鄰近母材平齊.保留余高的焊縫,如焊縫表面有咬邊,較大的隆起凹陷等也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男弈?/span>,并作圓滑過渡以影響檢驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定.
8.1.5 焊縫檢驗(yàn)前,應(yīng)劃好檢驗(yàn)區(qū)段,標(biāo)記出檢驗(yàn)區(qū)段編號(hào).
8.2 檢驗(yàn)頻率
檢驗(yàn)頻率f一般在2-5MHz范圍內(nèi)選擇,推薦選用2-2.5MHz公稱頻率檢驗(yàn).特殊情況下,可選用低于2MHz或高于2.5MHz的檢驗(yàn)頻率,但必須保證系統(tǒng)靈敏度的要求.
8.3 探頭角度
8.3.1 斜探頭的折射角β或K值應(yīng)依據(jù)材料厚度,焊縫坡口型式及預(yù)期探測(cè)的主要缺陷來選擇.對(duì)不同板厚推薦的探頭角度和探頭數(shù)量見表2.
8.3.2 串列式掃查,推薦選用公稱折射角為45°的兩個(gè)探頭,兩個(gè)探頭實(shí)際折射角相差不應(yīng)超過2°,探頭前洞長(zhǎng)度相差應(yīng)小于2mm.為便于探測(cè)厚焊縫坡口邊緣未熔合缺陷,亦可選用兩個(gè)不同角度的探頭,但兩個(gè)探頭角度均應(yīng)在35°-55°范圍內(nèi).
8.4 耦合劑
8.4.1 應(yīng)選用適當(dāng)?shù)囊后w或糊狀物作為耦合劑,耦合劑應(yīng)具有良好透聲性和適宜流動(dòng)性,不應(yīng)對(duì)材料和人體有作用,同時(shí)應(yīng)便于檢驗(yàn)后清理.
8.4.2 典型的耦合劑為水、機(jī)油、甘油和漿糊,耦合劑中可加入適量的"潤(rùn)濕劑"或活性劑以便改善耦合性能.
8.4.3 在試塊上調(diào)節(jié)儀器和產(chǎn)品檢驗(yàn)應(yīng)采用相同的耦合劑.
8.5 母材的檢查
采用C級(jí)檢驗(yàn)時(shí),斜探頭掃查聲束通過的母材區(qū)域應(yīng)用直探頭作檢查,以便探測(cè)是否有有探傷結(jié)果解釋的分層性或其他缺陷存在.該項(xiàng)檢查僅作記錄,不屬于對(duì)母材的驗(yàn)收檢驗(yàn).母材檢查的規(guī)程要點(diǎn)如下:
a.方法:接觸式脈沖反射法,采用頻率2-5MHz的直探頭,晶片直徑10-25mm;
b.靈敏度:將無缺陷處二次底波調(diào)節(jié)為熒光屏滿幅的100%;
c.記錄:凡缺陷信號(hào)幅度超過熒光屏滿幅20%的部位,應(yīng)在工件表面作出標(biāo)記,并予以記錄.

9 儀器調(diào)整和校驗(yàn)

9.1 時(shí)基線掃描的調(diào)節(jié)
熒光屏?xí)r基線刻度可按比例調(diào)節(jié)為代表缺陷的水平距離l(簡(jiǎn)化水平距離l');深度h;或聲程S,見圖7.
9.1.1 探傷面為平面時(shí),可在對(duì)比試塊上進(jìn)行時(shí)基線掃描調(diào)節(jié),掃描比例依據(jù)工件工和選用的探頭角度來確定,最大檢驗(yàn)范圍應(yīng)調(diào)至熒光屏?xí)r基線滿刻度的2/3以上.
9.1.2 探傷面曲率半徑R大于W2/4時(shí),可在平面對(duì)比試塊上或與探傷面曲率相近的曲面對(duì)比試塊上,進(jìn)行時(shí)基線掃描調(diào)節(jié).
9.1.3 探傷面曲率半徑R小于等于W2/4時(shí),探頭楔塊應(yīng)磨成與工件曲面相吻合,在6.2.3條規(guī)定的對(duì)比試塊上作時(shí)基線掃描調(diào)節(jié).
9.2 距離----波幅(DAC)曲線的繪制
9.2.1 距離----波幅曲線由選用的儀器、探頭系統(tǒng)在對(duì)比試塊上的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)繪制見圖8,其繪制方法見附錄D,曲線由判廢線RL,定量線SL和評(píng)定線EL組成,不同驗(yàn)收級(jí)別的各線靈敏度見表3.表中的DAC是以Φ3mm標(biāo)準(zhǔn)反射體繪制的距離--波幅曲線--即DAC基準(zhǔn)線.評(píng)定線以上至定量線以下為1區(qū)(弱信號(hào)評(píng)定區(qū));定量線至判廢線以下為Ⅱ區(qū)(長(zhǎng)度評(píng)定區(qū));判廢線及以上區(qū)域?yàn)棰髤^(qū)(判廢區(qū)).
9.2.2 探測(cè)橫向缺陷時(shí),應(yīng)將各線靈敏度均提高6dB.
9.2.3 探傷面曲率半徑R小于等于W2/4時(shí),距離--波幅曲線的繪制應(yīng)在曲面對(duì)比試塊上進(jìn)行.
9.2.4 受檢工件的表面耦合損失及材質(zhì)衰減應(yīng)與試塊相同,否則應(yīng)進(jìn)行傳輸損失修整見附錄E,在1跨距聲程內(nèi)最大傳輸損失差在2dB以內(nèi)可不進(jìn)行修整.
9.2.5 距離--波幅曲線可繪制在坐標(biāo)紙上也可直接繪制在熒光屏刻度板上,但在整個(gè)檢驗(yàn)范圍內(nèi),曲線應(yīng)處于熒光屏滿幅度的20%以上,見圖9,如果作不到,可采用分段繪制的方法見圖10.
9.3 儀器調(diào)整的校驗(yàn)
9.3.1 每次檢驗(yàn)前應(yīng)在對(duì)比試塊上,對(duì)時(shí)基線掃描比例和距離--波幅曲線(靈敏度)進(jìn)行調(diào)節(jié)或校驗(yàn).校驗(yàn)點(diǎn)沙于兩點(diǎn).
9.3.2 檢驗(yàn)過程中每4h之內(nèi)或檢驗(yàn)工作結(jié)束后應(yīng)對(duì)時(shí)基線掃描和靈敏度進(jìn)行校驗(yàn),校驗(yàn)可在對(duì)比試塊或其他兒試塊上進(jìn)行.
9.3.3 掃描調(diào)節(jié)校驗(yàn)時(shí),如發(fā)現(xiàn)校驗(yàn)點(diǎn)反射波在掃描線上偏移超過原校驗(yàn)點(diǎn)刻度讀數(shù)的10%或滿刻度的5%(兩者取較小值),則掃描比例應(yīng)重新調(diào)整,前次校驗(yàn)后已經(jīng)記錄的缺陷,位置參數(shù)應(yīng)重新測(cè)定,并予以更正.
9.3.4 靈敏度校驗(yàn)時(shí),如校驗(yàn)點(diǎn)的反射波幅比距離--波幅曲線降低20%或2dB以上,則儀靈敏度應(yīng)重新調(diào)整,并對(duì)前次校驗(yàn)后檢查的全部焊縫應(yīng)重新檢驗(yàn).如校驗(yàn)點(diǎn)的反射波幅比距離--波幅曲線增加20%或2dB以上,儀器靈敏度應(yīng)重新調(diào)整,而前次校驗(yàn)后,已經(jīng)記錄的缺陷,應(yīng)對(duì)缺陷尺寸參數(shù)重新測(cè)定并予以評(píng)定.

10 初始檢驗(yàn)

10.1 一般要求
10.1.1 超聲檢驗(yàn)應(yīng)在焊縫及探傷表面經(jīng)外觀檢查合格并滿足8.1.3條的要求后進(jìn)行.
10.1.2 檢驗(yàn)前,探傷人員應(yīng)了解受驗(yàn)工件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、曲率、厚度、焊接方法、焊縫種類、坡口形式、焊縫余高及背面襯墊、溝槽等情況.
10.1.3 探傷靈敏度應(yīng)不低于評(píng)定線靈敏度.
10.1.4 掃查速度不應(yīng)大于150mm/s,相鄰兩次探頭移動(dòng)間隔保證至少有探頭寬度10%的重疊.
10.1.5 對(duì)波幅超過評(píng)定線的反射波,應(yīng)根據(jù)探頭位置、方向、反射波的位置及10.1.2條了解的焊縫情況,判斷其是否為缺陷.判斷為缺陷的部位應(yīng)在焊縫表面作出標(biāo)記.
10.2 平板對(duì)接焊縫的檢驗(yàn)
10.2.1 為探測(cè)縱向缺陷,斜探頭垂直于焊縫中心線在探傷面上,作鋸齒型掃查見圖11.探頭前后移動(dòng)的范圍應(yīng)保證掃查到全部焊縫截面及熱影響區(qū).在保持探頭垂直焊縫作前后移動(dòng)的同時(shí),還應(yīng)作10°-15°的左右轉(zhuǎn)動(dòng).
10.2.2 為探測(cè)焊縫及熱影響區(qū)的橫向缺陷應(yīng)進(jìn)行平行和斜平行掃查.
a. B級(jí)檢驗(yàn)時(shí),可寅邊緣使探頭與焊縫中心線成10°-20°作斜平行的掃查(圖12);
b. C級(jí)檢驗(yàn)時(shí),可將探頭放在焊縫及熱影響區(qū)上作兩個(gè)方向的平行掃查(圖13),焊縫母材厚度超過100mm時(shí),應(yīng)在焊縫的兩面作平行掃查或者采用兩種角度探頭(45°和60°或45°和70°并用)作單面兩個(gè)方向的平行掃查;亦可用兩個(gè)45°探頭作串列式平行掃查;
c. 對(duì)電渣焊縫還應(yīng)增加與焊縫中心線成45°的斜向掃查.
10.2.3 為確定缺陷的位置、方向、形狀、觀察缺陷動(dòng)態(tài)波形或區(qū)分缺陷訊號(hào)與偽訊號(hào),可采用前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等四種探頭基本掃查方式(圖14).
10.3 曲面工件對(duì)接焊縫的檢驗(yàn)
10.3.1 探傷面為曲面時(shí),應(yīng)按6.2.3和9.1.3條的規(guī)定選用對(duì)比試塊,并采用10.2條的方法進(jìn)行檢驗(yàn),C級(jí)檢驗(yàn)時(shí),受工件幾何形狀限制,橫向缺陷探測(cè)無法實(shí)施時(shí),應(yīng)在檢驗(yàn)記錄中予以注明.
10.3.2 環(huán)縫檢驗(yàn)時(shí),對(duì)比試塊的曲率半徑為探傷面曲率半徑0.9-1.5倍的對(duì)比試塊均可采用.探測(cè)橫向缺陷時(shí)按10.3.3條的方法進(jìn)行.
10.3.3 縱縫檢驗(yàn)時(shí),對(duì)比試塊的曲率半徑與探傷面曲率半徑之差應(yīng)小于10%.
10.3.3.1 根據(jù)工件的曲率和材料厚度選擇探頭角度,并考慮幾何臨界角的限制,確保聲束能掃查到整個(gè)焊縫厚度.條件允許時(shí),聲束在曲底面的入射角度不應(yīng)超過70°.
10.3.3.2 探頭接觸面修磨后,應(yīng)注意探頭入射點(diǎn)和折射角或K值的變化,并用曲面試塊作實(shí)際測(cè)定.
10.3.3.3 當(dāng)R大于W2/4采用平面對(duì)比試塊調(diào)節(jié)儀器時(shí),檢驗(yàn)中應(yīng)注意到熒光屏指示的缺陷深度或水平距離與缺陷實(shí)際的徑向埋藏深度或水平距離孤長(zhǎng)的差異,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行修正.
10.4 其他結(jié)構(gòu)焊縫的檢驗(yàn)
10.4.1 一般原則
a.盡可能采用平板焊縫檢驗(yàn)中已經(jīng)行之有效的各種方法;
b.在選擇探傷面和探頭時(shí)應(yīng)考慮到檢測(cè)各種類型缺陷的可能性,并使聲束盡可能垂直于該結(jié)構(gòu)焊縫中的主要缺陷.
10.4.2 T型接頭
10.4.2.1 腹板厚度不同時(shí),選用的折射角見表4,斜探頭在腹板一側(cè)作直射法和一次反射法探傷見圖15位置2.
10.4.2.2 采用折射角45°(K1)探頭在腹板一側(cè)作直射法和一次反射法探測(cè)焊縫及腹板側(cè)熱影響區(qū)的裂紋(圖16).
10.4.2.3 為探側(cè)腹板和翼板間未焊透或翼板側(cè)焊縫下層狀撕裂等缺陷,可采用直探頭(圖15位置1)或斜探頭(圖16位置3)在翼板外側(cè)探傷或采用折射角45°(K1)探頭在翼板內(nèi)側(cè)作一次反射法探傷(圖15位置3).
10.4.3 角接接頭
角接接頭探傷面及折射角一般按圖17和表4選擇.
10.4.4 管座角焊縫
10.4.4.1 根據(jù)焊縫結(jié)構(gòu)形式,管座角焊縫的檢驗(yàn)有如下五種探側(cè)方法,可選擇其中一種或幾種方式組合實(shí)施檢驗(yàn).探測(cè)方式的選擇應(yīng)由合同雙方商定,并重點(diǎn)考慮主要探測(cè)對(duì)象和幾何條件的限制(圖18、19).
a.在接管內(nèi)壁表面采用直探頭探傷(圖18位置1);
b.在容器內(nèi)表面用直探頭探傷(圖19位置1);
c.在接管外表面采用斜探頭探傷(圖19位置2);
d.在接管內(nèi)表面采用斜探頭探傷(圖18位置3,圖19位置3);
e.在容器外表面采用斜探頭探傷(圖18位置2).
10.4.4.2 管座角焊縫以直探頭檢驗(yàn)為主,對(duì)直探頭掃查不到的區(qū)域或結(jié)構(gòu),缺陷向性不適于采用直探頭檢驗(yàn)時(shí),可采用斜探頭檢驗(yàn),斜探頭檢驗(yàn)應(yīng)符合10.4.1條的規(guī)定.
10.4.5 直探頭檢驗(yàn)的規(guī)程
a.推薦采用頻率2.5Mhz直探頭或雙晶直探頭,探頭與工件接觸面的尺寸W應(yīng)小于2√R;
b.靈敏度可在與工件同曲率的試塊上調(diào)節(jié),也可采用計(jì)算法或DGS曲線法,以工件底面回波調(diào)節(jié).其檢驗(yàn)等級(jí)評(píng)定見表5.

11 規(guī)定檢驗(yàn)

11.1 一般要求
11.1.1 規(guī)定檢驗(yàn)只對(duì)初始檢驗(yàn)中被標(biāo)記的部位進(jìn)行檢驗(yàn).
11.1.2 探傷靈敏度應(yīng)調(diào)節(jié)到評(píng)定靈敏度.
11.1.3 對(duì)所有反射波幅超過定量線的缺陷,均應(yīng)確定其位置,最大反射波幅所在區(qū)域和缺陷指示長(zhǎng)度.
11.2 最大反射波幅的測(cè)定
11.2.1 對(duì)判定為缺陷的部位,采取10.2.3條的探頭掃查方式、增加探傷面、改變探頭折射角度進(jìn)行探測(cè),測(cè)出最大反射波幅并與距離--波幅曲線作比較,確定波幅所在區(qū)域.波幅測(cè)定的允許誤差為2DB.
11.3 位置參數(shù)的測(cè)定
11.3.1 缺陷位置以獲得缺陷最大反射波的位置來表示,根據(jù)相應(yīng)的探頭位置和反射波在熒光屏上的位置來確定如下全部或部分參數(shù).
a.縱坐標(biāo)L代表缺陷沿焊縫方向的位置.以檢驗(yàn)區(qū)段編號(hào)為標(biāo)記基準(zhǔn)點(diǎn)(即原點(diǎn))建立坐標(biāo).坐標(biāo)正方向距離L表示缺陷到原點(diǎn)之間的距離見圖20;
b.深度坐標(biāo)h代表缺陷位置到探傷面的垂直距離(mm).以缺陷最大反射波位置的深度值表示;
c.橫坐標(biāo)q代表缺陷位置離開焊縫中心線的垂直距離,可由缺陷最大反射波位置的水平距離或簡(jiǎn)化水平距離求得.
11.3.2 缺陷的深度和水平距離(或簡(jiǎn)化水平距離)兩數(shù)值中的一個(gè)可由缺陷最大反射波在熒光屏上的位置直接讀出,另一數(shù)值可采用計(jì)算法、曲線法、作圖法或缺陷定位尺求出.
11.4 尺寸參數(shù)的測(cè)定
應(yīng)根據(jù)缺陷最大反射波幅確定缺陷當(dāng)量值Φ或測(cè)定缺陷指示長(zhǎng)度△l.
11.4.1 缺陷當(dāng)量Φ,用當(dāng)量平底孔直徑表示,主要用于直探頭檢驗(yàn),可采用公式計(jì)算,DGS曲線,試塊對(duì)比或當(dāng)量計(jì)算尺確定缺陷當(dāng)量尺寸.
11.4.2 缺陷指示長(zhǎng)度△l的測(cè)定推薦采用如下二種方法.
a.當(dāng)缺陷反射波只有一個(gè)高點(diǎn)時(shí),用降低6dB相對(duì)靈敏度法測(cè)長(zhǎng)見圖21;
b.在測(cè)長(zhǎng)掃查過程中,如發(fā)現(xiàn)缺陷反射波峰值起伏變化,有多個(gè)高點(diǎn),則以缺陷兩端反射波極大值之間探頭的移動(dòng)長(zhǎng)度確定為缺陷指示長(zhǎng)度,即端點(diǎn)峰值法見圖22.

12 缺陷評(píng)定

12.1 超過評(píng)定線的信號(hào)應(yīng)注意其是否具有裂紋等危害性缺陷特征,如有懷疑時(shí)采取改變探頭角度,增加探傷面、觀察動(dòng)態(tài)波型、結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝特征作判定,如對(duì)波型不能準(zhǔn)確判斷時(shí),應(yīng)輔以其他檢驗(yàn)作綜合判定.
12.2 最大反射波幅位于Ⅱ區(qū)的缺陷,其指示長(zhǎng)度小于10mm時(shí)按5mm計(jì).
12.3 相鄰兩缺陷各向間距小于8mm時(shí),兩缺陷指示長(zhǎng)度之和作為單個(gè)缺陷的指示長(zhǎng)度.

13 檢驗(yàn)結(jié)果的等級(jí)分類

13.1 最大反射波幅位于Ⅱ區(qū)的缺陷,根據(jù)缺陷指示長(zhǎng)度按表6的規(guī)定予以評(píng)級(jí).
13.2 最大反射波幅不超過評(píng)定線的缺陷,均應(yīng)為Ⅰ級(jí).
13.3 最大反射波幅超過評(píng)定線的缺陷,檢驗(yàn)者判定為裂紋等危害性缺陷時(shí),無論其波幅和尺寸如何,均評(píng)定為Ⅳ級(jí).
13.4 反射波幅位于Ⅰ區(qū)的非裂紋性缺陷,均評(píng)為Ⅰ級(jí).
13.5 反射波幅位于Ⅲ區(qū)的缺陷,無論其指示長(zhǎng)度如何,均評(píng)定為Ⅳ級(jí).
13.6 不合格的缺陷,應(yīng)予返修,返修區(qū)域修后,返修部位及補(bǔ)焊受影響的區(qū)域,應(yīng)按原探傷條件進(jìn)行復(fù)驗(yàn),復(fù)探部位的缺陷亦應(yīng)按12章評(píng)定.

14 記錄與報(bào)告

14.1 檢驗(yàn)記錄主要內(nèi)容:工件名稱、編號(hào)、焊縫編號(hào)、坡口形式、焊縫種類、母材材質(zhì)、規(guī)格、表面情況、探傷方法、檢驗(yàn)規(guī)程、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、所使用的儀器、探頭、耦合劑、試塊、掃描比例、探傷靈敏度.所發(fā)現(xiàn)的超標(biāo)缺陷及評(píng)定記錄,檢驗(yàn)人員及檢驗(yàn)日期等.反射波幅位于Ⅱ區(qū),其指示長(zhǎng)度小于表6的缺陷也應(yīng)予記錄.
14.2 檢驗(yàn)報(bào)告主要內(nèi)容:工件名稱、合同號(hào)、編號(hào)、探傷方法、探傷部位示意圖、檢驗(yàn)范圍、探傷比例收標(biāo)準(zhǔn)、缺陷情況、返修情況、探傷結(jié)論、檢驗(yàn)人員及審核人員簽字等.
14.3 檢驗(yàn)記錄和報(bào)告應(yīng)至少保存7年.
14.4 檢驗(yàn)記錄和報(bào)告的推薦格式見附錄F.

附錄A
標(biāo)準(zhǔn)試塊的形狀和尺寸
(補(bǔ)充件)

注:尺寸公差±0.1;各邊垂直度不大于0.05;C面尺寸基準(zhǔn)面,上部各折射角刻度尺寸值見表A1,下部見表A2.

附錄B
對(duì)比試塊的形狀和尺寸
(補(bǔ)充件)
B1 對(duì)比試塊的形狀和尺寸見表B1.

注:①尺寸公差±0.1mm;②各邊垂直度不大于0.1;③表面粗糙度不大于6.3μm; ④標(biāo)準(zhǔn)孔與加工面的平行度不大于0.05.

附錄C
串列掃查探傷方法
(補(bǔ)充件)

C1 探傷設(shè)備
C1.1 超聲波探傷儀的工作方式必須具備一發(fā)一收工作狀態(tài).
C1.2 為保證一發(fā)一收探頭相對(duì)于串列基準(zhǔn)線經(jīng)常保持等距離移動(dòng),應(yīng)配備適宜的探頭夾具,并適用于橫方型及縱方型兩種掃查方式.
C1.3 推薦采用,頻率2-2.5Mhz,公稱折射角45°探頭,兩探頭入射點(diǎn)間最短間距應(yīng)小于20mm.

C2 儀器調(diào)整

C2.1 時(shí)基線掃描的調(diào)節(jié)采用單探頭按標(biāo)準(zhǔn)正文9.1 的方法調(diào)節(jié),最大探測(cè)范圍應(yīng)大于1跨距聲程.
C2.2 靈敏度調(diào)整
在工件無缺陷部位,將發(fā)、收兩探頭對(duì)向放置,間距為1跨距,找到底面最大反射波見圖C1及式C1,調(diào)節(jié)增益使反射波幅為熒光屏滿幅高度的40%,并以此為基準(zhǔn)波高.靈敏度分別提高8dB、14dB和20dB代表判廢靈敏度、定量靈敏度和評(píng)定靈敏度.

C3 檢驗(yàn)程序

C3.1 檢驗(yàn)準(zhǔn)備
a.探傷面對(duì)接焊縫的單面雙側(cè);
b.串列基準(zhǔn)線如發(fā)、收兩探頭實(shí)測(cè)折射角的平均值為β或K值平均為K.在離參考線(參考線至探傷截面的距離L'-0.5P)的位置標(biāo)記串列基準(zhǔn)線,見圖C2及式C2.
0.5P=δtgβ (C1)
或0.5P=δK (C2)
C3.2 初始探傷
C3.2.1 探傷靈敏度不低于評(píng)定靈敏度.
C3.2.2 掃查方式采用橫方形或縱方形串列掃查,掃查范圍以串列基準(zhǔn)線為中心盡可能掃查到整個(gè)探傷截面,每個(gè)探傷截面應(yīng)掃查一遍.
C3.2.3 標(biāo)記超過評(píng)定線的反射波,被判定為缺陷時(shí),應(yīng)在焊縫的相應(yīng)位置作出標(biāo)記.
C3.3 規(guī)定探傷
C3.3.1 對(duì)象只對(duì)初始檢驗(yàn)標(biāo)記部位進(jìn)行探傷.
C3.3.2 探傷靈敏度為評(píng)定靈敏度.
C3.3.3 缺陷位置不同深度的缺陷,其反射波均出現(xiàn)在相當(dāng)于半跨距聲程位置見圖C3.缺陷的水平距離和深度分別為:

(C3)

(C4)
C3.3.4 缺陷以射波幅在最大反射波探頭位置,以40%線為基準(zhǔn)波高測(cè)出缺陷反射波的dB數(shù)作為缺陷的相對(duì)波幅,記為SL±----dB.
C3.3.5 缺陷指示長(zhǎng)度的測(cè)定
采用以評(píng)定靈敏度為測(cè)長(zhǎng)靈敏度的**靈敏度法測(cè)量缺陷指示長(zhǎng)度.即進(jìn)行左右掃查(橫方形串列掃查),以波幅超過評(píng)定線的探頭移動(dòng)范圍作為缺陷指示長(zhǎng)度.
C4 缺陷評(píng)定
所有反射波幅度超過評(píng)定線的缺陷均應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)正文第12章的規(guī)定予以評(píng)定,并按第13章的規(guī)定對(duì)探傷結(jié)果作等級(jí)分類.

附錄D
距離----波幅(DAC)曲線的制作
(補(bǔ)充件)

D1 試件
D1.1 采用標(biāo)準(zhǔn)附錄B對(duì)比試塊或其他等效形式試塊繪制DAC曲線.
D1.2 R小于等于W2/4時(shí),應(yīng)采用探傷面曲率與工件探傷面曲率相同或相近的對(duì)比試塊.

D2 繪制步驟

DAC曲線可繪制在坐標(biāo)紙上(稱DAC曲線),亦可直接繪制在熒光屏前透明的刻度板上(稱DAC曲線板).
D2.1 DAC曲線的繪制步驟如下:
a.將測(cè)試范圍調(diào)整到探傷使用的最大探測(cè)范圍,并按深度、水平或聲程法調(diào)整時(shí)基線掃描比例;
b.根據(jù)工件厚度和曲率選擇合適的對(duì)比試塊,選取試塊上民探傷深度相同或接近的橫孔為**基準(zhǔn)孔,將探頭置于試塊探傷面聲束指向該孔,調(diào)節(jié)探頭位置找到橫孔的最高反射波;
c.調(diào)節(jié)"增益"或"衰減器"使該反射幅為熒光屏上某一高度(例如滿幅的40%)該波高即為"基準(zhǔn)波高",此時(shí),探傷系統(tǒng)的有效靈敏度應(yīng)比評(píng)定靈敏度高10dB;
d.調(diào)節(jié)衰減器,依次探測(cè)其他橫孔,并找到最大反射波高,分別記錄各反射波的相對(duì)波幅值(d ;
e.以波幅(d 為縱坐標(biāo),以探沿距離(聲程、深度或水平距離)為橫坐標(biāo),將c、d記錄數(shù)值描繪在坐標(biāo)紙上;
f.將標(biāo)記各點(diǎn)連成圓滑曲線,并延長(zhǎng)到整個(gè)探測(cè)范圍,最近探測(cè)點(diǎn)到探距離O點(diǎn)間畫水平線,該曲線即為Φ3mm橫孔DAC曲線的基準(zhǔn)線;
g.依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)正文表3規(guī)定的各線靈敏度,在基準(zhǔn)線下分別繪出判廢線、定量線、評(píng)定線,并標(biāo)記波幅的分區(qū);
h.為便于現(xiàn)場(chǎng)探傷校驗(yàn)靈敏度,在測(cè)試上述數(shù)據(jù)的同時(shí),可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的便攜試塊上的某一參考反射體進(jìn)行同樣測(cè)量,記錄其反射波位置和反射波幅(d 并標(biāo)記在DAC曲線圖上.
D2.2 DAC曲線的繪制步驟如下:

a.同D2.1a;
b.依據(jù)工件厚度和曲率選擇合適的對(duì)比試塊,在試塊上所有孔深小于等于探測(cè)深度的孔中,選取能產(chǎn)生最大反射波幅的橫孔為**基準(zhǔn)孔;
c.調(diào)節(jié)"增益"使該孔的反射波為熒光屏滿幅高度的80%,將其峰值標(biāo)記在熒光屏前輔助面板上.依次探測(cè)其它橫孔,并找到最大反射波,地峰值點(diǎn)標(biāo)記在輔助面板上,如果做分段繪制,可調(diào)節(jié)衰減器分段繪制曲線;
d.將各標(biāo)記點(diǎn)連成圓滑曲線,并延伸到整個(gè)探測(cè)范圍,該曲線即為Φ3mm橫孔DAC曲線基準(zhǔn)線;定量靈敏度下,如分別將靈敏度提高或降低6dB,該線將分別代表評(píng)定或判廢線.(A級(jí)檢驗(yàn)DAC基準(zhǔn)線即為判廢線);
e.將靈敏度提高(8-50mm提高到10dB,50-300mm提高10dB或8d ,該線表示定量線.在定量靈敏度下,如分別將靈敏度提高或降低6dB,該線將分別代表評(píng)定或判廢線.(A級(jí)檢驗(yàn)DAC基準(zhǔn)線即為判廢線);
f.在作上述測(cè)試的同時(shí),可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的便攜式試塊上的某一參考反射體作同樣測(cè),并將其反射波位置和峰值標(biāo)記在曲線板上,以便現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行靈敏度校驗(yàn).

附錄E
聲能傳輸損耗差的測(cè)定
(補(bǔ)充件)

工件本身反射波幅度有影響的兩個(gè)主要因素是材料的材質(zhì)衰減和工件表面粗糙度及耦合情況的表面聲能損失.
超聲波的材質(zhì)衰減對(duì)普通碳鋼或低合金網(wǎng)板材,在頻率低于3MHz聲程不超過200mm時(shí),可以忽略不記,或者一般來說衰減系數(shù)小于0.01dB/mm時(shí),材質(zhì)衰減可以不予考慮,標(biāo)準(zhǔn)試塊和對(duì)比試塊均應(yīng)滿足這一要求.
受檢工件探傷時(shí),如聲程較大,或材質(zhì)衰減系數(shù)超過上述范圍,在確定缺陷反射波幅時(shí),應(yīng)考慮作材料衰減修整,如被檢工件表面比較粗糙還應(yīng)考慮表面聲能損失問題.

E1 橫波超聲材質(zhì)衰減的測(cè)量

E1.1 制作與受檢工件材質(zhì)相同或相近,厚度約40mm表面粗糙度與對(duì)比試塊RB相同的平面型試塊圖E1.
E1.2 采用工件檢驗(yàn)中使用的斜探頭按深度1:1調(diào)節(jié)儀器時(shí)基掃描.
E1.3 另選用一只與該探頭尺寸、頻率、角度相同的斜探頭,兩探頭按圖E1所示方向置于平板試塊上,兩探頭入射點(diǎn)間距離為1P,儀器調(diào)為一發(fā)一收狀態(tài),找到接以最大反射波幅,記錄其波幅值Hi(d.
E1.4 將兩探頭拉開到距離為2P,找到最大反射波幅,記錄其波幅值H2(d.
E1.5 實(shí)際探傷中超聲波總是往返的,故雙程的衰減系數(shù)αH可用下式計(jì)算:
(E1)
S1=40/COSβ+l' (E2)
S2=80/COSβ+l'0 (E3)
(E4)
式中L0----晶片到為的距離,作為簡(jiǎn)化處理亦可取l'0=l0,mm;
△------聲程S1、S2不考慮材質(zhì)衰減時(shí)大平面的反射波幅dB差,可用公式
計(jì)算或從該探頭的D·G·S曲線上查得,dB;
由于S2近擬為S1的2倍,在聲程大于3倍近場(chǎng)長(zhǎng)度N時(shí),△約為6dB.
E1.6 如果在圖E1試塊和RB對(duì)比試塊的側(cè)面測(cè)得波幅HZ,相差不過1dB,則可不考慮工件的材質(zhì)衰減.

E2 傳輸損失差的測(cè)定

E2.1 采用工件檢驗(yàn)中使用的斜探頭,按深度比例調(diào)節(jié)儀器時(shí)基掃描.
E2.2 選用另一與該探頭尺寸、頻率、角度相同的斜探頭,兩探頭按圖E2所示方向置于對(duì)比試塊側(cè)面上,兩探頭入射點(diǎn)間距離為1P,儀器調(diào)為一發(fā)一收狀態(tài).
E2.3 在對(duì)比試塊上,找到接收波最大反射波幅,記錄其波幅值H1(d.
E2.4 在受檢工件板材上(不通過焊縫)同樣測(cè)出接收波最大反射波幅,記錄其波幅值H2(d.
E2.5 傳輸損失差△V為:
△V=H1-H2-△1-△2 (E5)
式中△1----聲程S1、S2不考慮材質(zhì)衰減時(shí)大平面的反射波幅dB差,可用公式
計(jì)算或從探頭的D·G·S曲線上查得,dB;
S1----在對(duì)比試塊中的聲程,mm;
S2----在工件板材中的聲程,mm;
△2--試塊中聲程S1時(shí)與工件中聲程S2時(shí)的超聲材質(zhì)衰減差值,dB.
如試塊圖E1按E1測(cè)量材質(zhì)衰減系數(shù)小于0.01dB/mm,此項(xiàng)可以不予考慮.

附錄F
焊縫超聲波探傷報(bào)告和記錄
(參考件)

焊縫超聲波探傷報(bào)告

焊縫超聲波探傷記錄

附加說明:
本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國(guó)機(jī)械電子工業(yè)部提出.
本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)內(nèi)無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口.
本標(biāo)準(zhǔn)由哈爾濱焊接研究所負(fù)責(zé)起草,主要參加單位:哈爾濱鍋爐廠、勞動(dòng)人事部鍋爐壓力容器檢測(cè)研究中心.
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人李生田、李家鰲、康紀(jì)黔、張澤豐、王梅屏.