101超声探伤作业指导书.docx

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101超声探伤作业指导书

分发号：

文件编号：

RZS-3GTS（101）-2017

超声探伤作业指导书

（第A版）

2017年4月1日发布2017年4月1日实施

日照市产品质量监督检验所发布

本文件使用于以下机构的检测活动

日照市产品质量监督检验所

文件版本号：

第A版

生效日期：

2017年4月1日

文件编号：

RZS-3GTS（101）-2017

编制：

审核：

批准：

日期：

年月日

1目的

为了实现超声探伤过程受控，使不同人员的操作准确一致，保证检验结果的准确性、有效性和正确性，特制定本文件进行规范。

2适用范围

适用于金属材料制承压设备用原材料或零部件和焊接接头的超声检测，也适用于金属材料制在用承压设备的超声检测。

3引用标准和文件，以下标准应使用现行有效的版本。

3.1GB/T11259无损检测超声检测用钢参考试块的制作与检验方法

3.2GB/T12604.1无损检测术语超声检测

3.3GB/T27664.1无损检测超声检测设备的性能与检验第1部分：

仪器

3.4GB/T27664.1无损检测超声检测设备的性能与检验第2部分：

探头

3.5JB/T8428无损检测超声试块通用规范

3.6JD/T9214无损检测A型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法

3.7JB/T10062超声探伤用探头性能测试方法

3.8NB/T47013.1承压设备无损检测第1部分：

通用要求

4一般要求

4.1检测人员

4.1.1超声检测人员的一般要求应符合NB/T47013.1的有关规定。

4.1.2超声检测人员应具有一定的金属材料、设备制造安装、焊接及热处理等方面的基本知识，应熟悉被检工件的材质、几何尺寸及透声性等，对检测中出现的问题能作出分析、判断和处理。

4.2检测设备和器材

4.2.1仪器盒探头产品质量合格证明

超声检测仪器产品质量合格证中至少应给出预热时间、低电压报警或低电压自动关机电压、发射脉冲重复频率、有效输出阻抗、发射脉冲电压、发射脉冲上升时间、发射脉冲宽度（采用方波脉冲作为发射脉冲的）以及接收电路频带等主要性能参数；探头应给出中心频率、带宽、电阻抗或静电容、相对脉冲回波灵敏度以及斜探头声束性能（包括探头前沿距离（入射点）、K值（折射角β）等）等主要参数。

4.2.2检测仪器、探头和组合性能

4.2.2.1检测仪器

采用A型脉冲反射式超声检测仪，其工作频率按-3dB测量应至少包括0.5MHz~10MHz频率范围，超声仪器各性能的测试条件和指标要求应满足附录A的要求并提供证明文件，测试方法按GB/T27664.1的规定。

4.2.2.2探头

圆形晶片直径一般不应大于40mm，方形晶片任一边长一般不应大于40mm，其性能指标应符合附录B的要求提供证明文件，测试方法按GB/T27664.2的规定。

4.2.2.3仪器和探头的组合性能

4.2.2.3.1仪器和探头的组合性能包括水平线性、垂直线性、组合频率、灵敏度余量、盲区（仅限直探头）和远场分辨力。

4.2.2.3.2以下情况时应测定仪器和探头的组合性能：

a）新购置的超声检测仪器和（或）探头；

b）仪器和探头在维修或更换主要部件后；

c）检测人员有怀疑时。

4.2.2.3.3水平线性偏差不大于1%，垂直线性偏差不大于5%。

4.2.2.3.4仪器和探头的组合频率与探头标称频率之间偏差不得大于±10%。

4.2.2.3.5仪器一直探头组合性能还应满足以下要求：

a）灵敏度余量应不小于32dB；

b）在基准灵敏度下，对于标称频率为5MHz的探头，盲区不大于10mm；对于标称频率为2.5MHz的探头，盲区不大于15mm；

c）直探头远场分辨力不小于20dB。

4.2.2.3.6仪器-斜探头组合性能还应满足以下要求：

a）灵敏度余量应不小于42dB；

b）斜探头远场分辨力不小于12dB。

4.2.2.3.7在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于10dB。

4.2.2.3.8仪器和探头组合频率的测试方法按JB/T10062的规定，其他组合性能的测试方法参照JB/T9214的规定。

4.2.3试块

4.2.3.1标准试块

4.2.3.1.1标准试块是指具有规定的化学成分、表面粗糙度、热处理及几何形状的材料块，用于评定和校准超声检测设备，即用于仪器探头系统性能校准的试块。

本部分采用的标准试块为20号优质碳素结构钢制CSK-ⅠA、DZ-Ⅰ和DB-PZ20-2。

4.2.3.1.2CSK-ⅠA试块的具体形状、尺寸见本部分，DZ-Ⅰ和DB-PZ20-2的具体形状和尺寸见JB/T9214。

4.2.3.1.3标准试块的制造应满足JB/T8428的要求，制造商应提供产品质量合格证，并确保在相同测试条件下比较其所制造的每一标准试块与国家标准样品或类似具备量值传递基准的标准试块上的同种反射体（面）时，其最大反射波幅应小于等于2dB。

4.2.3.2对比试块

4.2.3.2.1对比试块是指与被检件或材料化学成分相似，含有意义明确参考反射体（反射体应采用机加工方式制作）的试块，用以调节超声检测设备的幅度和声程，以将所检出的缺陷信号与已知反射体所产生的信号相比较，即用于检测校准的试块。

4.2.3.2.2对比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作的厚度相对应。

如果涉及到不同工件厚度对接接头的检测，试块厚度的选择应由较大工件厚度确定。

4.2.3.2.3对比试块应采用与被检材料声学性能相同或相近的材料制成，当采用直探头检测时，不得有大于或等于

2mm平底孔当量直径的缺陷。

4.2.3.2.4不同被检工件超声检测用对比试块人工反射体的形状、尺寸和数量应符合本部分相关章节的规定。

4.2.3.2.5对比试块的尺寸精度在本部分有明确要求时应提供相应的证明文件，无明确要求时参照JB/T8428的规定。

4.2.4耦合剂

4.2.4.1耦合剂透声性应较好且不损伤检测表面，如机油、化学浆糊、甘油和水等。

4.2.4.2耦合剂污染物含量的控制

4.2.4.2.1镍基合金上使用的耦合剂含硫量不应大于250mg/L。

4.2.4.2.2奥氏体不锈钢或钛材上使用的耦合剂卤素（氯和氟）的总含量不应大于250mg/L。

4.2.5超声检测设备和器材的校准、核查、运行核查和检查的要求

4.2.5.1校准、核查和运行核查应在标准试块上进行，应使探头主声束垂直对准反射体的反射面，以获得稳定和最大的反射信号。

4.2.5.2校准和核查

4.2.5.2.1每年至少对超声仪器和探头组合性能中的水平线性、垂直线性、组合频率、盲区（仅限直探头）、灵敏度余量、分辨力以及仪器的衰减器精度，进行一次校准并记录，测试要求应满足4.2.2.3的规定。

4.2.5.2.2每年至少对标准试块与比对试块的表面腐蚀与机械损伤，进行一次核查。

4.2.5.3运行核查

4.2.5.3.1模拟超声检测仪每3个月或数字超声检测仪每6个月至少对仪器和探头组合性能中的水平线性和垂直线性，进行一次运行核查并记录，测试要求应满足4.2.2.3的规定。

4.2.5.3.2每3个月至少对盲区（仅限直探头）、灵敏度余量和分辨力进行一次运行核查并记录，测试要求应满足4.2.2.3的规定。

4.2.5.4检查

4.2.5.4.1每次检测前应检查仪器设备器材外观、线缆连接和开机信号显示等情况是否正常。

4.2.5.4.2使用斜探头时，检测前应测定入射点（前沿距离）和折射角（K值）。

4.3安全要求

检验场所、环境及安全防护应符合NB/T47013.1的规定。

4.4检测实施

4.4.1检测准备

4.4.1.1在承压设备的制造、安装及在用检验中，超声检测时机及检测比例的选择等应符合相关法规、标准及有关技术文件的规定。

4.4.1.2所确定的检测面应保证工件被检部分能得到充分检测。

4.4.1.3焊缝的表面质量应经外观检查合格。

检测面（探头经过的区域）上所有影响检测的油漆、锈蚀、飞溅和污物等均应予以清除，其表面粗糙度应符合检测要求。

表面的不规则状态不应影响检测结果的有效性。

4.4.2扫查覆盖

为确保检测时超声声束能扫查到工件的整个被检区域，探头的每次扫查覆盖应大于探头直径或宽度的15%或优先满足相应章节的检测覆盖要求。

4.4.3探头的移动速度

探头的扫查速度一般不应超过150mm/s。

当采用自动报警装置扫查时，扫查速度应通过对比试验进行确定。

4.4.4扫查灵敏度

扫查灵敏度的设置应符合相关章节的规定。

4.4.5灵敏度补偿：

a）耦合补偿：

在检测和缺陷定量时，应对由对比试块与被检工件表面粗糙度不同引起的耦合损失进行补偿；

b）衰减补偿：

在检测和缺陷定量时，应对由对比试块与被检工件材质衰减不同引起的灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿；

c）曲面补偿：

在检测和缺陷定量时，对检测面是曲面的工件，应对由工件和对比试块曲率半径不同引起的耦合损失进行补偿。

4.4.6仪器和探头系统的复核

4.4.6.1发生以下情况时应对系统进行复核：

a）探头、耦合剂和仪器调节发生改变时；

b）怀疑扫描量程或扫查灵敏度有变化时；

c）连续工作4h以上时；

d）工作结束时。

4.4.6.2扫描量程的复核

如果任意一点在扫描线上的偏移量超过扫描线该点读数的10%或全扫描量程的5%，则扫描量程应重新调整，并对上一次复核以来所有的检测部位进行复核。

4.4.6.3扫查灵敏度的复核

复核时，在检测范围内如发现扫查灵敏度或距离-波幅曲线上任一深度人工反射体回波幅度下降2dB，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复检；如回波幅度上升2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。

5承压设备用原材料或零部件的超声检测方法和质量分级

5.1范围

规定了承压设备用原材料或零部件超声检测方法和质量分级。

5.2承压设备用板材超声检测方法和质量分级

5.2.1范围

5.2.1.1适用于板厚6~250mm的碳素钢、低合金钢制承压设备用板材的超声检测方法和质量分级。

5.2.1.2铝及铝合金板材、钛及钛合金板材、镍及镍合金板材和铜及铜合金板材的超声检测方法参照本条执行，质量分级按本条。

5.2.1.3奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体双相不锈钢板材超声检测方法可参照本条执行，质量分级按本条。

5.2.2检测原则

5.2.2.1板材一般采用直探头进行检测。

5.2.2.2在检测过程中对缺陷有疑问或合同双方技术协议中有规定时，可采用斜探头进行检测。

5.2.2.3可选板材的任一轧制表面进行检测。

若检测人员认为需要或技术条件有要求时，也可选板材的上、下两轧制表面分别进行检测。

5.2.3探头选用

5.2.3.1直探头

5.2.3.1.1直探头选用应按表3的规定进行。

5.2.3.1.2当采用液浸法检测板厚小于等于20mm的板材时，也可选用单晶直探头进行检测。

5.2.3.1.3双晶直探头性能应符合NB/T47013.3-2015附录C的要求。

5.2.3.2斜探头

斜探头的选用应按NB/T47013.3-2015附录D的要求。

5.2.4对比试块

5.2.4.1用双晶直探头检测厚度不大于20mm的板材时，可以采用如图1所示的阶梯平底试块。

5.2.4.2检测厚度大于20mm的板材时，对比试块形状和尺寸应符合表4和图2的规定。

对比试块人工反射体为φ5mm平底孔，反射体个数至少3个。

5.2.5灵敏度的确定

5.2.5.1厚板小于等于20mm时，用图1所示阶梯平底试块调节，也可用被检板材无缺陷完好部位调节，此时用与工件等厚部位试块或被检板材的第一次底波调整到满刻度的50%，再提高10dB作为基准灵敏度。

5.2.5.2板厚大于20mm时，按所用探头和仪器在φ5mm平底孔试块上绘制距离-波幅曲线，并以此曲线作为基准灵敏度。

5.2.5.3如能确定板材底面回波与不同深度φ5mm平底孔反射波幅度之间的关系，则可采用板材无缺陷完好部位第一次底波来调节基准灵敏度。

5.2.5.4扫查灵敏度一般应比基准灵敏度高6dB。

5.2.6检测

5.2.6.1耦合方式

耦合方式可采用直接接触法或液浸法。

5.2.6.2灵敏度补偿

检测时应根据实际情况进行耦合补偿和衰减补偿。

5.2.6.3扫查方式

a）在板材边缘或剖口预定线两侧范围内应作100%扫查，扫查区域宽度见表5；

b）在板材中部区域，探头沿垂直于板材压延方向，间距不大于50mm的平行线进行扫查，或探头沿垂直和平行板材压延反向且间距不大于100mm格子线进行扫查。

扫查示意图见图3；

c）根据合同、技术协议书或图样的要求，也可采用其他形式的扫查；

d）双晶直探头扫查时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直。

5.2.6.4斜探头检测按NB/T47013.3-2015附录D的规定进行。

5.2.7缺陷的判定和定量

5.2.7.1在检测基准灵敏度条件下，发现下列两种情况之一即作为缺陷：

a）缺陷第一次反射波（F1）波幅高于距离-波幅曲线；或用双晶探头检测板厚小于20mm板材时，缺陷第一反射波（F1）波幅大于或等于显示屏满刻度的50%。

b）底面第一次反射波（B1）波幅低于显示屏满刻度的50%，即B1<50%。

5.2.7.2缺陷的定量

5.2.7.2.1双晶直探头检测时缺陷的定量：

a）使用双晶直探头对缺陷进行定量时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直；

b）板材厚度小于等于20mm时，移动探头使缺陷波下降到基准灵敏度条件下显示屏满刻度的50%，探头中心点即为缺陷的边界点；

c）板材厚度大于20mm-60mm时，移动探头使缺陷波下降到距离-波幅曲线，探头中心点即为缺陷的边界点；

d）确定b）中缺陷的边界范围时，移动探头使底面第一次反射波上升到基准灵敏度条件下显示屏满刻度的50%或上升到距离-波幅曲线，此时探头中心点即为缺陷的边界点；

e）缺陷边界范围确定后，用一边平行于板材压延方向矩形框包围缺陷，其边长作为缺陷的长度，矩形面积则为缺陷的指示面积。

5.2.7.2.2单晶直探头检测时缺陷的定量

使用单晶直探头除按5.2.7.2.1c）、d）、e）的方法对缺陷进行定量外，还应记录缺陷的反射波幅或当量平底孔直径。

5.2.8缺陷尺寸的评定方法

5.2.8.1缺陷指示长度的评定规则

用平行于板材压延方向矩形框包围缺陷，其边长作为该缺陷的指示长度。

5.2.8.2单个缺陷指示面积的评定规则

a）一个缺陷按其指示的矩形面积作为该缺陷的单个指示面积；

b）多个缺陷其相邻距离小于相邻较小缺陷的指示长度时，按单个缺陷处理，缺陷指示面积为各缺陷面积之和。

5.2.9板材质量分级

5.2.9.1板材质量分级见表6和表7.再具体进行质量分级时，表6和表7应独立使用。

5.2.9.2在检测过程中，检测人员如确认板材中有白点、裂纹等缺陷存在时，应评为V级。

5.2.9.3在板材中部检测区域，按最大允许单个缺陷指示面积和任一1mX1m检测面积内缺陷最大允许个数确定质量等级。

如整张板材中部检测面积小于1mX1m，缺陷最大允许个数可按比例折算。

5.2.9.4在板材边缘或剖口预定线两侧检测区域，按最大允许单个缺陷指示长度、最大允许单个缺陷指示面积和任一1m检测长度内最大允许缺陷个数确定质量等级。

如整张板材边缘检测长度小于1m，缺陷最大允许个数可按比例折算。

6检验工作完毕

6.1检验工作完毕后，校准仪器设备是否正常，填写设备使用记录，将计量器具归位，清理检验现场。

6.2在样品标签上注明相应状态标识，交回样品室管理保管，等待处理。

7安全注意事项

7.1检测过程中发生停水、停电或其他不可避免的自然事故，使检测工作中断或影响检测结果时应立即切断设备电源，停止检测，其测试数据作废.待水、电条件恢复正常后，再重新进行测试.样品已损坏，可领用备用样品.若备用样品不足应向受检单位说明情况，采取补救措施。

7.2检测仪器设备发生意外损坏时，应立即停机，报告室主任，所测数据作废;待仪器设备修复，校准后再重新测试，事故责任按有关规定查处。

7.3测试过程中发生人身伤亡或突发疾病时，立即组织抢救，该检验人员的测试数据无效.待事故调查分析工作结束，测试条件具备时，再由该室重新安排检测。

7.4测试过程中环境条件发生变化难以达到要求时，应停止测试工作，原测试数据作废，待环境恢复正常时再重新安排检测。

7.5测试结果超差时，要对影响检测工作结果的有关因素（检验方法、仪器设备精度、使用的药品器材质量、检测环境条件、试样制备质量等）进行检查，待查明原因后再决定数据的取舍，以保证检测结果可靠。

7.6同批样品测试结果散差过大，应立即用标准样品或物质进行测试比对，若比对结果

符合要求，则测试数据有效;若比对结果异常，应停止测试，并对有关因素进行分析，找出原因，采取有效措施后再重新检测，原检测结果作废。

7.7发生异常现象时，不管测试数据取舍与否，都应在检测原始记录中。