UT焊缝工艺.docx
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UT焊缝工艺.docx
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UT焊缝工艺
压力容器焊缝超声波检测工艺规程
1适用范围
1.1本工艺规程适用于母材厚度8~120mm锅炉、钢制压力容器、压力管道及特种设备对接缝的超声检测。
1.2本工艺不适用于弯头与直管、带颈法兰与直管、回弯头与直管以接焊缝的超声波探伤与评级。
2引用标准
2.1GB150《钢制压力容器》
2.2JB4730-94《压力容器无损检测》
2.3JB4126《超声波检验用钢制试块的制造和控制》
2.4ZBJ04001《A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件》
2.5ZBY230《A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件》
2.6ZBY231《超声探伤用探头性能测试方法》
3人员要求
3.1从事超声波探伤的检测人员应严格按《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》的要求,经培训考核取得特种设备安全监察机构颁发的有效资格证,从事与考核项目及级别相应的无损检测工作。
3.2应具有丰富的超声波检测经验,掌握一定的材料、焊接基础知识。
3.3超声波检测人员的视力应每年检查一次,校正视力不低于1.0。
3.4报告编制、审核人资格不低于UTⅡ级,初级人员从事超声波检测辅助工作。
4检测仪器、试块、耦合剂
4.1检测仪器应采用A型脉冲反射式超声波探伤仪,其工作频率范围为2.5~5mHz。
仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。
衰减器具有80dB以上连续可调,步进级每档不大于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%,在使用过程中,每隔三个月仪器水平线性和垂直线性进行一次测定。
测定方法按ZBY230规定进行。
4.2探头
4.2.1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。
4.2.2斜探头每个工作日应在标准试块上校准试块上校准前沿距离、K值和主声速偏离。
4.3仪器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大于或等于10dB。
4.3.1仪器和探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。
4.3.2斜探头的远场分辩度应大于或等于6dB。
4.4试块
4.4.1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平底孔直径的相当缺陷。
4.4.2应采用CSK-ⅠA、CSK-Ⅲ试块,在满足灵敏度要求时,现场检测也可采用其它型式的等效试块。
4.4.3检测曲面工件时,如检测面曲率半径R小于或等于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,应采用与检测曲率相同的对比试块。
反射孔的位置可参照对比试块确定,试块应满足b≥2λS/Do。
式中:
b-试块宽度,mm;
S-声程,mm;
λ-声波波长,mm;
Do-声源有效直径,mm。
4.4.4耦合剂在检测中应使用具有良好的湿润性能的耦合剂,
5检测设备
5.1检测人员接到任务后,应了解被检工件的材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、坡口型式、背面衬垫等情况,按工艺卡要求,正确选择仪器的探头,确定检测方法和扫查方式,做好检测前的必要准备工作。
5.1.1实施检测前应划好检测区段,标记出检测区段编号,检测面板厚小于或等于46mm时,检测面为单面双侧(采用一次反射法)。
5.1.2板厚大于46mm时,检测面为双面双侧(采用直射法)。
5.1.3检测表面应平光滑,探头移动区不应有焊接飞溅、铁屑、油垢及其它杂质。
必要时,应进行打磨使其露出金属光泽。
5.1.4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,如果表面有咬边、较大隆起或凹陷等也应进行适当的修磨并圆滑过渡。
5.1.5一次反射法探头移动区应不小于1.25P。
计算式:
P=2TK
式中:
P-跨距,mm;
T-母材厚度,mm;
K-探头K值。
5.1.6直射法检测时,探头移动区应不小于0.75P。
5.1.7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30%的一段区域,这个区域最小为10mm。
5.2探头K值的选择斜探头K值选取见表
(1),条件允许时,应尽量采用较大K值探头。
推荐应用的斜探头K值表
(1)
板厚T(mm)
K值
≥8-25
K2.5,K2.0
>25-50
K2.5,K2.0,K1.5
≥50-100
K1.0和K2.0并用
>100
K1.0和K1.5或K2.0并用
5.3仪器调节
5.3.1时基线扫描调节应根据检测对象、母材厚度确定。
5.3.2当板厚小于或等于20mm时,时基线扫描采用水平1:
1定位。
5.3.3当板厚大于20mm时,时基线扫描采用深度定位。
5.3.4水平1:
1调节方法
5.3.4.1在CSK-ⅠA试块上测出探头前沿距离和K值。
5.3.4.2把示波屏上的始脉冲先左移约10mm。
5.3.4.3在CSK-ⅢA试块上,对准深度为d1的φ1×6横孔,找到最高回波A,量出水平距离L1,调节(微调)使A波前沿对准水平刻度L1,并做好标记(可用仪器上标距标出)。
5.3.4.4探头方向转动180°深度为d2的φ1×6横孔,找到最高回波B(见图2),量出水平距离L2,若B波的读数Y与L2不相符,应算出二者差值X(X:
L2-Y),若X为正值,应将B波向大读数移动。
当B、A两孔深度比为2,顺时针转动(微调),将B波调至Y+2X,若X为负值,应将B波向小读数移至Y+2X。
5.3.5深度调节定位方法
5.3.5.1探头分别对准A、B两横孔,见图2所示,反复调节[脉冲移位]、[微调],使两孔的最高回波分别对准水平刻度值d1和d2即可。
5.3.5.2时基线扫描调节也可以在CSK-1试块上或其它等效试块上进行,但校验应在同一试块上进行。
5.3.6距离一波幅曲线
5.3.6.1距离一波幅曲线按所有探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成,该曲线族由定量线,判废线和评定线组成。
5.3.6.2评定线和定量线之间(包括评定线)称为Ⅰ区,定量线判废线之间(包括评定线)称为Ⅱ区,判废线及其以上区域称为Ⅲ区。
不同板厚范围的距离一波幅曲线的灵敏度见表
(2)
距离-波幅曲线的灵敏度表
(2)
试块型号
板厚mm
评定线
定量线
判废线
CSK-Ⅲ
8~15
φ1×6-12dB
φ1×6-6dB
φ1×6+2dB
>15~46
φ1×6-9dB
φ1×6-3dB
φ1×6+5dB
>46~120
φ1×6-6dB
φ1×6dB
φ1×6+10dB
距离一波幅曲线可绘制在座标纸上也可直接绘制在荧光屏上,但在整个检测范围内,曲线应处于荧光屏满幅度的20%以上。
如果作不到,可采用分段绘制。
6检测
UT-Ⅱ级无损检测人员应按检测工艺卡的要求进行具体的超声波检测,UT-Ⅰ级人员应在UT-Ⅱ级人员的协助下工作,并填写超声波检测记录。
6.1检测复盖率
检测时,应尽量扫查到被检对象的整个区域,探头的多次扫查复盖率应大于探头直径宽度的15%。
6.2探头的移动速度
探头的移动速度不应超过150mm/s。
6.3表面补偿
工件的表面耦合材质衰减应与试块相同,否则应按JB4730-94附录L的规定进行传输损失补偿,在一跨距声程内最大传输损失不超过2Db,可不进行补偿。
6.4扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。
6.5母材检测
该项检测仅做记录,不属于对母材的验收检测,规程要点如下:
a)方法:
按触式脉冲反射法,采用频率2.5MHz直探头,晶片直径10~25mm。
b)灵敏度:
将无缺陷处第二次底波调至荧光屏满刻度的100%。
c)记录:
凡缺陷信号幅度超过荧光屏满刻度20%部位应在工件表面作出标记,并予以记录。
6.6焊缝检测
原则上采用一种K值探头或两种K值探头在焊缝的单面双侧进检测。
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。
6.6.1扫查方法
6.6.1.1锯齿型扫查
斜探头垂直于焊缝中心放置在检测面上,作锯齿型扫查(见图5),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100~150左右移动,每次前进的齿距不应超过探头晶片直径。
6.6.1.2平行和斜平行扫查
在焊缝两侧边缘使探头与焊缝中心线成100~200作斜平行扫查。
焊缝余高磨平时,可将探头放在焊缝及热影响区上作两个方向上的平行扫查。
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值探头作单面两个方向的平行扫查。
6.6.1.3为确定缺陷的位置、方向和形状,观察动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号,需采用前后、左右、转角、环绕四种基本扫查方式。
初始检测(粗探伤)过程中,发现缺陷时应现场作出标记和记录;在规定检测(精探伤)时,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,并测定缺陷指示长度。
6.7缺陷指示长度的测定
6.7.1当缺陷反射波只有一个高点,且位于Ⅱ区时,用6dB法测量其指示长度。
6.7.2当缺陷反射波峰起伏变化,有多个高点且位于Ⅱ区时,应以端点6dB法测量其指示长度。
6.7.3当缺陷反射波位于Ⅰ区,如认为有必要记录时,将探头左右移动,使波幅降到评定线,以此测定缺陷指示长度。
6.8位置参数的测定
6.8.1缺陷位置以获得缺陷最大反射波位置来表示,根据相应探头的位置和反射波在荧光屏上的位置确定如下参数:
纵座标L代表缺陷沿焊缝方向的位置,以检测区段编号为标记基准点(原点)建立座标,座标正方向距离I表示缺陷到原点之间的距离。
深度座标H代表缺陷位置到探测面的垂直距离,以缺陷最大反射波位置的深度值表示。
横座标Q代表缺陷位距离焊缝中心线的垂直距离,可由缺陷的最大反射波位置的水平距离求得。
6.9最大反射波幅A与定量线SL的dB差值,记为SL±dB。
缺陷当量可记为φ1×6±dB。
6.10复核
6.10.1每次检测前应对扫描线、灵敏度进行复核,遇到下列情况应随时对其进行重新核查:
a)校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时;
b)开路电压波动或者检测者怀疑灵敏度有变化时;
c)连续工作4小时以上;
d)工作结束时。
6.10.2扫描量程的复核
如果距离一波幅曲线上任意一点在扫描线上的偏移超过扫描读数的10%则扫描量程应予以修正,并在检测记录中加以标明。
6.10.3距离波幅曲线的复核
复核时,校核应不少于3点。
如曲线上任何一点的幅度下降2dB,则应对上一次以来所有的检测结果进行复检;如幅度上升2dB,则应对所有的记录信号进行重新评定。
7缺陷的评定
7.1超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷。
如有怀疑时应采取改变探头角度,增加探伤面,观察动态波型,结合结构工艺特征作出判定,如对波型不能准确判断时应辅以其他检测方法综合判定。
7.2最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷,其指示长度小于10mm时按5mm计。
7.3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,应作一条缺陷处理,以两缺陷之和作为其指示长度。
(不考虑间距)
8焊缝质量等级评定
Ⅱ级或Ⅲ级无损检测人员应根据检测结果,按8.1验收标准,对焊缝质量进行等级评定,并填发超声波检测报告。
8.1验收标准
8.1.1不允许存在下列缺陷:
a)反射波幅位于判废线及Ⅲ区的缺陷;
b)检测人员判定为裂纹等危害性的缺陷。
8.1.2最大反射波幅低于定量线的非裂纹类缺陷,均评为Ⅰ级。
8.1.3最大反射波幅位Ⅱ区的缺陷,根据其指示长度按表(3)的规定予评定。
Ⅱ区的缺陷的等级评定表(3)
等级
板厚T
单个缺陷指示长度L
多个缺陷的累积指示长度L,
Ⅰ
8~120
L=1/3T,最小为10,最大不超过30
在任意9T焊缝长度范围内L,不超过T
Ⅱ
8~120
L=2/3T,最小为12,最大不超过50
在任意4.5T焊缝长度范围内L,不超过T
Ⅲ
超过Ⅱ级者
注:
①板厚不等的焊缝,以薄板为准。
②当焊缝长度不足9T(Ⅰ级)或4.5T(Ⅱ级)时,可按比例折算。
8.2合格级别
8.2.1压力容器A类,B类焊接接头要求100%超声波检测,其合格级别为Ⅰ级。
8.2.2压力容器A类,B类焊接接头及图纸要求≥20%超声波检测,其合格级别为Ⅱ级。
9返修区域检测
返修区域的检测仍按原检测方法及验收标准进行,并在检验报告上注明返修区域和返修结果。
5记录和报告
10.1Ⅰ级持证人员应认真做好超声波检测记录,检测部位图应清晰、整洁、准确反映实际检测部位和编号。
10.2记录和报告的内容应包括:
a)产品情况:
部件名称及编号、表面状态、检测区域、材料牌号、焊接方法、坡口形式、板厚等;
b)检测器材及参数:
仪器型号、检测方法、探头型号、试块型号、评定灵敏度、扫查方式等;
c)技术要求:
检测比例、检测标准、合格级别、工艺卡编号;
d)评定结果及检测结论;
e)缺陷及返修情况说明;
f)检测部位示意图;
g)检测人、报告人、审核人、签发人姓名、资格、日期。
10.3Ⅱ级或Ⅱ级以上持证人员出具检测报告,检测责任师审核,技术负责人签发。
10.4原始资料和报告的保存按有关规定进行存档。
6相关技术记录
《压力容器焊缝超声波检测工艺卡》
《压力容器超声波检测记录》
《压力容器超声波焊缝检测报告》
《无损检测不合格通知单》
《无损检测合格通知单》
《无损检测十二项管理规定》
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