02超声波探伤.doc

钢制压力容器对接焊缝超声检测工艺规程1目的为规范超声波检测工作，明确各有关责任人的职责，保证检测质量，特制定本规程。2 范围 本规程规定了焊缝超声检测人员资格、仪器探头试块、检测范围、检测方法及检验结果的等级评定。2.1本规程适用于母材厚度为8120mm 全焊透熔化焊钢对接焊缝的超声检测。本规程不适用于铸钢及奥氏体钢焊缝，外径小于159mm钢管对接焊缝，也不适用于内外径之比小于80的纵向焊缝检测。2.1.1本规程采用A型脉冲反射式超声波探伤仪对钢制压力容器对接焊缝进行检测。2.1.2本规程按JB4730标准编制，符合容规和GB150的要求。2.1.3检测工艺卡是本规程的补充，必要时由级人员按合同要求编制，其检测参数规定得更具体。3 职责3.1检测人员必须经过培训，按锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则的要求，经理论和实际考试合格，取得相应等级资格证书的人员担任。检测由级以上人员进行，I级人员仅作检测的辅助工作。3.2检测人员每年应检查一次身体，其矫正视力不低于1.03.3超声波检测操作人员对检测结果和检测部位的正确性负责。4 要求4.1仪器、探头和试块4.1.1仪器和探头现使用仪器为汕头超声仪器厂生产的CTS23型仪器和探头，以及金星电脑工程公司的QKS-958型数字式超声波探伤仪和探头。a)仪器和探头的组合灵敏度：在达到所检工件最大声程时，其灵敏度余量应10dB。b)衰减器精度：任意相邻12dB误差在1 dB以内，最大累计误差不超过1 dB。c)水平线性：误差不大于1。d)垂直线性：在荧光屏满刻度的80范围内呈线性显示，垂直线性误差不大于5。e)探头晶片有效面积除另有规定外一般不应超过500mm2，且任意一边长不大于25mm。斜探头声束轴线水平偏离角不应大于20，主声束垂直方向不应有明显的双峰。直探头的远场分辨力应大于或等于30 dB，斜探头的远场分辨力应大于或等于6 dB。f)仪器和探头的系统性能应按ZBJ04001和ZBY231的规定进行测试。4.1.2试块a)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2mm平底孔当量直径的缺陷。b)试块的制造要求应符合ZBY232和JB4126的规定。c)现场检测时，也可采用其它型式的等效试块。4.2检测的一般方法4.2.1检测覆盖率检测时，探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的15。4.2.2探头的移动速度：不应超过150mmS，当采用自动报警装置扫查时，不受此限。4.2.3耦合剂采用机油、浆糊、甘油和水等透声性好，且不损伤检测表面的耦合剂。4.2.4扫查灵敏度：不低于测长线（至少比基准灵敏度高6 dB）。4.2.5检测面a)检测面和检测范围的确定原则上应保证检查到工件被检部分的整个体积。对于全溶透对接焊缝应检查到整条焊缝。b)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。4.2.6校准校准应在基准试块上进行，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。a)仪器校准在仪器开始使用时，应对仪器的水平线性进行测定，测定方法按ZBY230的规定进行。在使用过程中，每隔三个月至少应对仪器的水平线性和垂直线性进行一次测定。b)探头校准在开始使用时，应对探头进行一次全面的性能校准。测定方法应按ZBY231的有关规定进行。斜探头校准 使用前，斜探头至少应进行前沿距离、K值、主声束偏离、灵敏度余量和分辨力等校准。使用过程中，每个工作日应校准前沿距离、K值、主声束偏离。直探头校准直探头的灵敏度余量和分辨力应每隔一个月检查一次。4.2.7仪器和探头系统的复核 a)复核时机每次检测前均应对扫描线，灵敏度进行复核，遇有下述情况应随时对其进行重新核查：校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时；开路电压波动或者检测者怀疑灵敏度有改变时；连续工作4h以上时；工作结束时。b)扫描量程的复核如果距离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说明。c)距离波幅曲线的复核复核时，校准应不少于3点，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核；如幅度上升2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。4.3试块4.3.1应符合1.4.2条的规定。4.3.2采用的标准试块为CSKIA、CSKIIA和CSKIIIA。其形状和尺寸应分别符合JB473094标准的图91、图92、图93。4.3.3 CSKIA、CSKIIA和CSKIIIA试块适用壁厚为8120mm的焊缝，在满足灵敏度要求时，也可采用其它形式等效试块。4.3.4检测曲面工件时，如检测曲率半径R小于等于W24（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）时，应采用与检测面曲率相同的对比块。一个对比试块可检其直径0.91.5倍的工件。4.4检测准备4.4.1检测面4.4.1.1压力容器焊缝检测一般采用一种K值探头，利用一次反射法在焊缝的单面双侧对整个焊缝接头进行检测。当母材厚度大于46mm时，采用双面双侧直射波检测。对于要求比较高的焊缝，根据实际要求也可将焊缝余高磨平，直接在焊缝上检测。4.4.1.2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。4.4.1.3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，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度Ra应为6.3m，一般应进行打磨。 a)采用一次直射法检测时，探头移动区应不小于1.25P；P2TK。式中：P跨距mm；T母材厚度mm；K探头K值。 b)采用直射法检测时，探头移动区应不小于0.75P。4.4.1.4去除余高的焊缝，应将焊缝打磨到与相邻母材平齐。保留余高的焊缝，如果焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷也应进行适当的修磨，并作圆滑过度，以不影响检测结果的评定为度。4.4.2探头K值斜探头的K值选取可参考表1的规定。条件允许时，应尽量采用较大K值探头。 表1 推荐应用的斜探头K值板厚T（mm）K值8253.02.025462.51.5461202.01.01203002.01.04.4.3母材的检验 斜探头扫查声束通过的母材区域，应先用直探头检测，以便检测是否有影响斜探头检测结果的分层或其它种类缺陷的存在。该项检测仅作记录，不属于对母材的验收检测。母材检测的规程要点如下：a)方法：接触式脉冲发射法，采取频率25MHz的直探头，晶片直径1025mm；b)灵敏度：将无缺陷处第二次底波调节为荧光屏满刻度的100；c)记录：凡缺陷信号幅度超过荧光屏满刻度20的部位，应在工件表面作出标记，并予以记录。4.5距离波幅曲线的绘制：绘制方法有几种。4.5.1距离dB曲线按所用探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成，该曲线族由评定线（EL）、定量线（SL）和判废线（RL）组成。评定线与定量之间（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，如图1所示。图1 距离-波幅曲线 距离dB曲线的灵敏度，探伤时，探伤灵敏度不低于评定线。a)厚度为8120 mm焊缝，其距离波幅曲线灵敏度按表2的规定。b)直探头的距离波幅曲线灵敏度按表3的规定。表2距离波幅曲线灵敏度试块类型板厚（mm）评定线定量线判废线CSKIIA84624018dB24012dB2404dB4612024014dB2408dB24026dBCSKIIIA8151612dB166dB162dB1546169dB163dB165dB46120166dB161610dB表3直探头的距离波幅曲线灵敏度评定线定量线判废线2 mm平底孔3 mm平底孔4 mm平底孔4.5.2距离波幅曲线（又称为面板曲线）距离dB曲线是绘制在座标纸上的，它和荧光屏完全脱离，虽然在试验室或良好的环境条件下可以采用，但在高空作业以及照明条件差的环境下，使用极不方便，通常使用距离波幅曲线。一线式距离波幅曲线常用于板厚小于20 mm的工件检测。板厚大于20 mm的工件采用距离dB曲线或二线式距离波幅曲线（见下图）。图2 距离dB曲线检测方法：4.5.2.1平板对接焊缝的检测a)为检测纵向缺陷，原则上采用一种K值斜探头在焊缝的单面双侧进行检测。母材厚度大于46 mm时，采用双面双侧检测。如受几何条件限制，也可在焊缝双面单测采用两种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，作锯齿形扫查，见图3。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1015的左右转动。 图3 锯齿形检查b)为检测焊缝及热影响区的横向缺陷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1020作斜平行扫查（见图4）。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（见图5）焊缝母材超过100 mm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；对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线成45的扫查。 图4斜平行扫查 图5平行扫查 c)为确定缺陷的位置、方向和形状，观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号，可采用前后、左右、转角环绕等四种探头基本扫查方式，见图6。4.5.2.2曲面工件对接焊缝的检测 a)检测面为曲面时，可尽量按平板对接焊缝的检测方法进行检测。对于受几何形状限制，无法检测的部位应予记录。 b)纵缝检测时，对比试块的曲率半径与检测面曲率半径之差应小于10。根据工件的曲率和材料厚度选择探头K值，并考虑几何临界角的限制确保声束能扫查到整个焊缝。 图6四种探头基本扫查方法探头接触面修磨后，应注意探头入射点和K值的变化，并用曲率试块作实际测定。 当检测面曲率半径R大于W24且采用平面对比试块调节仪器时，应注意到荧光屏指示的缺陷深度或水平距离与缺陷实际的径向埋藏深度或水平距离弧长的差异，必要时进行修正。c)环缝检测时，用某一曲率半径的对比试块，可检测检测面曲率半径为对比试块曲率半径0.91.5倍的工件。4.6缺陷定量检测4.6.1灵敏度应调到定量线灵敏度。4.6.2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。4.6.3缺陷定量应根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量直径或缺陷指示长度L。4.6.3.1缺陷当量直径，用当量平底孔直径表示，主要用于直探头检测，可采用公式计算，距离波幅曲线和试块对比来确定缺陷当量尺寸。4.6.3.2缺陷指示长度L测定时采用以下方法：a)当缺陷反射波只有一个高点，且位于II区时，用6 dB法测其指示长度。b) 当缺陷反射波峰值起伏变化，有多个高点，且位于II区时，应以端点6dB法测其指示长度。c) )当缺陷反射波峰位于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。4.7缺陷评定4.7.1超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征，如有怀疑时，应采取改变探头K值、增加探测面、动态波型并结合结构工艺特征作判定，如对波型不能判断时，应辅以其它检测方法作综合判定。4.7.2缺陷指示长度小于10mm时按5mm计。4.7.3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，应作为一条缺陷处理，以两缺陷长度之和作为其指示长度（不考虑间距）。4.8缺陷等级评定4.8.1不允许存在下列缺陷4.8.1.1反射波幅位于判废线及III区的缺陷；4.8.1.2检测人员判定为裂纹等危害性的缺陷。4.8.2最大反射波幅位于II区的缺陷，应根据指示长度按表4的规定予以评级。 表4 II区缺陷的等级评定 mm等级板厚T单个缺陷指示长度C多个缺陷的累积指示长度LI8120120300L13T，最小为10，最大不超过30L13T，最大不超过50在任意9T焊缝长度范围内L不超过TII8120120300L23T，最小为12，最大不超过40L23T，最大不超过75在任意4.5T焊缝长度范围内L 不超过TIII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4.9记录由I、II级辅助和操作人员按本所的记录格式填写超声检测记录，并绘制检测部位图。4.10检测报告按本公司钢制压力容器焊缝超声检测报告的格式由II级以上（含II级）人员填写检测报告，经检测责任师认可，由授权签字人批准签发。4.11压力容器焊缝检测记录和报告由本所存档，资料存档不少于7年。4.12附录5 编制依据5.1 JB4730压力容器无损检测5.2 GB150钢制压力容器5.3 JB4126超声检测用钢质试块的制造和控制5.4 ZBJ04001A型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试方法5.5 ZBY230A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件5.6 ZBY232超声探伤用1号标准试块技术条件5.7 ZBT231超声探伤用探头性能测试方法附录超声检测工艺卡编制：张志超 审核：雷荣开 日期：二OO二年十一月附录 三明市锅炉检验研究所超声检测工艺卡被 检 工 件 条 件 与 要 求委托单位委托日期 委托编号工程编号工件名称工件编号工件类别主体材质规 格主体壁厚mm坡口型式焊缝方法焊缝类型平板对接焊缝曲面对接焊缝管座角焊缝焊缝总长mm探测面状态热处理状态执行标准验收级别检测日期距离波幅曲线检测比例检 测 条 件 与 工 艺人员资格仪器型号扫描调节表面状态探头规格探头频率探头前沿探头K值试 块检测方法探头移动方式耦合剂机油 浆糊检测灵敏度表面补偿dB检测部位：编制： 年 月 日审批： 年 月 日压力容器锻件超声检测工艺规程1目的为规范超声波检测工作，明确各有关责任人的职责，保证检测质量，特制定本规程。2 范围2.1本规程规定了压力容器锻件超声检测人员应具备的资格、所用器材、检测工艺和验收标准等。2.2本规程依据JB4730的要求编写。适用于压力容器用碳素钢和低合金钢锻件的超声检测和缺陷等级评定。本规程不适用于奥氏体钢等粗晶材料的超声检测，也不适用于内外半径之比小于80的环形和筒形锻件的周向横波检测。3 职责3.1检测人员必须经过技术培训，按锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则取得与其工作相适应的资格证书，由II级人员操作，I级人员只担任辅助工作。3.2检测人员除具有良好的身体素质外，每年检查一次视力，校正视力不得低于1.0。3.3超声波检测操作人员对检测结果和检测部位的正确性负责。4 要求4.1探伤仪、探头和试块4.1.1探伤仪：采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为15MHZ，仪器至少在荧光屏满刻度的80范围内呈线性显示。探伤仪应具有80dB以上连续可调衰减器，其精度为任意相邻12 dB最大累计误差不超过1 dB。水平线性误差不大于1，垂直线性误差不大于5，其余指标应符合ZBY230的规定，现有设备CTS23型和QKS-958型超声波探伤仪符合使用要求。4.1.2探头：压力容器锻件超声检测常用单直探头、双晶直探头、K1斜探头。1)晶片有效面积一般不应超过500mm2，且任一边长不应大于25mm2)双直探头性能应符合JB4730附录G（补充件）的要求。3)单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于20，主声束垂直方向不应有明显的双峰。4.1.3超声探伤仪和探头的系统性能：应按ZBJ04001和ZBY231的规定进行测试。4.1.4试块4.1.4.1一般要求： a)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2mm平底板当量直径的缺陷。b)校准用反射体采用平底孔和V型槽校准时，探头主声束应与反射体的反射面相垂直。c)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件的厚度相对应。d)试块的制造要求应符合ZBY232和JB4126的规定。4.1.4.2纵波直探头标准试块试块应采用CS1和CS2试块，也可自行加工，其形状和尺寸应按表1和图1的规定。图1纵波直探头标准试块4.1.4.3纵波双晶直探头标准试块1)工件检测距离小于45mm时，应采用纵波双晶直探头试块。2)纵波双晶直探头试块的形状和尺寸按图2和表2的规定。表2 纵波双晶直探头标准试块尺寸序号1234567892检测距离L51015202530354045346图2 纵波双晶直探头标准试块4.1.4.4横波检测灵敏度校准试块1)仅适用于内外径之比80的环形和筒形锻件。2)原则上采用K1斜探头，晶片面积140400mm2，频率2.5MHZ。3)利用被检工件壁厚或长度上的加工余量制作对比试块。在锻件的内外表面，分别沿轴向和周向加工平行的V形槽作为标准沟槽。V形槽长度为25mm，深度为锻件壁厚的1，角度为60。也可采用其它等效的反射体（如边角反射等）。4.1.4.5曲面检测的对比试块：用来测定由于曲率不同而引起的声能损失，其形状和尺寸如图3所示。图3 曲面对比试块4.2检测时机原则上应安排在热处理后，槽、孔、台阶加工前进行。若处理后锻件形状不合适超声检测时，也可在热处理前进行，但在热处理后应对锻件进行尽可能完全的检测。检测面的表面粗糙度Ra6.3m。4.3检测方法锻件一般应进行纵波检测。筒形锻件还应进行横波检测。4.3.1横波检测：按JB4730附录I（补充件）的要求进行，扫查部位和验收标准由供需双方商定。4.3.2纵波检测：4.3.2.1检测覆盖率：检测时，应尽量扫查到工件整个被检区域，探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的15。4.3.2.2探头的移动速度：不应超过150mmS。当采用自动报警装置扫查时，不受此限。4.3.2.3耦合剂：采用机油、浆糊、甘油和水等透声性好，且不损伤检测表面的耦合剂。4.3.2.4检测面a)检测面的确定原则上应保证检查到锻件的整个工件。b)检测面应经外观检查合格，所有影响超声检测的锈蚀、重皮、折叠和污物都应清除，其表面粗糙度应符合检测要求。4.3.2.5检测方向：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。锻件主要检测方向如图4。图4 锻件主要检测方向4.3.2.6检测灵敏度：一般不得低于最大检测距离处的2mm平底孔当量直径。确定检测灵敏度的方法有：a)底波计算法：采用纵波直探头，被检部位的厚度探头的3倍近场区时，原则上可采用底波计算法确定检测灵敏度。b)试块法：采用纵波直探头，工件壁厚小于探头的3倍近场区或因几何形状所限，不能获得底波时，可直接采用试块法确定探伤灵敏度。c)距离波幅曲线：采用纵波双晶直探头检测时，可采用距离波幅曲线确定检测灵敏度。具体方法是：根据需要按表2和图2选择不同直径平底孔的试块，并依次测试一组同直径而不同检测距离的平底孔（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。4.3.2.7工件材质衰减系数的测定：a)计算公式 （B1B2）6dB 2T式中：衰减系数，dBm（单程）； （B1B2）两次衰减器的读数之差，dB； T工件厚度，mmb)测定方法：在工件无缺陷完好的区域，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；再调节仪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：（B1B2），再按上式计算1、2、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123 。 34.3.2.8缺陷当量的确定a)采用AVG曲线及计算法确定缺陷当量，对于3倍近场区内的缺陷，可采用单直探头或双晶直探头的距离波幅曲线来确定缺陷当量。也可采用其它等效方法来确定。 b)计算缺陷当量时，当材质衰减系数超过4dB