8超声工艺题0803.docx
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8超声工艺题0803.docx
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8超声工艺题0803
注:
本工艺题执行标准为JB/T4730-2005,请自行对照新标准NB/T47013-2015进行修改
2、有一块16MnR钢板规格为4200×2700×90mm,用于制作压力容器筒节,下料尺寸为4000×2700mm,要求进行纵波和横波超声波检测,检测标准为JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分:
超声检测》,Ⅱ级合格。
现有设备如下:
(1)、仪器设备:
CTS-22型
(2)、探头:
2.5P12Z2.5P20Z2.5P30Z5.0P12Z5.0P20Z5.0P30Z
2.5P14×14K12.5P20×20K12.5P25×25K15.0P14×14K1
5.0P20×20K15.0P25×25K1
(3)、试块:
CBⅡ-1CBⅡ-2CBⅡ-3CBⅡ-4CBⅡ-5CBⅡ-6CBI
(4)、耦合剂:
水、化学浆糊、机油
请对下列工艺卡进行审核,发现错误的地方请予以纠正并把正确的结果写在相对应的“订正”空格里。
超声检测工艺卡
令号
化600
试件名称
钢板
规格(mm)
4200×2700
厚度(mm)
90
材质
16MnR
检测时机
下料前
检测标准
JB/T4730.3-2005
合格级别
Ⅱ级
仪器型号
CTS-22
表面状态
轧制面
耦合剂
化学浆糊或机油
表面补偿(dB)
0
订正:
4或实测
纵波检测
探头
2.5P30Z
试块
CBⅡ-4
订正:
2.5P20Z
订正:
CBⅡ-3
基准灵敏度调节
深度90mmΦ5平底孔反射波调至80%
订正:
深度50mmΦ5平底孔反射波调至50%
扫查方式1
75mm间距平行线扫查
扫查
方式2
坡口线两侧各50mm内作100%扫查
订正:
/
订正:
/
横波检测
探头
5.0P20×20K1
试块
U型槽试块
订正:
2.5P20×20K1
订正:
V型槽试块
槽深
1mm
校验
跨距
1/2跨距、全跨距
订正:
2.7mm
订正:
1/2跨距、全跨距、3/2跨距
扫查方式1
200mm间距平行线扫查
扫查
方式2
坡口线两侧50mm内100%扫查
订正:
200mm间距格子线扫查
订正:
无此项要求
坡口预定线检测位置和宽度:
订正:
编制
×××
审核
×××
日期
×××年×月×日
3、某电站锅炉低再出口集箱,其规格为D0508×25mm,材料牌号为10CrMo910。
集箱管子与端盖对接环缝如下图所示,焊接剖口为单面V型,焊接方法为手工电弧焊打底,埋弧自动焊盖面,请按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分:
超声检测》标准C级检测Ⅰ级合格的要求,编制该对接环缝的超声检测工艺卡,并在图上相应部位标注探头位置。
试块与工件表面耦合损失差为4dB。
超声波检测工艺卡
令号
1000-20
试件名称
集箱环缝
规格(mm)
D0508
厚度(mm)
25
材质
10CrMo910
焊接种类
手工焊打底/自动焊盖面
检测标准
JB/T4730.3-2005
合格级别
C级检测Ⅰ级合格
试块种类
CSK-ⅠA、ⅡA)
仪器型号
CTS-22
表面状态
打磨
耦合剂
机油
检测时机
焊后24h
检测比例
100%
探头
直探头
斜探头1
斜探头2
探头型号
2.5P14Z
2.5P10×12K1
2.5P10×12K2
检测面
焊缝两侧斜探头扫查区域
纵向
横向
纵向
横向
焊缝两侧
焊缝及
热影响区
焊缝两侧
焊缝及
热影响区
参考反射体
φ2×40
φ2×40
φ2×40
φ2×40
φ2×40
表面补偿(dB)
4
4
4
4
4
扫查灵敏度
(评定线)
将无缺陷处第二次底波调节为荧光屏满刻度的100%
φ2×40-18dB
φ1×6-15dB
φ2×40-18dB
φ1×6-15dB
定量线(dB)
―――――
φ1×6-3dB
φ1×6-9dB
φ1×6-3dB
φ1×6-9dB
判废线(dB)
―――――
φ1×6+5dB
φ1×6-1dB
φ1×6+5dB
φ1×6-1dB
编制
×××
审核
×××
日期
×××
检测位置探头的摆放:
(1)直射波法:
K1探头单面双侧;K2探头A面、B面扫查不全。
(2)一次反射波法:
A面K1、K2探头;B面K1探头扫查不全,不能采用K2探头。
5、有一筒形锻件,尺寸Di(内径)3800×120mm,长度2000mm,材料SA508-Ⅲ,要求按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分:
超声检测》标准进行超声检测,验收级别为Ⅱ级。
现有CTS-22超声波探伤仪,直探头2.5P20Z,斜探头2.5P20×20K1,耦合剂为化学浆糊或机油。
请编制工艺卡。
超声检测工艺卡
令号
170002
试件名称
筒形锻件
规格(mm)
3800×2000
厚度(mm)
120
材质
SA508-Ⅲ
检测时机
机加工后
检测标准
JB/T4730.3-2005
合格级别
Ⅱ级
仪器型号
CTS-22
表面状态
机加工
耦合剂
化学浆糊或机油
表面补偿(dB)
按实测数据填写
纵波检测
探头
2.5P20Z
试块
CSⅠ
基准灵敏度
调节
探头1:
用CSI试块制作DAC曲线,以此作为基准灵敏度。
探头2:
把CSI-3试块Φ2平底孔回波调至荧光屏刻度的80%,提高37dB,(探测深度为:
长度的一半+10%的长度).
横波检测
探头
2.5P20×20K1
试块
60°V型槽试块
槽深
1.2mm
基准灵敏度
从外圆面将探头对准内圆面的标准沟槽,使最大反射高度为满刻度的80%
横波斜探头
距离-波幅曲线
制作方法
从锻件外圆面将探头对准内圆面的V型槽,调整增益,使最大反射高度为满刻度的80%,将该值标在面板上,以其为基准灵敏度;不改变仪器的调整状态,再移动探头测定外圆面的V型槽,并将最大的反射高度也标在面板上,将上述两点用直线连接并延长,绘出距离-波幅曲线,并使之包括全部检测范围。
内圆面检测时基准灵敏度也按上述方法确定,但探头斜楔应与内圆曲率一致。
扫查示意图(请将纵波与横波检测的探头位置和扫查方向在图上标出):
编制
×××
审核
×××
日期
×××年×月×日
二、综合题
1、某压力容器制造厂对一台变换炉进行焊后检测,该炉产品编号H600,属三类压力容器,设计压力6.7MPa,设计温度330℃,介质为变换气(CO、H2、CO2等),材料1.25Cr0.5Mo,结构如图1所示。
其中,筒体与封头环缝的焊接方法为手工电弧焊封底,埋弧自动焊盖面,焊缝余高磨平。
图1变换炉结构示意图
请回答下列问题:
(1)、按法规标准规定对变换炉上的焊缝要进行哪些无损检测?
比例各是多少?
答:
1)A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4、B5100%RT+20%UT,或100%UT+20%RT
2)D1、D2、D3100%MT
(2)、D3角焊缝结构和尺寸如图2所示,要求用直探头和两种K值斜探头,从封头两面检测该焊缝,请填写下列超声波检测工艺卡并在图上注明扫查方向。
图2D3角焊缝结构和尺寸示意图
超声波检测工艺卡
令号
H600
试件名称
D3角焊缝
规格(mm)
Di(内径)417
厚度(mm)
56
材质
1.25Cr0.5Mo
焊接种类
手工焊+埋弧自动焊
检测标准
JB/T4730.3-2005
合格级别
Ⅰ级
试块种类
CSK-ⅠA,CSK-ⅢA
曲面平底孔对比试块
仪器型号
CTS-22
表面状态
打磨
耦合剂
浆糊或机油
检测时机
焊后24h
检测比例
100%
探测面
封头外表面
封头内表面
接管内表面
探头
2.5P20×20K1、K2
2.5P20×20K1、K2
2.5P14Z
参考反射体
φ1×6
φ1×6
φ2平底孔
表面补偿(dB)
实测补偿
实测补偿
实测补偿
扫查灵敏度
(评定线)
φ1×6-6dB评定线
φ1×6-6dB
φ2平底孔
定量线
φ1×6
φ1×6
φ3平底孔
判废线
φ1×6+10dB
φ1×6+10dB
φ6平底孔
编制
×××
审核
×××
日期
×××
(3)、筒体和封头环缝B1、B3如图3所示,现要求超声波检测按JB/T4730.3-2005,C级进行,请说明检测内容、选用的探头参数以及扫查面。
图3筒体和封头环缝B1、B3示意图
答:
1)焊缝两侧母材区先用直探头2.5P20Z进行检测;
2)在焊缝的双面双侧用两种K值2.5P20×20K1和2.5P20×20K2斜探头进行检测;
3)应进行横向缺陷检测,把探头放在焊缝内、外表面上作正反两个方向扫查,并把各线灵敏度提高6dB;
(4)、该焊缝结构的斜面对超声波检测有哪些影响?
从斜面扫查时,可采用哪些方法确定缺陷位置?
答:
1)斜面对检测的影响相当于减小了探头K值,因此,应采用较大K值的探头进行检测;
2)对缺陷定位时应进行修正,可采用计算法或图表法确定缺陷位置。
2、某电站锅炉锅筒如图1所示,令号400-50。
它的设计压力为15.8MPa,设计温度为348℃,材料为13MnNiMoNbR(抗拉强度Rm=570~700Mpa),尺寸Di(内径)1800×92mm。
其纵缝、下降管角焊缝采用埋弧自动焊,环缝采用手工电弧焊封底,埋弧自动焊盖面。
现有仪器、试块、探头、耦合剂如下:
(1)仪器:
CTS-22,CTS-26
(2)试块:
CSK-ⅠA,CSK-ⅡA,CSK-ⅢA
(3)探头:
2.5P10×10K1,2.5P10×10K1.5,2.5P10×10K2,2.5P20×20K1,
2.5P20×20K1.5,2.5P20×20K2,5P20×20K1,5P20×20K1.5,
5P20×20K2,2.5P14Z,2.5P20Z,2.5P30Z
(4)耦合剂:
机油,化学浆糊
图1锅筒示意图
图2筒体环缝示意图图3下降管结构尺寸示意图
(3)、按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分:
超声检测》标准,用直探头检测下降管角焊缝,是否可以采用底波调节法校准检测灵敏度?
(说明理由)。
如果可以,试叙述其校准方法(焊缝宽度50mm)。
答:
1)如果底波声程大于等于探头的3N,则可采用底波调节法,对2.5MHz、φ14探头,N≈21mm,下降管底波声程为75mm,大于3N,所以可以采用底波调节法校准检测灵敏度。
2)按JB4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分:
超声检测》标准,评定线为φ2平底孔,则检测灵敏度为φ2/(75+50+10),△Bf=20㏒(PB/Pf)-10(d/D)≈41dB,校准时把底波高度设置在荧光屏满刻度的80%,提高灵敏度41dB,即为φ2检测灵敏度。
(4)、按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分:
超声检测》标准C级要求,填写锅筒对接接头的超声检测工艺卡。
超声波检测工艺卡
令号
400-50
试件名称
筒体环缝
规格(mm)
Di(内径)1800
厚度(mm)
92
材质
13MnNiMoNbR
焊接种类
手工焊+埋弧自动焊
检测时机
焊后24h
检测比例
100%
试块种类
CSK-ⅠA,CSK-ⅢA
仪器型号
CTS-22
表面状态
打磨去除焊缝余高
耦合剂
浆糊或机油
检测标准
JB/T4730.3-2005C级
合格级别
Ⅰ级
检测对象
纵向缺陷检测
横向缺陷检测
母材检测
探测面
A、B
A、B
A、B
A、B
A
探头
2.5P20×20K1
2.5P20×20K2
2.5P20×20K1
2.5P20×20K2
2.5P20Z
参考反射体
φ1×6
φ1×6
φ1×6
φ1×6
B2
表面补偿(dB)
按实测数值增加
按实测数值增加
按实测数值增加
按实测数值增加
0
扫查灵敏度
(评定线)dB
φ1×6-6
φ1×6-6
φ1×6-12
φ1×6-12
灵敏度
调节说明:
把无缺陷处第二次底波调节为荧光屏满刻度的100%。
定量线(dB)
φ1×6
φ1×6
φ1×6-6
φ1×6-6
判废线(dB)
φ1×6+10
φ1×6+10
φ1×6+4
φ1×6+4
编制
×××
审核
×××
日期
×××
3、某加氢反应器如图1所示,令号化610。
设计压力8.82Mpa,设计温度425℃,材料2.25Cr-Mo锻件,尺寸Di(内径)4400×132mm。
其角焊缝采用埋弧自动焊,环缝采用手工电弧焊封底,埋弧自动焊盖面。
反应器筒体、封头和接管内壁都有奥氏体不锈钢堆焊层,材料为TP309L+TP347,厚度为6mm,采用埋弧带极堆焊。
图1化610加氢反应器示意图
图2堆焊层示意图
(
(2)、筒体锻件的尺寸为:
内径4400mm、厚度132mm、长度3200mm。
请按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准确定其检测方法和工艺参数,包括探头参数、试块种类和反射体参数、基准灵敏度和调校方法以及扫查方向。
答;1)直探头:
2.5P20Z;
试块:
工件或CS1试块;
反射体:
大平底或Φ2mm平底孔;
基准灵敏度:
Φ2mm平底孔;
基准灵敏度调校方法1:
径向检测时,把探头放在外圆周面上,调节仪器,把第一次底波调至80%荧光屏高,然后增益34dB,即为Φ2mm平底孔灵敏度。
基准灵敏度调校方法2:
用CSⅠ试块做距离-波幅曲线。
扫查方向:
外圆周面和两端面。
2)斜探头:
2.5P20×22K1;
试块:
60°V型槽试块;
反射体参数:
深度1.32mm;长度25mm;
基准灵敏度及调校方法:
从锻件外圆面将探头对准内圆面的V型槽,调整增益,使最大反射高度为满刻度的80%,将该值标在面板上,以其为基准灵敏度;不改变仪器的调整状态,再移动探头测定外圆面的V型槽,并将最大的反射高度标在面板上,将上述两点用直线连接并延长,绘出距离-波幅曲线,并使之包括全部检测范围。
扫查方向:
轴向正反两个方向,周向正反两个方向,共进行4个方向扫查。
4、一台飞灰排放罐如图1所示,其筒体采用低合金钢/奥氏体不锈钢复合钢板焊接而成,材质SA516Gr70+304L,厚度80+4mm,工作介质为飞灰、氮气、设计压力为5.8MPa,容器类别Ⅱ类。
图1飞灰排放罐
请回答以下问题:
(1)、制造过程中容器筒体纵、环缝要进行哪些无损检测?
分别写出检测方法、检测比例(包括必探部位)和合格级别。
答:
1)检测方法和比例:
100%RT+20%UT(或100%UT+20%RT)局部检测应包括所有纵环缝交叉部位、100%MT。
2)合格级别:
RT-Ⅲ级、UT-Ⅱ级、MT-Ⅰ级。
(2)、复合钢板入厂时要进行超声检测复验。
请按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分:
超声检测》标准规定,分别叙述从基板侧和复板侧表面检测的方法(包括探头、灵敏度校验、扫查方式等)。
答基板侧和复板侧:
探头:
2.5P20Z;
灵敏度校验:
将探头置于复合钢板完全结合部位,调节第一次底波高度为荧光屏满刻度的80%。
以此作为基准灵敏度。
扫查方式:
采用100%扫查或沿钢板宽度方向,间格为50mm的平行线扫查。
在坡口预定线两侧各50mm内应作100%扫查。
(3)、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分:
超声检测》标准规定,复合钢板可以从基板侧检测,也可以从复板侧检测,试问它们的检测结果是否一致?
说明理由。
答:
由于复合钢板是以底波消失法来评定缺陷的,而底波是否消失,主要取决于未结合的面积和声束的横截面积。
由于探头声束是扩散的,声束的横截面积随声程增大而扩大,所以对一个确定的未结合而言,检测的声程越大剩余底波高度就越大。
因此,一般而言,复板侧的检测结果严于基板侧的检测结果。
(4)、筒体环缝如图2所示,制造过程中需进行超声检测,请回答下列问题:
图2筒体环缝
1)、按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分:
超声检测》标准规定,试确定采用哪个检测技术级别对环缝进行超声检测较合适?
说明理由。
答:
焊缝厚度为80mm,如果按C级检测一般用两种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测,由于焊缝内壁有不锈钢复合层,只能采用单面双侧检测,因此采用B级较合适,即使用两种K值探头在焊接接头的单面双侧进行检测。
2)、按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分:
超声检测》标准规定的检测方法,是否可以通过不锈钢复合层对基材对接焊缝进行超声检测?
说明理由。
答:
不可以。
因为JB/T4730.3-2005标准未规定相应试块与探头;又因奥氏体不锈钢晶粒较粗,对超声衰减大。
另外,奥氏体不锈钢与低合金钢相比,声速和声阻抗都有差异,这会导致检测时对缺陷定位不准、检测灵敏度降低以及信噪比降低等,所以无法通过不锈钢复合层对基材对接焊缝进行超声检测检测。
3)、如果对环缝进行单面双侧(外壁)检测,请问与双面双侧检测相比,其主要的缺点有哪些?
对此如何优化检测方法?
答:
由于焊缝厚度较大为80mm,采用直射波检测。
因此,主要缺点是在检测面一侧存在检测盲区。
对此可采用高频率、大K值、小晶片探头或双晶斜探头对盲区进行补充检测。
5、某加氢反应器如图1所示,令号:
化609。
设计压力8.82Mpa,设计温度425℃,材料21/4Cr-Mo,尺寸Di(内径)4400×132mm。
其中纵向焊接接头和角接焊接接头采用埋弧自动焊,环向对接接头焊缝采用手工电弧焊封底,埋弧自动焊盖面。
反应器筒体、封头和接管内壁都有奥氏体不锈钢堆焊层,材料为TP309L+TP347,厚度为6mm,采用埋弧带极堆焊工艺进行堆焊。
现有检测仪器、试块、探头、耦合剂如下:
1)、仪器:
CTS-22、CTS-26
2)、标准试块:
CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA、CSK-IVA
对比试块:
T1型试块、T2型试块、T3型试块(包括:
a试块、b试块)
3)、斜探头:
2.5P10×10K1、2.5P10×10K1.5、2.5P10×10K2、2.5P20×20K1
2.5P20×20K1.5、2.5P20×20K2、5P20×20K1、5P20×20K1.5、5P20×20K2
直探头:
2.5P20Z、5.0P20Z
双晶直探头:
2.5P14FG3Z、2.5P14FG6Z
纵波双晶斜探头:
(1)f=2.5MHz,晶片尺寸(5×10)×2,焦点深度3mm
(2)f=2.5MHz,晶片尺寸(5×10)×2,焦点深度6mm
4)、耦合剂:
机油、化学浆糊
图1化609加氢反应器示意图
图2堆焊层示意图图3筒体环缝示意图
(1)、奥氏体不锈钢堆焊层如图2所示,请按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分:
超声检测》标准确定从堆焊层侧检测时,探头种类和参数、试块及扫查方向的选择。
答:
(1)双晶直探头:
2.5P14FG3Z
试块:
T1型试块、T3型试块(b试块)
扫查方式:
采用双晶直探头检测时应垂直于堆焊方向进行扫查,并保证在扫查时,探头隔声层平行于堆焊方向。
(2)纵波双晶斜探头:
f=2.5MHz,晶片尺寸(5×10)×2mm,焦点深度6mm
试块:
T1型试块、T3型试块(b试块)
扫查方式:
采用纵波双晶斜探头检测时,应在堆焊层表面按90°方向进行两次(4个方向)扫查。
(2)、封头与筒体对接环缝A17如图4所示,从封头侧检测时,对缺陷的定位方法与平板对接焊缝有何不同?
能否用筒体纵缝的定位修正公式直接进行计算?
(说明原因)
图4封头与筒体对接环缝
答:
由于焊缝在球形封头上,因此定位方法与平板对接焊缝不同,不能以仪器上显示的数值直接作为深度值和水平距离,应通过修正计算以弧长和实际深度来表示。
它不能直接用筒体纵缝的定位公式进行计算。
区别:
在于筒体纵缝的深度方向是沿着径向的,而该焊缝的深度方向不是沿着径向的。
(3)、按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分:
超声检测》标准规定的C级检测,填写下列环向对接焊接接头超声波检测工艺卡,并在图3上画扫查示意图。
超声波检测工艺卡
令号
化609
试件名称
筒体环缝
规格(mm)
Di(内径)4400
厚度(mm)
132
材质
21/4Cr-1Mo
焊接种类
手工焊+埋弧自动焊
检测时机
焊后24h
检测比例
100%
试块种类
CSK-ⅠA,CSK-ⅣA
仪器型号
CTS-22
表面状态
打磨
耦合剂
机油(或化学浆糊)
检测标准
JB/T4730.3-2005C级
合格级别
Ⅰ级
检测对象
纵向缺陷检测
横向缺陷检测
母材检测
探测面
外表面
外表面
外表面
探头
K1、K2
K1、K2
2.5P20Z
参考反射体
φ6.4×40
φ6.4×40
B2
表面补偿(dB)
4
4
0
扫查灵敏度
(评定线)(dB)
φ6.4×40-16dB
φ6.4×40-16dB-6dB
灵敏度
调节说明:
将无缺陷处第二次底波调节为荧光屏满刻度100%。
定量线(dB)
φ6.4×40-10dB
φ6.4×40-10dB-6dB
判废线(dB)
φ6.4×40
φ6.4×40-6dB
编制
×××
审核
×××
日期
×××
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- 超声 工艺 0803