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超声波检测工艺标准规章docx
-*
超声波检测工艺规程
1适用范围
1.1本工艺适用于板厚为6-250mm的板材、碳素钢和低合金钢锻件、母材壁厚
8-400mm的全焊透熔化焊对接焊缝及壁厚大于等于4mm,管径为57-1200mm碳素
钢和低合金石油天然气长输、集输和其他油气管道环向对接焊缝、钢质储罐对接焊缝的超声波检测等。
1.2本工艺规定了使用A型脉冲反射式超声波探伤仪进行检测过程中,对受检设
备做出准确判定应遵循的一般程序和要求。
1.3引用标准
JB4730/T-2005《承压设备无损检测》
SY/T4109-2005《石油天然气钢质管道无损检测》
GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》
JB/T9214-1999《A型脉冲反射式超声探伤系统测试方法》
JB/T10062-1999《超声探伤用探头性能测试方法》
GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》
2对检测人员的要求
2.1从事超声波检测人员必须经过培训,持证上岗。
只有取得质量技术监督部门颁发的超声波检测技术等级证书的人,方可独立从事与该等级相应的超声波检测工作。
2.2检测人员应具有良好的身体素质,其校正视力不得低于5.0,并每年检查一
次。
2.3检测人员应严格执行《检测作业安全防护指导书》和其它安全防护规定,确
保安全生产。
3检测程序
3.1根据工程特点和本工艺编制具体的《无损检测技术方案》。
3.2受检设备经外观检查合格后,由现场监理或检验员开据《无损检测指令》或《无损检测委托单》到检测中心。
3.3检测人员按指令或委托单要求进行检测准备,技术人员根据实际情况编制
《探伤工艺卡》。
3.4检测人员按《超声波探伤仪调试作业指导书》等工艺文件进行设备调试。
3.5外观检查合格后,施加耦合剂,实施检测,做好《超声波检测记录》。
3.7根据检测结果和委托单,填写相应的回执单或合格通知单。
若有返修,还应出据《返修通知单》,标明返修位置等。
将回执单和返修通知单递交监理或检验员,同时对受检设备进行检验和试验状态标识。
3.8返修后,按要求重新进行检测。
-*
3.9在检测过程中应有Ⅱ或Ⅲ级人员在现场。
所有的检测工作完成后,由具有超声波Ⅱ或Ⅲ级人员出据《超声波检测报告》,由技术负责人或其授权人审核。
4探伤仪、探头、试块和系统性能的一般要求
4.1探伤仪采用A型脉冲反射式探伤仪,工作频率范围为0.5-10MHz,仪器至少
在荧光屏满刻度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,水平线性误差不超过1%,垂直线性误差不超过5%。
2
4.2探头晶片有效面积一般不应超过500mm,且任一边长不应大于25mm。
单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2o,主声束垂直方向不应有明显的双峰。
4.3探伤仪和探头的系统性能
4.3.1在达到所探工作的最大检测声程时,其有效灵敏度余量应大于或等于
10dB。
4.3.2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15mm。
4.3.3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6dB。
4.4超声波检测的一般要求
4.4.1检测时,应尽量扫查到工作的整个被检区域,探头的每次扫查复盖率应大
于探头直径的15%。
4.4.2探头的扫查速度不应超过150mm/s。
当采用自动报警装置扫查时,不受此
限。
4.4.3扫查灵敏度至少应比基准灵敏度高6dB。
4.4.4应采用透声性好且不损伤受检设备表面的耦合剂,如机油、浆糊、甘油和
水等。
4.4.5检测面应经外观检查合格,所有影响超声检测的锈蚀、飞溅和污物都应予
以清除,其表面粗糙度应符合检测要求。
4.4.6在制作距离--波幅曲线时,应考虑各种耦合补偿。
4.5校准
4.5.1校准应在标准试块上进行,校准中应使超声主声束垂直对准反射体的轴
线,以获得稳定的和最大的反射信号。
4.5.2仪器在开始使用时,应对其水平线性进行测定。
使用中,每隔三个月至少应对仪器的水平线和垂直线性进行一次测定。
4.5.3斜探头使用前,应进行前沿距离、K值、主声束偏离、灵敏度余量和分辨力等的校准。
使用过程中,每个工作日应校准前沿距离、K值和主声束偏离。
直
探头使用前检查始脉冲占宽、灵敏度余量和分辨力。
-*
4.6仪器和探头系统的复核
4.6.1复核的时机:
每次检测前均应对扫描线、灵敏度进行校核,遇有下列情况应随时进行重新校核:
a)校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋纽发生改变时;
b)检测者怀疑扫描量程或灵敏度有变化时;
c)连续工作4小时以上时;
d)工作结束时。
4.6.2每次检查结束前,应对扫描量程进行复核。
如果任意一点在扫描线上的偏移超过扫描读数的10%,则扫描量程应予以重新调整,并对上一次复核以来所
有的检测部位进行复验。
4.6.3每次检查结束前,应对扫查灵敏度进行复核,距离--波幅曲线的校核一般不少于3点。
校核时,如曲线上任何一点幅度下降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。
4.7试块
4.7.1试块应妥善保管,各种缺欠孔要经常清理。
4.7.2试块选择应注意外形尺寸应能代表被检工件的特征,试块的厚度应与被检工作的厚度相对应。
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
块的厚度应由其最大厚度来确定。
4.7.3现场检测时,可以采用其它型式的等效试块。
4.8探伤仪、探头、试块和系统性能测试按《超声波探伤仪调试作业指导书》进
行。
5钢板的超声检测
本条适用于板厚6~250mm的板材的超声检测和缺欠等级评定。
5.1探头的选用按下表进行。
板
厚
采用探头
公称频率
探头晶片尺寸
mm
双晶直探头
单晶直探头
6~20
双晶直探头
5MHz
晶片面积不
/
2
小于150mm
>20~40
单晶直探头
5MHz
/
圆晶片直径为
14~
20mm
>40~250
单晶直探头
2.5MHz
/
圆晶片直径为
20~
25mm
5.2标准试块
-*
5.2.1用双晶直探头检测壁厚小于或等于20mm的钢板时,采用CBⅠ标准试块。
5.2.2用单晶直探头检测壁厚大于20mm的钢板时,采用CBⅡ标准试块。
试块厚
度与被检钢板厚度相近。
5.3
检测时机
对于要求淬火、正火或回火处理的钢板,检测应在热处理后进行。
5.4
检测灵敏度
5.4.1板厚小于或等于20mm时,用CBⅠ试块将工件等厚部位第一次底波高度调整到满刻度的50%,再提高10dB作为基准灵敏度。
5.4.2板厚大于20mm时,应将CBⅡ试块Ф5平底孔第一次反射波高调整到满刻度的50%作为检测灵敏度。
5.4.3板厚大于探头的三倍近场区时,也可取钢板无缺欠的完好部位的第一次底波来校准灵敏度,其结果应与5.4.2条相一致。
5.5检测方法
5.5.1检测面
可选钢板的任一轧制平面进行检测。
若检测人员认为需要或设计上有要求时,也可对钢板的上下两轧制平面分别进行检测。
5.5.2扫查方式
a)探头沿垂直于钢板压延方向,按间距不大于100mm的平行线进行扫查。
在钢板剖口预定线两侧各50mm(当板厚超过100mm时,以板厚的一半为准)内应作100%扫查。
b)根据合同、技术协议书或图样的要求,也可进行其它形式的扫查。
5.6缺欠记录
5.6.1在检测过程中出现下列三种情况之一者及作为缺欠:
a)缺欠第一次反射波(F1)波高大于或等于满刻度的50%,即F1≥50%者。
b)当底面第一次反射波(B1)波高未达到满刻度,此时,缺欠第一次反射
波(F1)波高与底面第一次反射波(B1)之比大于或等于的50%,即B1≤100%,
而F1/B1≥50%者。
c)当底面第一次反射波(B1)波高低于满刻度的50%,即B1<50%者。
5.6.2缺欠的边界或指示长度的测定方法
a)检出缺欠后,应在它的周围继续进行检测,以确定缺欠的延伸及范围。
b)用双晶直探头确定缺欠的边界或指示长度时,探头的移动方向应与探头
的隔声层相垂直,使缺欠波下降到检测灵敏度条件下荧光屏满刻度的25%或使
缺欠第一次反射波高与底面第一次反射波高之比为50%。
此时,探头中心的移动距离即为缺欠的指示长度,探头中心点即为缺欠的边界点。
两种方法测得的结果以较严重者为准。
-*
c)用单直探头确定缺欠的边界或指示长度时,移动探头,使缺欠第一次反
射波高下降到检测灵敏度条件下荧光屏满刻度的25%或使缺欠第一次反射波与底面第一次反射波高之比为50%。
此时,探头中心的移动距离即为缺欠的指示长度,探头中心点即为缺欠的边界点。
两种方法测得的结果以较严重者为准。
d)确定5.6.1c)条边界或指示长度时,移动探头,使底面第一次反射波升高到荧光屏满刻度的50%。
此时,探头中心的移动距离即为缺欠的指示长度,
探头中心点即为缺欠的边界点。
e)当采用第二次缺欠波和第二次底波来评定缺欠时,检测灵敏度应以相应的第二次反射波来校准。
5.7缺欠的评定方法
5.7.1缺欠指示长度的评定准则:
一个缺欠按其指示的最大长度作为该缺欠的指示长度。
若单个缺欠的指示长度小于40mm时,可不做记录。
5.7.2单个缺欠指示面积的评定规则
a)一个缺欠按其指示的最大面积作为该缺欠的单个指示面积。
当其小于下表时,可不作记录。
单个缺欠指
单个缺欠指
在任一1m×1m检
以下单个缺欠指
等级
测面积内存在的缺
示长度(mm)示面积(cm2)
示面积不记(cm2)
欠面积百分比(%)
Ⅰ
<80
<25
≤3
<9
Ⅱ
<100
<50
≤5
<15
Ⅲ
<120
<100
≤10
<25
Ⅳ
<150
<100
≤10
<25
Ⅴ
超过Ⅳ级者
b)多个缺欠其相邻间距小于100mm或间距小于相邻小缺欠的指示长度(取其较大值)时,其各缺欠面积之和作为单个缺欠指示面积。
5.7.3缺欠面积占有率的评定规则:
在任一1m×1m检测面积内,按缺欠所占的百分比来确定。
如钢板面积小于1m×1m,可按比例折算。
5.8钢板缺欠等级评定
5.8.1缺欠等级划分见5.7.2的表格。
5.8.2在坡口预定线两侧各50mm(板厚超过100mm时,以板厚的一半为准)内,缺欠的指示长度大于或等于50mm时,则应评为Ⅴ级。
5.8.3在检测过程中,检测人员如确认钢板中有白点、裂纹等危害性缺欠存在时,则应评为Ⅴ级。
6锻件的超声检测
本条适用于碳素钢和低合金钢锻件的超声检测和缺欠等级评定。
不适用于奥
-*
氏体钢等粗晶材料的超声检测,也不适用于内外径之比小于80%的环形和筒形锻件的周向横波检测。
6.1试块
6.1.1纵波直探头标准试块
采用CSⅠ和CSⅡ、CSⅢ试块,也可自行加工其他对比试块。
6.1.2纵波双晶直探头标准试块
a)工件检测距离小于45mm时,应采用CSⅡ试块。
b)纵波双晶直探头标准试块的形状和尺寸应符合JB4730表5和图5的规
定。
6.1.3检测面是曲面时,应采用CSⅢ标准试块来测定由于曲率不同而引起的声
能损失,其形状和尺寸符合JB4730图6的规定。
6.2检测时机
原则上应安排在热处理后,槽、孔、台阶加工前进行。
若热处理后锻件形状不适合超声检测时,也可在热处理前进行,但在热处理后仍应对锻件进行尽可能完全的检测。
检测面的表面粗糙度Ra为6.3um。
6.3检测方法
锻件一般应进行纵波检测。
对筒形和环形锻件还应进行横波检测,但扫查部位和验收标准应由供需双方商定。
6.3.1横波检测应按JB4730附录C的要求进行。
6.3.2纵波检测原则上应从两个相互垂直的方向进行检测,尽可能检测到锻件的全体积。
锻件厚度超过400mm时,应从相对两端面进行100%的扫查。
6.4检测灵敏度的确定
6.4.1纵波直探头检测灵敏度的确定
当被检部位的厚度大于或等于探头的三倍近场区时,原则上可选用底波计算法确定检测灵敏度。
对由于几何形状所限,不能获得底波或壁厚小于探头的三倍近场区时,可直接采用CSⅠ标准试块确定检测灵敏度。
6.4.2纵波双晶直探头检测灵敏度的确定
选择CSⅡ试块,并依次测试一组不同检测距离的Ф3平底孔(至少三个)。
调节衰减器,使其中最高的回波幅度达到满刻度的80%。
不改变仪器的参数,测出其它平底孔回波的最高点,将其标在荧光屏上,连接这些点,即是对应于不
同直径平底孔的纵波双晶直探头的距离—波幅曲线,并以此作为检测灵敏度。
6.4.3检测灵敏度一般不得低于最大检测距离的Ф2mm平底孔当量直径。
6.5工件材质衰减系数的确定
6.5.1在工件无缺欠完好区域,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面回波幅度(B1)为满刻度的50%,记录此时衰减器的读数,
-*
再调节衰减器,使第二次底面回波幅度(B2)为满刻度的50%,两次衰减器读数之差即为(B1-B2)的dB差值。
6.5.2衰减系数的计算公式为:
(T≥3N)
(B1-B2)-6dB
α=2T
当T<3N,且满足n>3N/t,m=2n:
α=(B1-B2)-6dB
2(m-n)T
式中:
α--衰减系数,dB/m(单程);
(B1-B2)--两次衰减器读数之差,dB;
T—工件检测厚度,mm。
m、n—底波反射次数。
6.5.3工件上三处衰减系数的平均值即作为该工件的衰减系数。
6.6缺欠当量的确定
6.6.1采用AVG曲线及计算法确定缺欠的当量。
对于三倍近场区内的缺欠,可采用单直探头或双晶直探头的距离—波幅曲线来确定缺欠当量。
也可采用其它等效方法来确定。
6.6.2计算缺欠当量时,当材质衰减系数超过4dB/m,应考虑修正。
6.7缺欠记录
6.7.1记录当量直径超过Φ4mm的单个缺欠的波幅和位置。
6.7.2密集性缺欠:
记录密集性缺欠中最大当量缺欠的位置和分布。
饼形锻件应记录大于或等于Φ4mm当量直径的缺欠密集区,其它锻件应记录大于或等于Φ
3mm直径的缺欠密集区。
缺欠密集区面积以50mm×50mm的方块作为最小量度单位,其边界可由6dB法决定。
应按表二要求记录底波降低量。
6.7.3衰减系数:
若供需双方有规定时,应记录衰减系数。
6.8缺欠等级评定
6.8.1单个缺欠等级评定见表一。
6.8.2底波降低量的等级评定见表二。
6.8.3密集区缺欠等级评定见表三。
表一单个缺欠等级评定
等级Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
缺欠当
Ф4+
Ф4+
Ф4+
>Ф4+16dB
≤Ф4
(>0~8dB)(>8~12dB)
(>12~16dB)
量直径
表二由缺欠引起底波降低量的等级评定
-*
等级ⅠⅡⅢⅣⅤ
底波降低量BG/BF≤8
>
>
>
>
8~14
14~20
20~26
26
注:
本表仅适用于声程大于近场区长度的缺欠。
表三密集区缺欠的等级评定
等级ⅠⅡⅢⅣⅤ
密集区缺欠占检测总面积百分比%0>0~5>5~10>10~20>20
6.8.4表一、表二和表三的等级应作为独立的等级分别使用。
6.8.5如果工件的材质衰减对检测效果有较大的影响,应重新进行热处理。
6.8.6如果被检测人员判定为危害性缺欠时,锻件的质量等级为Ⅴ级。
。
6.8.7锻件修补后,应按本标准的要求进行检测和评定。
7焊缝的超声波检测(JB4730标准)
本条适用于母材厚度为6~400mm全焊透熔化焊对接焊缝的超声检测。
不适用于铸钢及奥氏体钢焊缝,也不适用于外径小于250mm或内外径之比小于80%的
纵向焊缝检测。
7.1试块
7.1.1采用的标准试块为CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA、CSK-ⅣA。
CSK-ⅠA、CSK-
ⅡA、CSK-ⅢA试块适用壁厚范围为6~120mm的焊缝;CSK-ⅠA和CSK-ⅣA系列试块适用壁厚范围大于120~400mm的焊缝。
在满足灵敏度要求时,也可采用其
它型式的等效试块。
2
7.1.2检测曲面工件时,如检测面曲率半径R小于等于W/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,反射孔的位置可参照对比试块确定。
试块应满足:
b≥2λS/D0
式中:
b—试块宽度,
S—声程,mm;
mm;
D
λ—声波波长,mm;
0—声源有效直径,mm。
7.2检测准备
7.2.1检测面
a)焊缝检测一般采用一种
K值头、利用一次反射法在焊缝的单面双侧对整
-*
个焊接接头进行检测。
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30%的一段区域,这个区域最小为5mm,最大为10mm。
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,其表面粗糙度Ra应小于等于6.3um,一般应进行打磨。
移动区范围应满足下列要求:
采用直射法时,移动区应不少于0.75TK;采用一次反射法或串列式扫查时,移动区应不少于1.25TK(T—板厚;K—探头K值。
)。
d)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验结果的评定。
7.2.2探头K值的选择
7.2.2.1探头K值的选择按下表规定选择:
厚度(mm)
探头K值(折射角)
6~25
3.0~2.0(72°~60°)
>25~46
2.5~1.5(68°~56°)
>46~120
2.0~1.0(60°~45°)
>120~400
2.0~1.0(60°~45°)
7.2.2.2串列式扫查,推荐选用两个K1值的探头,两探头实际折射角相差不应超过2o,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欠,亦可选用两个不同K值的探头,但两个探头K值均应在0.7~1.43范围。
7.3距离—波幅曲线的绘制
7.3.1曲线按所用探头和仪器在相应的试块上实测的数据绘制而成,该曲线族由
评定线、定量线和判废线组成。
评定线与定量线之间(包括评定线)为Ⅰ区,定量线与判废线之间(包括定量线)为Ⅱ区,判废线及其以上为Ⅲ区。
7.3.2距离—波幅曲线的灵敏度选择
a)壁厚为6~120mm的焊缝,其距离—波幅曲线灵敏度按表四规定;
b)壁厚大于120~400mm的焊缝,其距离—波幅曲线灵敏度按表五规定;
c)直探头的距离—波幅曲线灵敏度按表六规定;
d)检测横向缺欠时,应将各线灵敏度均提高6dB;
2
e)检测面曲率半径R小于或等于W/4时,距离—波幅曲线的绘制应在曲
-*
面对比试块上进行。
f)工件的表面耦合损失和材质衰减应与试块相同,在一跨距离声程内最大传输损失差不超过2dB时可以不进行补偿。
表四距离—波幅曲线的灵敏度(JB4730)
试块型式
板厚mm
评定线
定量线
判废线
CSK-ⅡA
6~46
Ф2×40-18dB
Ф2×40-12dB
Ф2×40-4dB
>46~120
Ф2×40-14dBФ2×40-8dB
Ф2×40+2dB
8~15
Ф1×6-12dB
Ф1×6-6dB
Ф1×6+2dB
CSK-ⅢA
>15~46
Ф1×6-9dB
Ф1×6-3dB
Ф1×6+5dB
>46~120
Ф1×6-6dB
Ф1×6
Ф1×6+10dB
表五距离—波幅曲线的灵敏度(JB4730)
试块型式
板厚
mm
评定线
定量线
判废线
CSK-ⅣA
>120~400
Фd-16dB
Фd-10dB
Фd
表六T型焊接接头直探头距离—波幅曲线的灵敏度(JB4730)
评定线定量线判废线
Ф2mm平底孔Ф3mm平底孔Ф4mm平底孔
7.4检测方法
7.4.1平板对接焊缝的检测
a)为检测纵向缺欠,原则上采用一种K值或两种K值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。
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10o~15o的左右转动。
当壁厚大于40mm且单侧坡口角度小于5o时,应采用串列式检测。
b)为检测焊缝及热影响区的横向缺欠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10o~20o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;必要时亦可用两个K1探头作串列扫查。
对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线成45o的扫查。
c)为确定缺欠的位置、方向和形状,观察缺欠动态波形和区分缺欠信号或伪缺欠信号,可采用前后、左右、转角和环绕等四种探头基本扫查方式。
7.4.2
曲面工件对接焊缝的
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