兰州鸿运·金茂综合体一期·二期工程超声波探伤实施方案.doc

兰州鸿运金茂综合体一期二期工程 焊缝超声波检测实施方案 编制人：龚本虎批准人：张若愚 编制日期：2014年9月15日 中建三局第一建设工程有限责任公司建筑钢结构焊缝超声波探伤实施细则1. 目的为使测试人员在做建筑钢结构焊缝超声波探伤时有章可循，并使其操作合乎规范。2. 适用范围适用于母材厚度不小于4mm的碳素钢和低合金钢的钢板对接、T型接头、电渣焊接头；适用于母材壁厚不小于3.5mm，管径不于小48mm的螺栓球节点杆件与锥头或封板对接；适用于母材壁度不小于4mm，球径不小于120mm，管径不小于60 mm的焊接空心球及球管焊缝；适用于母材壁厚不小于6mm、支管管径不于小89mm、局部两面角夹不小于30、支管壁厚外径比小于13%的圆管相贯接节点碳素钢和低合金钢焊接接头焊。3. 检测依据GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范JGJ81-2002建筑钢结构焊接技术规程GB/T11345-2013钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级JG/T203-2007钢结构超声波探伤及质量分级法4检验方法概述超声波探伤法的原理是利用超声波探伤仪换能器发射的脉冲超声波，通过良好的耦合方式使超声波入射至被检工件内，超声波在工件内传播遇到异质界面产生反射，反射波被换能器所接收并传至超声波探伤仪示波器。通过试块或工件底面作为反射体调节时基线以确定缺陷反射回波的位置，调整检测灵敏度以确定缺陷的当量大小。5人员要求所有从事超声波探伤的检验员应通过有关部门组织的超声波探伤培训、考试并取得相应的执业资格证书，级检验员具有现场操作资格，但必须在级或级人员的指导或监督下进行，级或级人员可以编制超声波探伤工艺规程和工艺卡以及签发审核检验报告。超声检验人员的视力应每年检查一次，校正视力不得低于1.0。6检测器材6.1超声波探伤仪：采用数字A型脉冲反射式超声波探伤仪，频率范围为0.5-10MHz，且实时采样频率不应小于40MHz；衰减器精度为任意相邻12dB的误差在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%。6.2探头：晶片面积一般不应大于500mm2，且任一边长原则上不大于25mm；单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2；主声束垂直方向上不应有明显双峰；折射角的实测值与公称值的偏差应不大于2(K值偏差不应超过士0. 1)，前沿距离的偏差应不大于1mm。6.3仪器和探头系统性能：系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上；直探头远场分辨力30dB，斜探头远场分辨力6dB；6.4试块6.4.1标准试块: CSK-A、 CSK-B 该试块主要用于测定探伤仪、探头及系统性能，调校探头K值、前沿，调整时基线比例。6.4.2对比试块: RB-1、RB-2、RB-3该系列试块主要用于探测范围为8150mm的距离波幅曲6.4.4对比试块: RBJ-1试块用于评定焊缝根部未焊缝程度,也可用壁厚5mm下以杆件的时基线调节和灵敏度调整。6.4.5对比试块: CSK-Dj试块用于板节点现场标定、校核探伤灵敏度与时基线、制作距离波幅曲线、测定系统性能等。6.5耦合剂6.5. 1 应选用适当的液体或糊状物作为耦合剂，耦合剂应具有良好透声性和适宜流动性，不应对材料和人体有损伤作用，同时应便于检验后清理。6.5.2 典型的藕合剂为水、机油、甘油和浆糊，耦合剂中可加人适量的“润湿剂”或活性剂以便改善藕合性能。6.5.3 在试块上调节仪器和产品检验应采用相同的耦合7. 工作程序7.1检测准备7.1.1测试前可由项目负责人或有关人员前往现场踏勘，了解现场基本情况(操作环境工件材质焊接方法结构类型等)以及检测数量；7.1.2接收委托单，进行委托审核及检测可行性分析；7.1.3选择合理的探伤工艺;7.1.4调校仪器,制作距离波幅曲线;7.2现场检测7.2.1清理及打磨探头扫查区域;7.2.2涂刷耦合剂;7.2.3初步扫查,观察回波信号,对于评定线以上的缺陷回波在焊缝相应位置作出标记;7.2.4精确扫查,对初步扫查已经判定的缺陷进行定位、定量的精确测量，必要时可以接合焊接工艺进行缺陷定性。7.3记录与报告7.3.1填写设备使用记录;7.3.2以单条焊缝为单位记录焊缝缺陷;7.3.3书面通知委托方检测结果及数量;7.3.4编写检测报告.8.检测技术要求8.1抽样规则一级焊缝100%检测；二级焊缝20%检测（对于工厂制作焊缝，应按每条焊缝长度计算百分比，且探伤长度不小于200mm，当焊缝长度不足200mm时，应对整条焊缝进行探伤；对于现场安装焊缝，应按同一类型、同一施焊条件的焊缝条数计算百分比，且探伤长度不小于200mm，并应不少于1条焊缝）。钢管与钢管的对接焊缝应为一级焊缝，100%检测；球管对接焊缝、钢管与封板(或锥头) 的对接焊缝应为二级焊缝，20%检测，按焊缝条数计算百分比。8.2 检验等级及评定等级一级焊缝检验等级为B级，评定等级为级；二级焊缝检验等级为B级，评定等级为级；球管对接焊缝、钢管与封板(或锥头) 的对接焊缝、圆管相贯接节点焊缝在杆件外表面检测时检验等级为B级，评定等级为级。9.一般规定9.1探伤面按不同检验等级要求选择探伤面。推荐的探伤面（如图1）和表5所示。 图1 检测面和侧9.2 检验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10 mm,最大20 mm（见图2）图2 检验区域9.3探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他外部杂质。探伤表面应平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度不应超过6.3m，必要时应进行打磨。a)采用一次反射法或串列式扫查探伤时，探头移动区应大于1.25 P,P=2K =2tg式中: P- 跨距(mm); -一 母 材 厚 度(mm)b) 采用直射法探伤时，探头移动区应大于7.5P9.4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。9.5 探伤面曲率半径R小于等于W2/4 时，距离一波幅曲线的绘制应在曲面对比试块上进行。9.6 受检工件的表面耦合损失及材质衰减应与试块相同，否则应进行传输损失修整,在1跨距声程内最大传输损失差在2 dB以内可不进行修整。9.7 检验前，探伤人员应了解受检工件的材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫、沟槽等情况。9.8探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度，探测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。9.9 扫查速度不应大于150 mm/s，相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10%的重叠10.平板对接焊缝的检验10.1.适用范围本条适用于母材厚度8160mm的对接焊缝。本条不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝、外径小于159 mm的钢管对接焊缝及外径小于250mm和内外径之比小于80%的纵向焊缝。10.2 选择探头10.2.1 斜探头的折射角月或K值应依据材料厚度，焊缝坡口型式及预期探测的主要缺陷种类来选择。对不同板厚推荐的探头角度和探头数量见表1, 对不同板厚及探头移动空间推荐的探伤方法和探伤面见表2表1探头参数的选择板厚（mm）探头参数频率（MHz）晶片（mm）前沿（mm）K值81259910K3.012202.59912K2.520352.5131314K2.035502.5131314K1.5501602.5131314K1.0和K1.5表2探伤法和探伤面的选择板厚（mm）探头移动空间（mm）探伤法探伤面81002.5KT直射法加一次反射法单面双侧1.5KT2.5KT直射法双面双侧100160-直射法双面双侧10.2.2 串列式扫查，推荐选用公称折射角均为45o的两个探头，两个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2 mm。为便于探测厚焊缝坡口边缘未熔合缺陷，亦可选用两个不同角度的探头.但两个探头角度均应在35o-55o范围内。10.3仪器调校10.3.1探头前沿长度测量及时基线比例调整将探头置于CSK-IA或CSK-IB试块上，利用R100曲面反射回波测量探头前沿长度，测量三次取平均值作为探头的前沿长度；利用R50和R100曲面反射回波调整时基线比例。10.3.2 K值的测量 将探头置于CSK-IA或RB-2试块上，利用孔径50或3的孔测定k值，测量三次取平均值作为探头K值。10.3.3绘制曲线 将探头置于RB对比试块，调节探头位置和仪器增益，使深度为10mm孔或5mm孔的反射波高度为满刻度的80%，在荧光屏上标出反射波波峰所在的点；固定仪器增益不变，分别探测不同深度的孔，在荧光屏上标出最高反射波所在的点，用光滑曲线连接这些点，即得到面板距离波幅曲线。曲线由判废线RL、定量线SL和评定线EL组成（如图3所示），不同验收级别的各线灵敏度见表3。表中的DAC是以允3mm标准反射体绘制的距离一波幅曲线，即DAC基准线。评定线以上至定量线以下为区(弱信号评定区);定量线至判废线以下为区(长度评定区);判废线及以上区域为区(判废区)。 图3 距离一波幅曲线示意图表3距离一波幅曲线的灵敏度判废线定量线评定线DAC-4dBDAC-10dBDAC-16dB10.4 扫查10.4.1为探测纵向缺陷，斜探头垂直于焊缝中心线放置在探伤面上，作锯齿型扫查（见图4）探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊缝截面及热影响区。在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时，还应作10o15o的左右转动。图4锯齿形扫查 图5斜平行扫查 图6平行扫查10.4.2为探测焊缝及热影响区的横向缺陷应进行平行和斜平行扫查。a) B级检验时，可在焊缝两侧边缘使探头与焊缝中心线成10o20o作斜平行扫查(见图5);b) C级检验时，可将探头放在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查(见图6)，焊缝母材厚度超过100 mm时，应在焊缝的两面作平行扫查或者采用两种角度探头(45o和60o或45o和70o并用)作单面两个方向的平行扫查;亦可用两个45o探头作串列式平行扫查;c)对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线成45o的斜向扫查。10.4.3为确定缺陷的位置、方向、形状、观察缺陷动态波形或区分缺陷讯号与伪讯号，可采用前后、左、右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式(见图7) 图7 四种基本扫查方法 10.5测定缺陷10.5.1缺陷最高回波的测定对判定为缺陷的部位，采取10.4.3条的探头扫查方式、增加探伤面、改变探头折射角度进行探测，测出最大反射波幅并与距离一波幅曲线作比较，确定波幅所在区域。波幅测定的允许误差为2 dB，最大反射波幅A与定量线SL的dB差值记为SL士dB。10.5.2缺陷位置的测定缺陷位置以获得缺陷最大反射波的位置来表示，根据相应的探头位置和反射波在荧光屏上的位置来确定如下全部或部分参数。a) 纵坐标L代表缺陷沿焊缝方向的位置。以检验区段编号为标记基准点(即原点)建立坐标。坐标正方向距离L表示缺陷到原点之间的距离(见图8)b)深度坐标h代表缺陷位置到探伤面的垂直距离(mm)。以缺陷最大反射波位置的深度值表示。c)横坐标q代表缺陷位置离开焊缝中心线的垂直距离，可由缺陷最大反射波位置的水平距离或简化水平距离求得。缺陷的深度和水平距离(或简化水平距离)两数值中的一个可由缺陷最大反射波在荧光屏上的位置直接读出，另一数值可采用计算法、曲线法、作图法或缺陷定位尺求出（注：数字机可直接读出）。图8 纵坐标I示意图10.5.3缺陷指示长度的测定a) 当 缺 陷反射波只有一个高点时，用降低6d B相对灵敏度法测长见图9;b) 在测长扫查过程中，如发现缺陷反射波峰值起伏变化，有多个高点，则以缺陷两端反射波极大值之间探头的移动长度确定为缺陷指示长度，即端点峰值法见图10,图9相对灵敏度测长法 图10 端点峰值测长法10.6缺陷的评定及分级10.6.1超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征，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判定，如对波型不能准确判断时，应辅以其他检验作综合判定。10.6.2最大反射波幅位于区的缺陷，其指示长度小于10 mm时按5mm计。10.6.3相邻两缺陷各向间距小于8mm时，两缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度。10.6.4最大反射波幅位于区的缺陷，根据缺陷指示长度按表4的规定予以评级。10.6.5最大反射波幅不超过评定线的缺陷，均评为1级。10.6.6最大反射波幅超过评定线的缺陷，检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评定为级。10.6.7反射波幅位于区的非裂纹性缺陷，均评为级。10.6.8反射波幅位于区的缺陷，无论其指示长度如何，均评定为级。表4 缺陷的等级分类指示长度(1/3)t,最小10,最大30(2/3)t,最小12,最大50(3/4)t,最小16,最大75超过级者评定等级11.T型、角接、管座角接头焊缝检验11.1.适用范围本条适用于腹板母材厚度8160mm的T接或角接焊缝、支管壁厚为8160mm的安放式管座角焊缝及主管壁厚为8160mm的插入式管座角焊缝。本条不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝、内径小于等于200 mm的管座角焊缝。11.2 选择探头11.2.1T接或角接腹板侧（安放式管座角支管侧、插入式管座角主管侧）探伤按表1依据母材厚度选择合适的单斜探头，探伤法及探伤面按表5选择。表5探伤法和探伤面的选择板厚（mm）探头移动空间（mm）探伤法探伤面81002.5KT直射法加一次反射法单面单侧1.5KT2.5KT直射法双面单侧100160-直射法双面单侧注：表中板厚指T接或角接的腹板厚度、安放式管座角支管壁厚、插入式管座角主管壁厚。11.2.2T接或角接翼板侧探伤、安放式管座角主管侧探伤、插入式管座角支管探伤可选用K1单斜探头或单直探头,对于探测厚度12mm,宜选用双晶直探头。11.3仪器调校11.3.1斜探头前沿、K值、时基线比例、距离波幅曲线的调校制作按本节10.3条执行.11.3.2 单直探头的调校,灵敏度可在与工件同曲率的试块上调节，也可采用计算法或DGS曲线法，以工件底面回波调节。其检验等级评定见表6表6直探头检验等级评定判废线定量线评定线23611.4 扫查11.4.1斜探头在T接或角接腹板一侧（安放式管座角支管侧、插入式管座角主管侧）采用直射法和一次反射法作锯齿型扫查（见图11）位置1;11.4.2单直探头或双晶探头在T接或角接翼板外侧（安放式管座角主管内侧、插入式管座角支管内侧）采用直射法作锯齿型或平行扫查（见图11）位置2;11.4.3当因结构形状无法在翼板外侧或主管（支管）内侧采用直探头探伤时，可采用斜探头在翼板内侧（安放式管座角主管外侧、插入式管座角支管外侧）采用一次反射法作锯齿型扫查（见图11）位置3。图11 T型、角接、管座角接头扫查示意图11.5测定缺陷，按本节10.5条执行。11.6缺陷的评定及分级, 按本节10.6条执行。 12螺栓球网架杆件与封板或锥头对接焊缝检验12.1.适用范围适用于母材壁厚不小于3.5mm，管径不于小48mm的螺栓球节点杆件与锥头或封板对接。本条不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝、母材壁厚大于10mm或外径大于180 mm的钢管或杆件对接焊缝。12.2 选择探头，按表7选择合适的探头壁厚（mm）探头频率（MHz）晶片尺寸（mm）前沿尺寸（mm）折射角()3.5856667081059987012.3仪器调校12.3.1探头前沿长度测量及时基线比例调整将探头置于CSK-Cj试块上，利用R50曲面反射回波测量探头前沿长度，测量三次取平均值作为探头的前沿长度；利用R20和R50曲面反射回波调整时基线比例。12.3.2 K值的测量 将探头置于CSK-Cj试块上，利用孔径10的孔测定k值，测量三次取平均值作为探头K值。12.3.3绘制曲线 将探头置于CSK-Cj试块，调节探头位置和仪器增益，使深度为5mm的3横通孔反射波高度为满刻度的80%，在荧光屏上标出反射波波峰所在的点；固定仪器增益不变，分别探测不同深度的孔，在荧光屏上标出最高反射波所在的点，用光滑曲线连接这些点，即得到面板距离波幅曲线。曲线由判废线RL、定量线SL和评定线EL组成（如图3所示），不同验收级别的各线灵敏度见表3。表中的DAC是以允3mm标准反射体绘制的距离一波幅曲线，即DAC基准线。评定线以上至定量线以下为区(弱信号评定区);定量线至判废线以下为区(长度评定区);判废线及以上区域为区(判废区)。12.4 扫查12.4.1为探测纵向缺陷，斜探头垂直于焊缝中心线放置在探伤面上，作锯齿型扫查（见图4）探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊缝截面及热影响区。在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时，还应作10o15o的左右转动。12.4.2为确定缺陷的位置、方向、形状、观察缺陷动态波形或区分缺陷讯号与伪讯号，可采用前后、左、右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式(见图7)12.5测定缺陷，按本节10.5条执行。12.6缺陷的评定及分级。 12.6.1最大反射波幅位于区的缺陷，其指示长度小于10mm时按5mm计。12.6.2相邻两缺陷间距小于8m m时，两缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度，反之，则单独计算各自的指示长度。12.6.3最大反射波幅位于区的缺陷，根据缺陷指示长度按表8的规定予以评级。12.6.4最大反射波幅不超过评定线的缺陷，均评为1级。12.6.5最大反射波幅超过评定线的缺陷，检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评定为级。12.6.6反射波幅位于区的非裂纹性缺陷，均评为级。12.6.7反射波幅位于区的缺陷，无论其指示长度如何，均评定为级。表8 缺陷的等级分类指示长度(1/3)t,最小10,最大30(2/3)t,最小20,最大50(3/4)t,最小30,最大75超过级者评定等级13箱型构件内隔板电渣焊焊缝熔透宽度的测量13.1.适用范围适用于隔板壁厚不小于10mm，壁板厚度为20100mm的箱型构件内隔板与壁板电渣焊焊缝熔透宽度的测量。13.2 选择探头，按表9选择合适的探头壁厚（mm）探头类型探头频率（MHz）晶片尺寸（mm）2030双晶纵波直探头5103050单晶纵波直探头51450100单晶纵波直探头2.52013.3仪器调校根据壁板厚度以使用的最大声程作为探测范围调整时间轴，在被测工件无缺陷的部位将钢板的第一次底面回波调至满幅的80%高度作为探测灵敏度基准。13.4 扫查将探头垂直于焊缝方向从焊缝的终端开始以100mm间距进行扫查，并对两端面各50+t1范围进行全面扫查（如图12所示）图12 箱型构件内隔板电渣焊宽度测量扫查示意图13.5测定缺陷13.5.1 焊接前必须在壁板外侧标记上焊接预定线，探伤时应以该预定线为基准线。13.5.2 熔透指示宽度的测量：将探头从焊缝一侧移动至另一侧，底波高度达到40%时的探头中心位置作为指示宽度的边界点，两侧边界点的距离就是指示宽度。13.5.2缺陷长度的测量将沿焊缝长度方向熔透指示宽度小于隔板尺寸的范围作为缺陷长度；将沿焊缝长度方向熔透指示宽度边界点向焊接预定线内侧错位超过3mm的范围作为缺陷长度。14钢结构检验批的判定14.1检验批的分划方法:14.2抽样检测时检验批的判定：抽样检查的焊缝数如不合格率小于2%时，该批验收应定为合格；不合格率大于5%时，该批验收应定为不合格；不合格率为2%5%时，应加倍抽检，且必须在原不合格部位两侧的焊缝延长线各增加一处，如在所有抽检焊缝中不合格率不大于3%时，该批验收应定为合格，大于3%时，该批验收应定为不合格。当批量验收不合格时，应对该批余下焊缝的全数进行检查，当检查出一处裂纹缺陷时，应加倍抽查，如在加倍抽检焊缝中未检查出其它裂纹缺陷时，该批验收应定为合格，当检查出多处裂缝缺陷或加倍抽查又发现裂纹缺陷时，应对该批余下焊缝的全数进行检查。14.3不合格的缺陷，应予返修，返修区域修补后，返修部位及补焊受影响的区域，应按原探伤条件进行复验。15.记录与报告15.1检验记录主要内容:工件名称、编号、焊缝编号、坡口形式、焊缝种类、母材材质、规格、表面情况、探伤方法、检验规程、验收标准、所使用的仪器、探头、祸合剂、试块、扫描