超声波检测工艺规程

1、超声波检测工艺规程超声波检测工艺规程1目的本规程规定了检测人员的资格、仪器探头试块、检测范围、方法和质量分级等。2适用范围2.1本规程采用A型脉冲反射式超声探伤仪器对钢板、锻件和焊缝进行检测。压力管道对接焊缝也参照把本规程2.2检测工艺卡是本规程的补充，必要时由II级人员按合同要求编制，其检测参数规定的更具体。2.3、引用标准：GB150-1998钢制压力容器、GB151-1999钢制换热器TSG R0004-2009固定式压力容器安全技术规程TSG D0001-2009压力管道安全技术检测规程-工业管道JB/T 4730-005承压设备无损检测GB50235-1997工业金属管道工程施工及验

2、收规范GB50148-1993工业金属管道工程质量检验JB/T7913-1995超声波检测用钢制对比试块的制作与校验方法JB/T9214-1999A型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试方法JB/T10061-1999A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件JB/T10063-1999超声探伤用1号标准试块技术条件JB/T10062-1999超声探伤用探头性能测试方法4通用规则4.1检测人员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II级以上人员进行,I级人员仅做检测的辅助工作。检测员人员必须每年检查一次身体

3、，其矫正视力不低于1.0。4.2仪器、探头和试块现使用的仪器为汕头超声仪器厂生产的CTS-22和CTS-26型仪器和探头仪器1）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10dB2）衰减器精度：任意相邻12dB误差在土 1dB以内，最大累计误差不超过 1dB3）水平线性：水平线性误差不大于 1%4）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%422探头1） 晶片有效面积除另有规定外一般不应超过50m m，且任意一边长不大于 25mm。2） 单斜探声束轴线水平偏离角不应大于 2，主声束垂直主方向不应有明显的双峰。3）直探头的远场分辨力应大于或等

4、30dB，斜探头的远场分辨力应大于或等于 6dB 仪器和探头的系统性应按 JB/T9214和JB/T10062的规定进行测试。试块1）试块应采用与被检工件相同或近似声学的材料制成，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。2）试块的制造要求应符合中 JB/T10063和JB/T7913的规定。3）现场检测时，也可采用其它型式的等效试块。4.3检测的一般方法检测复盖率检测时，探头的每次扫查复盖率应大于探头直径的15% 探头的移动速度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，不受此限扫查灵敏度扫查灵敏度至少比基准度高 6dB。耦合剂采用机油、桨糊、甘油和

5、水等透声性好，且不损伤检测表面的耦合剂。检测面1）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面积。对于钢 板和锻件应检查到整个工件；而对熔接焊缝应检查到整条焊缝。2）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。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。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JB/T10061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和垂直线性进行一次测定。探头校准1）在探头开始使用时，应对探头进行一次全面的

6、性能校准。测定方法按JB/T10062的有关规定进行。2）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、灵敏度余量和分辩力等的校准。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。3）直探头校准直探头的灵敏度余量和分辩力应每隔一个月检查一次。仪器和探头系统的复核1）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：a. 校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋纽发生改变时；b. 开路电压波运或者检测者怀疑灵敏度有变化时；c. 连续工作4小时以上时；d工作结束时。2）扫描量程的复核如果距离一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%，

7、则扫描量程应予以修正，并在检测记录中加以说明3）距离一波幅曲线的复核复核时，校核应不少一于 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验；如幅度上升 2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定4.4报告和资料的存档按厂统一表样由II级以上人员填写报告，经责任工程师认可。钢板、锻件送委托人 转检验处存档；压力容器焊缝检测报告，与其它检测报告一起交检验处存档。资料存档 不少于7年。5压力容器钢板超声检测5.1检测范围和一般要求本条适用于板厚为6-250mm的钢制压力容器用板材的超声检测和缺陷等级评定。奥 氏体钢板材的超声检测也可参照本条执行。5.2探头选用（探头的选

8、用应按表1的规定执行）5.3标准试块用双晶直探头检测壁厚小于或等于 20mm的钢板时，采用标准试块如图 1所示。用单直探头检测板厚大于20mm的钢板时，标准试块应符合图 2和表2的规定。试 块厚度应与检钢厚度相近。5.4检测灵敏度板厚小于或等20mm时，用图1所示的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作为检测灵敏度。板厚大于20mm时，应将图2所示的试块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。表1探头选用板厚（mm1)采用探头公私频率探头晶片尺寸双晶探头单晶直探头6-20双晶探头5MHz晶片面积不小于150mm2 20-250单晶直探头2.5

9、MHz圆晶片直径为14-25mm，或方晶片 面积不小于200mm2表2试块编号被检钢板厚度检测面平底孔的距离S试块厚度 T1 20-4015 202 40-6030 403 60-10050 654 100-160901105 160-200140 1706 200-250190 220厂T716Wr8X/, I |= 3?n| 408X4 II l = 32lJl-图2板厚大于20mm单直探头检测用试图1板厚小于或等于20m双晶直探头检测用试块543板厚大于60mm时，也可取板无缺陷的完好部位的第一次底波来校准灵敏度，其结 果应与条的要求相一致。5.5检测方法 检测面可选钢板的任一轧制平面进

10、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。扫描方式压延方向LuCci)100%3查区剖面预定线图3探头搜查示意图1）探头沿垂直于钢板压延方向，间距为 100mm的平行线进行扫查。在钢板坡口预 定线两侧各50mm（当板厚超过100mm，以板厚的一半为准）内应作100%扫查，扫查示 图3。2）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缺陷记录 在检测过程中，发现下列三种情况之一者作为缺陷:1）缺陷第一次反射波（F1）波高大于或等于波刻度的50%，即F1 50%者。2）当底面第一次反射波（B1）波高未达到满刻度，此时第一次反射波（F1）

11、波高与波底面第一次反射波（B1）波高之比大于或等于50%，即B1 50%者。3）当底面第一次反射波（B1）波高低于满刻度的50%，即B1V 50%者。缺陷的边界或指示长度的测定方法1）检出缺陷后，应在它的周围继续检测，以确定缺陷的延伸。2）用双晶直探头确定缺陷的边界或指示长度时，探头的移动方向应与探头的声波分割 面相垂直，并使缺陷波下降到检测灵敏度条件下荧屏满刻度的25%或使第一次反射波高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陷的指示长度，探 头中心点即为缺陷的边界点。两种方法测得的结果以较严重者为准。3）用单直探头确定缺陷的边界或指示长度时，移动探头，使缺陷波第一次

12、反射波高 下降到检测灵敏度条件下荧屏满刻度的25%或使缺陷第一次反射波与底面第一次反射波高之比为50%，此时，探头中心移动距离即为缺陷的指示长度，探头中心点即为缺陷的 边界点。两种方法测得的结果以较严重者为准。4）确定条缺陷的边界或指示长度，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，探头中心移动距离即为缺陷的指示长度，探头中心点即为缺 陷的边界点。5）当采用第二次缺陷波和第二次底波来评定缺陷时，检测灵敏度以相应的第二次 反射波来校准。5.7缺陷的评定方法缺陷指示长度的评定规则一个缺陷按其指示的最大长度作为该缺陷的指示长度。单个缺陷面积的评定规则1） 一个缺陷按其指示的最大

13、面积作为该缺陷的单个指示面积。当其小于表3的规定 时，可不作记录。2）多个缺陷其相邻间距小于100mm或间距小于相邻小缺陷的指示长度（取其较大值） 时，其各块缺陷面积之和作为单位个缺陷指示面积。缺陷面积占有率的评定规则在任一 1mx 1m检测面积内，按缺陷面积所占的百分比来确定。表3等级单个缺陷扌曰示长度（mm）单个缺陷扌曰示面积cm2在任一 1m x 1m检测面积内存在的缺陷面积百分比%以下单个缺陷指示面积不记cm2Iv 100v 25 3v 9IIv 100v 100 5v 15IIIv 120v 100 10v 25IVv 150v 100 10v 255.8钢板缺陷等级评定钢板等级划分

14、见表3在坡口预定线两侧各50mm（板厚大于100mm时，以板厚的一半为准）内，缺陷的指 示长度大于或等于50mm时，则应判废，不作评级。在检测过程中，检测人员如确认钢板中有白点、裂纹等危害性缺陷存在时，贝U应判 废，不作评级。6压力容器锻件超声波检测6.1检测范围和一般要求本条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。本条不适用于奥氏体钢等粗晶材料的超声检测，也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。6.2试块应符合条的规定。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，其形状和尺寸按表4和图4的规定。表4纵波直探头采用的标准试块尺寸mm

15、L56100150200D50608080纵波双晶直探头标准试块1）工件检测距离小于45mm时，应米用纵波双晶直探头试块。2） 纵波双晶直探头标准试块的形状和尺寸按图5和表5的规定全部一厂1-1/ jF jFJ/ /Ir-l-ll.k 1图4纵波直探头标准试块IIII厂:n-i-1a A卜.十.十厂P 4+16dB( 0-8dB)( 8-12dB)( 12-16dB)表7由缺陷引起底波降低量的等级评定等级IIIIIIIVV底波降低量BG/BF 8-14 14-20 20-26 26注：本表仅适用于程大于一倍近场区的缺陷表8 密集区缺陷的等级评定等级IIIIIIIVV密集区缺陷占检测总面积的百分

16、比 %0 0-5 5-10 10-20 20锻件修补后，应按本标准的要求进行检测和评定7钢制压力容器焊缝超声波检测 7.1检测范围和一般要求本条规定了焊缝缺陷的超声检测方法及检验结果的等级评定。本条适用于母材厚度为8-120mm全焊透熔化焊钢对接焊缝和管座角焊缝的超声检测本条也适用于碳钢.低合金钢及奥氏体钢制压力管道对接焊缝.（适用厚度8mm）7.2试块 应符合条的规定。采用的标准试块为 CSK-IA、CSK-IIA和CSQIIA。其形状和尺寸应分别符合图图9和图10。7.2.3 CSK-IA、CSK-IIA 和CSK-IIIA 试块适用壁厚范围为 8-120mm的焊缝，在满足灵敏度要求时，也

17、可采用其它形式的等效试块。环缝检测曲面工件时，如检测面曲率半径R小于等于W2/4（W为探头接触面宽度， 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试块。一个对比试块可检其0.91.5倍的工件。7.3检测准备有机玻璃图8 CSK I A试块731检测面1）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 接接头进行检测。当母材厚度大于 46mm时，利用双面双侧直射波检测。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，直接在焊缝上检测。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

18、10mm。3）探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢、及其它杂质。检测表面平整光滑，便 于探头的自由扫查，其表面粗糙度 Ra应为6.3卩m，一般应进行打磨。a. 采用一次反射法检测时，探头移动区不小于1.25P;P=2TK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，探头移动区不小于0.75P;4）去除余高的焊缝，应将余高打磨到与母材平齐。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。图9 CSK H A试块L试块长度，由使用的声程确定;T试块厚度，由被检材料厚度确定；I 标准孔位置，由被检材料

19、厚度确定；根据检测需要可在试块上添加标准孔;4-一-1!10 1 X 6平底孔7个L山守J1aa X1J.图10 CSK m A试块732探头K值斜探头K值选取可参照表9的规定。条件允许时，应尽量采用较大 K值探头。表9推荐应用的斜探头K值板厚TmmK825 25 46 46 1201203003.0 2.02.5 1.52.0 1.02.0 0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：1）方法：接触式脉冲反射法，采用频率 25MHz的直探头，晶片10

20、25mm ;2）灵敏度：将无缺陷处第二次底波调节为荧光屏满刻度的100% ;3）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。7.4距离一波幅曲线的绘制 距离一波幅曲线按所用探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成，该曲线由评定线，定量线和判废线组成，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U区，判废线及其以上区为川区。如图11所示。742距离一波幅曲线的灵敏选择1）壁厚为8120mm的焊缝，其距离一波幅曲线灵敏按表 10的规定。2）直探头的距离一波幅曲线灵敏度按表 11的规定。距离一波幅曲线的制作可在 CS2试块上进行，其组

21、成见341。3）检测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。4）检测面曲率半径R小于或等于 W2/4时，距离一波幅曲线的绘制应在曲面对比试块上进行。5）工件的表面耦合损失和材质衰减应与试块相同。6）搜查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。n判废线（rl）I定量线（SL）评定线（EL）距离mm图11距离一波幅曲线表10距离一波幅曲线的灵敏度试块型式板厚mm评定线定量线判废线CSK H A846 2X 40 18dB2X 40 12dB 2X 404dB 46 120 2X 40 14dB2X 40 8dB 2X 40+2dB815 1 X 6 12dB 1X 6 6dB 1 X6+2dBcsk

22、m A 1546 1 X 69dB 1X 6 3dB 1 X6+5dB 46 120 1 X 66dB1X 6 1 X6+10dB表11直探头距离一波幅曲线的灵敏度评定线定量线判废线2mm平底孔3mm平底孔6mm平底孔7.5检测方法平板对接焊缝的检测1）为检测纵向缺陷，原则上采用一种K值探头或两种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。斜探头就应垂直于焊缝中心线放置在检测面上， 作锯齿形扫查，见图12。探头前后移动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 10

23、15的左右转动。i 冬半二IL 忖卜匸二图12锯齿型扫查2）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。作斜平行搜查。见图13。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14。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；对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线成45的扫查。L F1/ / / / / / / / K 1LU-1i图13余平行扫查图14平行扫查3）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

24、伪缺陷信15。号，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方法，见图?(a u? ucfffJ(0 (1X*/.前后左右转角环绕图15四种探头基本扫查方法曲面工件对接焊缝的检测1）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以记录。2）纵向检测时，对比试块的曲率半径与检测面曲率半径之差应小于10%。a.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。b.板探头接触面修磨后，应注意探头入射点和K值的变化，并用曲线试块作实际测c. 当检测面曲率半径R大于W2/4且采用平面对比试块调节仪器时， 应注意到

25、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。3）环缝检测时对比块的曲率半径应为检测面曲率半径0.91.5倍。管座角焊缝的检测1）一般原则在选择检测面和探头时应考虑到各种类型缺陷的可能性，并使声束尽可能垂直于该焊接结构中的主要缺陷2）检测方式根据焊缝结构形式，管座角焊缝的检测有五种探测方式，可选择其中一种或几种方式组合实施检测。检测方式的选择应由合同双方商定，并考虑检测主要检测对象和几何条件的限制。（图16、图17）。位置3位置2位置1位置1图16插入式管座角焊缝图17安放式管座角焊缝2置 位3置位a.在接管内壁采用直探头检测，见图16位置1。b.

26、板在容器内壁采用直探头检测，见图17位置1。c在接管外壁采用斜探头检测，见图17位置2。d在接管内壁采用斜探头检测，见图16位置3和图17位置3oe在容器外壁采用斜探头检测，见图16位置2。条的规定3）管座角焊缝以直探头检测为主，探头频率、尺寸及扫查方法应按执行。对直探头扫查不到的区域，可采用斜探头检测。7.6缺陷定量检测 灵敏度应调到定量线灵敏度。对所有反射波超过定量线的缺陷，均应确定其位置、最大反射波幅和缺陷当量。缺陷 当量应根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量直径C或缺陷指示L o1）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 算距离一波幅曲线和试块对比来确定缺陷当量

27、尺寸。2）缺陷指示长度 L的测定采用以下方法:a当缺陷反射波只有一个设点，且位于U区时，用6dB法测其指示长度。b当缺陷反射波峰值起仪变化，有多个设点，且位于U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。7.7缺陷评定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，增加检测面、观察动态波形并结合结构工艺特征作判断，如对波形不能 判断时，应辅以其它检测方法作综合判定。缺陷指示长度小于10mm时按5mm计。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，应做为

28、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）。7.8缺陷等级评定不允许存在下列缺陷：1）反射波幅位于判废线及川区的缺陷；2）检测人员判定为裂纹等危害性的缺陷；最大反射波幅位于；U区的缺陷，应根据其指示长度按表12的规定予以评级。最大反射波幅低于定量线的非裂纹类缺陷，均评为I级。不合格的缺陷应予以返修。返修部位及热影响区仍按本标准进行检测和等级评定。表12 U区缺陷的等级评定等 级板厚T单个缺陷指示长度I多个缺陷的累积指示 长度LI)01 O4八営L=3t，最小为10，最大不超过30L=扛，最大不超过50在任意9T焊缝长度范 围内L不超过T在任意9T焊缝长度范 围内L不超过Tn8

29、120L=3t，最小为12，最大不超过40在任意4.5T焊缝长度 范围内L 不超过T120300最大不超过75在任意4.5T焊缝长度 范围内L 不超过T出超过H级者注：板厚不等的焊缝，以薄板 为准当焊缝长度不足9T（ I ）或4.5T（ U级时）, 可按比例折算。附录A压力容器锻件横波检测（补充件）1目的规范压力容器锻件检测。2适用范围横波检测仅适用于内外径之比大于或等于80%的环形和筒形锻件。3探头3.1探头公称频率主要为2.5MH z。3.2探头晶片面积为140400mm2。3.3原则上应采用K1探头，但根据工件几何形状的不同，也可采用其它的K值探头。4灵敏度校准试块4.1为了调整检测灵敏度，可利用被检工件壁厚或长度上加工余量部分制作对比试块。在锻件的内外表面，分别沿轴向和周向加工平行的 V形槽作为标准槽。V形槽长度为25mm, 深度为锻件壁厚的1%，角度这60。也可采用其它等效的反射体（如边角反射等）。5检测方法5.1扫查方式扫查方向见图 A 1探头移动速度