船舶钢焊缝超声波检测工艺和质量分级.docx

ics 4702001备案号：32850201 1园u 06中华人民共和国船舶行业标准cbt 3559201 1 代替cbt 35591994船舶钢焊缝超声波检测工艺和质量分级ship steel weld ultrasonic testing technology and quality classification201 10615发布 201110一01实施中华人民共和国-i-业和信息化部发布cbt 355921刖舌本标准按照gbt 112009给出的规则起草。本标准代替cbt 3559-1994船舶钢焊缝手工超声波探伤工艺和质量分级和cbt 31771994船舶钢焊缝射线照相和超声波检查规则中超声波检测部分。 本标准与cbt 3559-1994相比，主要技术变化如下：a)修改了检测范围；b)修改了人员要求与职责范围；c)修改了仪器设备性能指标；d)增加了检测等级的划分和检测要求；e)修改了对比试块的形状、尺寸及适用范围；f)提出了对扫查区域母材的检测要求； g)增加了对t形接头直探头的检测。 本标准由中国船舶工业集团公司提出。 本标准由中国船舶工业综合技术经济研究院归口。本标准起草单位：中国船舶工业集团公司第十一研究所、中国船级社无损检测试验室、汕头市超声 仪器研究所有限公司、山东济宁模具厂。本标准主要起草人：丁兵、詹元海、周飞旭、喜鸾英、杨书荣。 本标准的历次版本发布情况为：cb827一1980：cb31781983：cb$3177一1983：cbt 35591994、cbt 31771994。cbt 3559201 1船舶钢焊缝超声波检测工艺和质量分级1范围法和焊缝质最分级等。s谢式于t接触的超声波检测。黧霪麓11200禳奉标准小适j1铸锶i殳堪2规范性引用文鏊黼懒向燃、外径小丁 mm的简体圈向焊5f列文件对的应 仅注日 适jtl丁木文什。 凡是小注期的，其义什。gbt 12604 检测gbt 19799 无损榆测超声检测1号标准试块 jb19214 反射式超声探伤系统工作性能测试力法 jbt 10061jbt 10062中同船级社3术语和定义结构、 絮黧瑟黧僦贝繁叼?融论多孵搠潴训拼瑚锹懒、4人员要求4 1从事超j，波榆测的人妯应持有中国船致懒昀超嬲佥测资格证节。4 243 从事超卢波检测人员的职责范围和能力要求应符合中国船级社无损检测人员资格鉴定与认证规范2008的规定。5设备和器材要求51探伤仪5 1 11r于检测的超声波探伤仪应按氽业质量管珲体系文件的要求进行校验，校验记录应予以存档。5 1 2探伤仪的工作频率范围一般为05 mhz 10 mltz。5 1 3探伤仪的水平线性误差应小大丁1，垂直线性误差不人丁5，动态范田不小十26 db。lcbt 355920115 1 4探伤仪的衰减器或增益器技术要求如下：a)衰减器的总衰减量或增益器的总增益量应不小于80 db，最小步进级每档不大于2 db；b)在超声探伤仪规定的工作频率范围内，衰减器或增益器任意相邻12 db的误差不超过1 db。5 2探头5 2 1 探头的有效晶片面积不应大于500 mln2，且任意边长不应大于25liil。5 2 2探头频率一般在2 mhz5 mhz之间选择，探头实测频率与标称值误差不大于土10。5 2 3斜探头声束水平轴线偏离角应不大于2。，主声束垂直方向不应有明显的双峰。5 24斜探头折射角般为70。、60。、45。，或者折射角正切值为25、20、15、10。当使用两种或两种以上角度的探头时，其中的两种探头角度差应不小于10。5 3探伤仪、探头系统性能和检查周期5 3 1 探伤仪和探头的系统性能应按jbt 9214的规定进行测试。5 3 2直探头分辨力应不小于26 db，斜探头分辨力应不小于6 db。5 3 3在达到所探工件的最大检测声程时，探伤仪与探头组合灵敏度余量应不小于10 db，且电噪声电 平不大于垂直满刻度的20。5 3 4探伤仪的水平线性和垂直线性，在设备首次使用、维修及至少每三个月检查一次。5 3 5斜探头及系统性能，按表l的规定进行检查。表1斜探头及系统性能检查周期检查项目 检查周期 前沿距离、折射角每次检测前 灵敏度余量、分辨力开始使用、维修及每工作一个月6试块和耦合扫6 1标准试块呵选用iiw试块、csk i a试块或其它类型的标准试块。6 2对比试块分为ctrb 1、ctrb 2、ctrb一3三种型式，适用板厚、形状尺寸见附录a。6 3对比试块材质声学性能应与被检母材相同或相近，该材料用直探头检测时，不应存在大于或等于02 mm平底孔当量直径的缺陷。6 4可根据需要在对比试块上添加参考孔，但孔的位置不应与试块端角或相邻参考孔的反射波相干扰。6 5验证检测灵敏度和时基线时可采用其它等效试块。6 6检测曲面工件，当检测面曲率半径不大于24时(环缝检测时矿为探头宽度，纵缝检测时旷为探 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。试块宽度应满足 公式(1)。b一22sde(1) 式中：b试块宽度的数值，单位为毫米(mm)；波长的数值，单位为毫米(mm)： s声程的数值，单位为毫米(mm)；如一声源有效直径的数值，单位为毫米()。cbt 355920116 7耦合剂应具有良好的透声性能和适当的粘度，并对被检工件和人体无伤害，检测后容易清理。甘 油、75以上甘油溶液、水、机油或相似声阻抗的液体均可作为耦合剂。6 8在试块上调整仪器和实施检测时应使用相同的耦合剂，否则应进行对比试验。7检测技术等级7 1分级检测技术等级分为a、b、c三级。检测的完善程度和检测工作的难度按a、b、c顺序递增。检测技术 等级应按工件的材质、结构、焊接方法和承受载荷的不同进行选用。无特殊规定时，检测技术等级按b 级执行。7 2不同检测技术等级的要求7 2 1a级检测，以一种角度的探头，采用直射法和一次反射法在焊缝的单面单侧进行。一般不要求 进行横向缺陷的检测。当母材厚度大于50 mm时，不应采用a级检测。7 2 2 b级检测，原则l以一一种角度探头，采用直射法和一次反射法在焊缝的单而双侧进行。当母材 厚度大于100 mm时，采用双面双侧检测。受几何条件限制时，可在焊缝的双面甲侧采用两种角度探头 进行检测。条件允许时应作横向缺陷的检测。7 2 3 c级检测，至少应以两种角度探头，采用直射法和一次反射法在焊缝的单面双侧进行。同时要作两个扫查方向的横向缺陷检测。当母材厚度大于100 mm时，采用双面双侧检测。其它要求如下：a)对接焊缝余高应磨平，以便探头在焊缝上作平行扫查；b)焊缝两侧斜探头扫查经过的母材区域应用直探头检查；c)焊缝母材厚度不小于100 mm、窄间隙焊缝母材厚度不小于40 mm时，应增加其它检测方法(如 串列式扫查、tofd等)。8检测工艺文件8，1 工艺文件应包括通用工艺规程和工艺卡。8 2通用工艺规程庖根据相关法规、验收标准和设计要求，并针对检测机构特点和检测能力进行编制。 通用l：艺=规程的丰要内容应包括：适用范围、引用标准和法规、人员资格、设备器材、工艺和方法、柃 测结果和质量分级、技术资料、编审人员和编制日期等。8 3检测人员应按照工艺执行操作。工艺卡的主要内容应包括：人员资格、工艺编号、产品特征 标识、设备和器材、t艺参数、技术要求、检测程序、检测部位示意图、编审人员和编制日期等。9检测前的准备9 1检测时机 船舶钢焊缝超声波检测时机的要求如下：a)般材料焊缝冷却至室温后，可进行超声波检测；b)旮产生延迟裂纹倾向的材料，应在焊接完成至少24 h后进行检测c)有热处理要求的工件，应在热处理完成之后进行检测。9 2检测面cbt 3559 20119 2 1超声波检测前，焊缝的表面及热影响区应经外观检验合格。9 2 2检测区的宽度包括焊缝本身和焊缝两侧各相当于母材厚度30的一个区域，这个区域最小为5 mm，最大为10mm。9 23检测面应光洁平滑，所有油污、锈蚀、飞溅、氧化皮、马脚等应清除干净。9 2 4检测面的粗糙度不应大丁63 u皿l。9 2 5采用直射法检测时，探头移动区域宽度ao75p，见图1。采用一次反射法检测时，探头移动区域宽度a125p，见图2。跨距p按公式(2)或(3)计算。魁tt叩 (2)p2tk (3)式中：a探头移动区域宽度的数值，单位为毫米(mm)：p跨距的数值，单位为毫米(nun)；，母材厚度的数值，单位为毫米(一)； 口斜探头折射角的数值，单位为度(。)； 斜探头折射角正切值的数值。图1直射法确定的检测面宽度图2一次反射法确定的检测面宽度10探测频率与斜探头折射角的选择10 1探测频率按表2进行选择。4cbt 3559201 1表2探测频率的选择母材厚度 探测频率miiz20 255207525752410 2探头折射角的选择府 体要求a)、r板刘接焊缝探溯谰t角mp群见表一3。3帮、纭母材厚度 折射角c2()2 0)70和60、和、60。和45。译面烈侧 (k25、20(2 5和a 2k2扁11 0、k20l 5、kl 0)f1鬻圃吾70。舸 )嗣j 4jjo1004,b(k2 5和2 0和k1 0)(1100 m双侧(k2 0l 5艉1斤10)b)条件允许f舟别使用直探头佥。蜃4攥孓，j选拌按表4进行探又币j。i岢址选腹板度探测i斫折射角(或k值)20 腹板单面单0l_70“(他0、2 5)版板啦血单侧直射法和一次反射法 70。、60”(2 j、艘0、m5)ff板外十向烈侧电射法 6()。、45。(艘o、m 5、m0)腔扳单【lii*侧直射法j次反射法60、45。(胞0、e1 5、kj0)【fi板外单【f双侧直射法 70。、60。(舵5、2 0、15)坦板戕向f侧直射浊干u次反劓法60。、45。(胞0、册j、m 0)1()()1(|板外单双侧“射法70。、60。(肥5、胞0、m 5)5cbt 3559201 1面板a)探头在面板和腹板分别扫查b)探头在面板扫查 图3t型接头焊缝探头布置10 3选择检测面和探头时应考虑到焊缝中产生各类缺陷的可能性，并尽可能使主声束垂直于该焊缝中的危害性缺陷。11筒体纵向焊缝检测 简体纵向焊缝检测见附录b。12母材检测12 1检测板厚不大于201i皿的母材，采用5mhz的双晶直探头；检测板厚大于20film的母材，采用2z5 mhz的单晶直探头。探头晶片直径为10 mm20 mm。12 2调节时基线，至少显示两次底波。123双晶直探头调节检测灵敏度，将无缺陷处的一次底波调到满屏刻度的50，再提高lo db作为检 测灵敏度。12 4单晶直探头调节检测灵敏度，将无缺陷处的二次底波调到满屏刻度的100。125对于缺陷信号幅度超过示波屏满刻度20或底波消失的区域，应在工件表面作出标记，并予以记录。13时基线调节1 3 1用标准试块上圆弧面的反射波或其它等效试块的反射波进行时基线调节。1 3 2最大检测声程处回波至少调节到示波屏满刻度的34以上。13 3当检测面曲率半径不大于24时，探头楔块应磨成与工件曲面相吻合，在66规定的对比试块上作时基线调节。14距离波幅曲线(dac曲线)14 1dac曲线应以实际检测用的仪器和探头，根据在对比试块上实测的数据绘制而成。dac曲线的绘制方法见附录c。6cbt 3559201 1142绘制dac曲线时不应少于三点，且最大深度应满足检测要求。14 3在检测范围内的dac曲线不应低于示波屏满刻度的20。144 dac曲线簇由判废线rl、定量线sl和评定线el组成。14 5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；判废线及以上为iii区，见图4。图4 dac曲线簇14 6根据被检焊缝母材厚度不同，距离波幅曲线确定的灵敏度见表5。表5 dac曲线的灵敏度母材厚度判废线rl定量线sl评定线el50 函3驴3 10 db 中316 db50100 曲3+2 db驴36 db中312 db100+2 db一2 dba38 db14 7检测横向缺陷时，虑将各线灵敏度分别提高6 db。14 8t型接头焊缝直探头检测按附录d的规定。15 1补偿包括耦合补偿和衰减补偿等。1 5 2耦合补偿和衰减补偿统称传输补偿，传输补偿的测定和修正要求按附录e的方法进行。15 3当检测面曲率半径不大于w24时，曲面补偿应采用曲率半径与工件相同的试块，通过对比试验 进行实际测量。15 4工件与试块表面有差异时，应进行补偿，补偿值计入dac曲线。16探头扫查方式16 1为确定缺陷的位置、方向、形状、判别缺陷信号与伪缺陷信号，可采用前后、左右、转角和环绕 四种基本扫查方式，见图5。cbt 35592011前后扫查 左右扫盘处 转角扫查 环绕扫查i) )c ，) c ，) )c ) )c ) )i工 i、k凇图5基本扫查方式162探头移动速度应不大于150 mms。探头沿焊缝方向每次移动覆盖率应大于晶片尺寸的10。163检测纵向缺陷，斜探头应垂直于焊缝中心线放置，作锯齿型扫查，在扫查的同时还应作10015。 的摆动。16 4检测横向缺陷，应采用平行扫查和斜平行扫查。斜平行扫查时，探头在焊缝两侧边缘与焊缝中心 线成10020。夹角；或将焊缝余高磨平后，探头置于焊缝上，沿焊缝作两个方向的平行扫查。165 t型接头焊缝横向缺陷的检测，可在面板外侧焊缝区域增加斜探头沿焊缝作两个方向的扫查。166 t型接头焊缝直探头扫查的两种方式见图6。焊缝边缘线 腹板边缘线a)探头平行千焊缝扫查腹板边缘线 焊缝边缘线b)探头垂直干焊缝扫查图6t型接头焊缝直探头扫查方式17检测实施171检测定位17 1 1检测前应确定缺陷定位规则。1 72初探伤1721灵敏度不低于el线。17 2 2当检测区回波超过el线时，应根据探头位置、方向、扫查方式、声程和焊缝情况，判断是否 为缺陷回波。8cbt 3559201 11723在判定为缺陷的部位作出标记。17 2 4检测区回波不超过el线，当判定为危害性缺陷时应予以评价。1 73缺陷评价1 731灵敏度调整到el线。1 732根据最高回波对缺陷进行定位。17 33根据缺陷回波峰值情况，按174测定缺陷指示长度。1 7 4缺陷指示长度测定1741 缺陷回波位于i区，且只有一个峰幅时，以峰幅降至el线的绝对灵敏度法测其指示艮度有多个峰幅时，以端点峰幅降至el线的绝对灵敏度法测其指示长度。17 42缺陷回波高于i区，且只有一个峰幅时，以峰幅降低6 db的相对灵敏度法测其指示长度：有多个峰幅时，以端点峰幅降低6 db的相对灵敏度法测其指示长度。18校验和复验18 1每次检测开始前，应校验仪器水平线性和检测灵敏度。18 2在检测过程中，出现下列情况时，应对检测系统进行校验：a)校准后的探头、耦合剂和仪器的旋钮发生改变： b)检测人员怀疑扫描量程或扫查灵敏度有变化； c)检测系统连续工作4 h以上。1 8 3检测结束前，应对检测系统进行复核。18 3 1每次检测结束前，对时基线进行复核。如果时基线上任意一点的偏移超过时基线读数的10，则应重新调节时基线，并对上一次复核以来所有的检测部位进行重新检测。18 3 2每次检测结束前，对检测灵敏度(dac曲线)进行复核。对i)ac曲线的复核不少于三点。如果 曲线上任何一点的幅度下降2 db或2 db以上，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行重新检测； 如果曲线上任何一点的幅度上升2 db或2 db以上，则应对所有的检测记录进行重新评定。184在对检测系统进行校准、复核和线性测定时，任何影响仪器线性的控制器(如抑制或滤波开关等) 应处于关闭状态或最低水平位置。19焊缝质量评级191 检测人员应尽可能根据静态波形、动态波形并结合结构形式和焊接工艺等要素估判缺陷性质。192根据缺陷的性质、波高、指示长度和分布状态，把焊缝质量分为i、ii、i、v级，具体如下：a)被检焊缝判定为存在危害性缺陷时，评为v级。b)波峰位于i区的非危害性缺陷评为i级。c)波峰位于iii区的缺陷均评为v级。d)波峰位于ii区的缺陷，根据所测定单个缺陷的指示长度评级，评定方法见表6。9cbt 3559201 1表6单个缺陷的评级单位为毫米 评定等级 单个缺陷的允许指示长度i，83，最小68；最大。24ii，2，最小12；摄大36iii34，最小16；最大487最小20；最大60v犬于级8卜被检焊缝母材厚度，两侧母材厚度不同时取较薄侧母材厚度。“最小指，小于某一厚度时的允许值；如i级焊缝，当，24啪时，允许单个缺陷指示长度为8衄。摄大指，大于某一厚度时的上限制；如i级焊缝，当，72唧时，单个缺陷指示长度不得大于24 mm。19 3当缺陷指示长度小于8 mm时按4iilin计。194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，则以各缺陷长度之和作为单个缺陷 的指示长度。195在任意6，或150 film(二者取较小)焊缝长度内多个缺陷的累计长度1i应超过表7限值。表7多个缺陷累计长度的评级单位为毫米i评定等级 iv累计长度 2，2 5， 3， 4， 大于级1 9 6两个缺陷在任意6t或150 mm(二者取较小)焊缝长度内都能取到一部分，则应将这两个缺陷的 全部指示长度计入总长评定。19 7被检焊缝长度小于6t或150 mm(二者取较小)时，表8中的限值可按比例折算。当折算后的允许累计长度小于单个缺陷的允许长度时，以单个缺陷的允许长度作为限值。20不合格焊缝的修补和复检201低于验收标准的焊缝，应予以修补，并按原检测工艺进行检测。20 2经二次修补的焊缝，若复检后仍不合格，制造单位应按有关规定处理。203抽检部位的一端或两端出现超标缺陷时，应在其延伸方向追加检测，并不应少于原抽检量。若追加的检测部位仍发现超标缺陷时，则应对整条焊缝进行检测。21报告和记录21 1检测报告和记录的保存按有关规定或合同文件执行。21 2检测报告和记录应包括下列内容：a)委托单位；b)被检工件：材质、板厚、焊接方法、坡口形式、表面状态、处理状况、部位示意图、焊后时间等；cbt 3559201 1c) 检测机构名称、检测人员、审核人员及其资格等级d) 设备和器材；e) 检测标准和验收要求； f) 检测工艺和技术参数； g) 检测地点和日期；h) 合同约定的其它内容。obt 3559 2011附录a (规范性附录)二，篙淼貘凝j：群篙鬻荽：。彻一股个性肘对比试块惑妣礅眦3粤 荽围和尺、代号愈篝彩之rr1r1。i荔l玩ji：en、刊l耐it 、啦、芦蚵，tlil莓 f 1 f1 司_匝_300一一l皿紫 、爿勋啦j，、rl ，jl“”。xl峨ll一9零洼 刊。妻 、夸并，f- 钙抒 一 踟司。、曼ctrb一38150 i。i；ii：i司cbt 35592011附录b (规范性附录) 筒体纵向焊缝检测b 1外径不小于500 m简体纵向焊缝检测b 1 1斜探头折射角口应满足公式(b1)。口sinl三 (b1)月式中：，探头折射角的数值，单位为度(。)；斤简体外半径的数值，单位为毫米(iin)；，简体内半径的数值，单位为毫米(mm)。 b 1 2时基线按声程比例调整。 b13声程修正系数“按图b1确定。p=宝 u “ n umr尺图b1声程修正系数f的确定b1 4以简体厚度相同的平板12h1跨距声程乘以u后，用移动标记尺固定在示波屏时基线相应格数上。b1 5根据缺陷波在示波屏上声程，由三角函数计算出缺陷在径向和圆弧方向位置。b 2外径小于500m简体纵缝检测b 2 1探头斜楔纵向应磨成与被检件曲面相吻合。cbt 35592011b2 2磨制后的斜探头入射点在图b2所示的试块上测定；折射角由探头在曲面对比试块上扫射端角或参考孔见图b3，经计算后确定。图b2测定斜探头入射点的试块图b 3测定斜探头折射角的试块b 3曲面对比试块b31试块型式分为两种，见图b4、b5。图b4适用于母材壁厚不大于20 mm的焊缝检测：图b 5用于 母材壁厚大于20】丑l】150 mm的焊缝检测。cbt 3559201 1li l：ii iiifii图b 4母材壁厚不大干20 m时的曲面对比试块：i i：iiil|ii图b5母材壁厚大于20 m时的曲面对比试块b 3 2试块的材质和曲率半径与被检工件相同，表面粗糙度不大于100 gln。 b 4时基线调整在曲面对比试块上扫射上下端角，移动探头到最大回波时，将弧长“6按比例调整到示波屏相应 格数上，见图b6。cbt 3559 2011b 5射角口，计算确 定缺图b 7缺陷定位附录c (规范性附录) dac曲线制作c 1准备工作c 1 1测定探头参数：入射点、折射角。c12设定仪器参数，调整检测范围，调节时基线。c，2试块c21采用附录a所示的对比试块或其它等效试块c 2 2检测面曲率半径不大于旷4时，采用与工件检测面曲率相同的试块c 3制作dac曲线 dac曲线制作如下：a)以波幅高度为纵坐标，以声程、深度或水平距离为横坐标，建立坐标系；b)采用直射法，探头对准第一个深度(10 iilm或20 mm深度位置)的横通孔，将最大回波高度调 节到示波屏某一刻度(如90)，记录此时衰减器或增益