超声波探伤通用工艺

1、超声波探伤通用工艺1总则1适用范围本工艺适用于公司承接的电站及其他各类钢制锅炉、压力容器及压力管道母材 厚度为6mm400mm全焊透熔化焊对接焊接接头的超声检测对接焊接接头的超声检测 和质量等级评定1.2 编制依据钢制压力容器GB150蒸汽锅炉安全技术监察规程劳部发276号压力容器安全技术监察规程质技监局锅发154号承压设备无损检测JB/T4730 2005管道焊接接头超声波检验技术规程DL/T 820-2002电力建设安全工作规程（第一部分：火力发电厂）DL5009.1 -2002火力发电厂焊接技术规程DL/T869-20042检验人员超声波探伤工作人员，必须取得国家质量技术监督局无损检测人

2、员资格考 核委员会颁发的资格证书，探伤报告必须由R级或R级以上的超声波探伤人员编 写，并由技术负责人或授权签字人签发。探伤人员应熟悉本作业指导书的各条规定，并能按规定的探伤工艺熟练地 操作。探伤人员必须遵守现场安全规程和其它有关规定。3准备工作技术准备根据检验协议及客户提交的金属试验委托单了解检测规范、被检工件材质、规格、焊接工艺、热处理工艺等。确定检验比例、检验数量、检验工作质量等级、受检工件质量验收级别。 检测时机及抽检率的选择等应按法规、产品标准及有关技术文件的要求和原则进 行。现场情况及现场准备1 / 20了解被检工件结构、焊接位置、坡口型式、内壁加工情况、对口间隙、焊缝的中心位置和环

3、境情况。并对现场安全设施及检测环境进行评价。对焊接接头的表面质量及外形尺寸应进行检查，对有影响检验结果评定 的表面形状突变应进行适当的修磨， 并做圆滑过渡，内壁加工面应满足超声波检 验的要求。探测面探头移动区应清除飞溅、锈蚀、氧化物及油垢。必要时，表面应 打磨平滑，打磨宽度至少为探头移动范围。a）采用一次反射法探测时，探头移动区应大于1.25PP=2ttg B ,式中:P一跨距,mm;t一管壁厚度，mm; B 一探头折射角，（O）。b）采用直射法探测时，探头移动区位大于 0.75P。工艺制订根据本工艺及有关标准规定及现场情况等制订工艺卡，确定探伤仪、试块、 探头及扫描比例、探测灵敏度、探测方式

4、等。以上参数参见具体检验项目的超 声波探伤工艺卡。器材准备及仪器、探头性能的测试选择的器材、调整的具体参数参看超声波探伤工艺卡。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0.5MHz10MHz仪器至少在荧光屏满刻度的80%围内呈线性显示。探伤仪应具有 80dB 以上的连续可调衰减器，步进级每档不大于 2dB,其精度为任意相邻12dB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%超声探伤仪和探头的系统的组合性能不低于下列指标 ：a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。b仪器和直探头组合的始脉冲宽度（在基准灵敏

5、度下）：对于频率为5MHz勺探头， 宽度不大于10mm对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mmc直探头的远场分辨力应不小于30dB,斜探头的远场分辨力应不小于 6dB。仪器的校准在仪器开始使用时，应对仪器的水平线性和垂直线性进行测定。在使用过程2 / 20中，每隔三个月至少应进行一次测定。探头探头K值选择推荐采用下表：斜探头的K值（角度）选取可参照下表的规定。条件允许时，应尽量采用较大K值探头板厚T, mmK值6253.0 -2.0 (72 - 60 )25 462.5 -1.5 (68 -56 )461202.0 -1.0 (60 - 45 )1204002.0 -1.0 (60 -

6、 45 )3.4.2.2探头测定a）斜探头置于标准试块上探测棱边，当反射波幅最大时，探头中心线与被测棱边的夹角应在900 2的范围内。斜探头主声束在垂直方向不应有明显的双峰或多峰。探头的中心频率允许偏差为 0.5MH。探头的校准在新探头开始使用时，应对探头进行一次全面的校准a）斜探头使用前，至少应进行前沿距离、折射角、主声束偏离、灵敏度余 量和分辨力等的校准。使用过程中，每个工作日应标准前沿距离、折射角和主声 束偏离。b）直探头的始脉冲占宽、灵敏度余量和分辨力应每隔一个月检查一次。纵向对接接头检验探头的要求a）纵向对接接头的探头应根据管件的曲率和壁厚选择探头角度，并考虑几何临界角的限制。条件允

7、许时，声束在曲底面的入射角不应超过700。b）探头接触面修磨后，用曲面试块实际测定探头入射点和折射角。3.4.3 仪器的校验每次检测前均应在对比试块或其他等效试块上对扫描线、灵敏度进行校验，校验过程中使用的试块与被检管件的温差不大于15 C o遇有下述情况应随时对其进行重新核查：3 / 20a）校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时；b）开路电压波动或者检测者怀疑灵敏度有变化时；连续工作4h以上时；工作结束时。时基调节校验时，如发现校验点反射波在扫描线上偏移超过原校验点 刻度读数的10%则扫描比例应重新调整，前次校验后已经检验的焊接接头要重 新检验。灵敏度校验时，如校验点的反射波幅比距离

8、一波幅曲线降低 2dB以上， 则仪器灵敏度应重新调整，并应重新检验前次校验后检查的全部焊接接头。 如校 验点的反射波幅比距离一波幅曲线增加 2dB以上，则仪器灵敏度应重新调整，对 前次校验后已经记录的缺陷进行尺寸参数重新测定并予于评定。距离一波幅曲线复核时，校核应不少于 3点。如曲线上任何一点幅度 下降2dB,则应对上一次所有的检测结果进行复检；如幅度上升 2dB,则应对所 有的记录信号进行重新评定。校准、复核和线性检验时，任何影响仪器线性的控制器（如抑制或滤 波开关等）都应放在“关”的位置或处于最低水平上。试块标准试块主要用于测定探伤仪、探制作DAC线及系统性能。采用的标准试块为CSK- I

9、 A、CSK-HA、CSK- m A和CSK-IVA。标准试块的尺寸精度应符合要求，并 应经计量部门检定合格。对比试块对比试块应选用与被检管材相同或声学性能相近的钢材制作。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件的厚度相对应。如果涉 及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应由其最大厚度 来确定。a）环向对接接头检验对比试块的曲率半径为检验面曲率半径0.91.5倍的试块均可采用。b）纵向对接接头检验对比试块的曲率半径与检验面曲率半径之差应小于4 / 2010%。c）当检验曲面曲率半径 R W/4 ,可采用平面对比试块调节仪器。但检验 中应及时修正缺陷深度或

10、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，修正方法参照 GB1134环目关章节。d）当检验面曲率半径R46 120小 2X40-18dB小 2X40-14dB（）2X40- 12dB小 2X40- 8dB（）2X40-4dB（|）2X 40+2dBCSK-m A815 15 4646 120小1120 400（）d-16dBj d-10dB（）d注：d为横孔直径。c）检测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高 6dB07 / 20d）检测面曲率半径R& W/4时，距离-波幅曲线的绘制应在与检测面曲率相 同的对比试块上进行。e）工件的表面耦合损失和材质衰减应与试块相同，否则应按规定进行传

11、输损失补偿。在一跨距声程内最大传输损失差小于或等于2dB时可不进行补偿。f）扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。4.2 检验检验区域检验区域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 5nl最大10mm母材的检验焊缝两侧的母材，检验前应测量管壁厚度，至少每隔90。测量一点，以便检验时参考。采用B级、C级检验时，斜探头扫查声束通过的母材区域应用直探头 进行检查，以便确定是否有影响斜角检验结果解释的分层性或其他种类缺陷存 在。该检查仅做记录，不属于对母材的验收检验。检查的要点如下：方法：接触式脉冲反射法，采用频率为 2MH5MH的直探头；灵敏度：将无缺陷处二次底

12、波调节到荧光屏满刻度；记录：凡缺陷信号超过荧光屏满刻度20%勺幅度部位，应在工作表面做出标记，并予以记录。对接接头的检验扫查扫查灵敏度应不低于评定线（EL线）灵敏度。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制。扫查方式a）为了探测焊接接头的纵向缺陷，一般采用斜探头垂直于焊缝中心线放置 在检验面上，沿焊接接头进行矩形移动扫查。探头前后移动的距离应保证扫查到规定的焊接接头检验区域宽度全部范围。扫查时相邻两次探头移动间隔应保证至8 / 20 少有10%勺重叠。在保持探头垂直焊缝中心线进行前后移动的同时，根据曲率大 小还应进行1015角的左右摆动。b）为探测焊接接头的横向

13、缺陷，可采用平行或斜平行扫查。B级检验时，当管外径大于 250mm寸，可在焊缝两侧边缘使探头与焊 缝中心线呈1020角做斜平行扫查。C级检验时，可将探头放在焊缝上及其两侧边缘做平行扫查。管壁厚度 超过60mmiM,应采用两种角度探头（450和600并用或45和70并用）进 行两个方向的平行扫查，也可用两个 45探头进行串列式平行扫查。为了确定缺陷的位置、方向、形状，观察缺陷动态波形或区分缺陷信号与非缺陷信号，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式。反射回波的分析对波幅超过评定线（EL线）的反射回波或波幅虽然未超过评定线（EL线）, 但有一定长度范围来自焊接接头被检区域的反射回波，应

14、根据探头位置、方向、 反射波的位置及焊接接头的具体情况， 进行分析，判断其是否为缺陷。判断为缺 陷的部位均应在焊接接头表面做出标记。缺陷的测定及记录对在焊接接头检验扫查过程中被标记的部位进行检验，将扫查灵敏度调节到 评定线，对反射幅度超过定量线的缺陷，均应确定其具体位置、最大反射波幅度 及其所在区域和指示长度。最大反射波幅度的测定a）按4.2.3.1.3 的扫查方式移动探头至缺陷出现最大反射波信号的位置，测出最大反射回波幅度并与距离-波幅曲线比较，确定波幅所在区域。波幅测定 的允许误差为2dB0b）最大反射波幅度A与定量线DAC勺dB差值记为DACt （） dB。4.2.2.3.2位置参数和测

15、定缺陷位置以获得缺陷最大反射波信号的位置来表示，根据探头的相应位置和反射波在荧光屏上的位置来确定如下位置参数：a）缺陷沿焊接接头方向的位置。b）缺陷位置到检验面的垂直距离（即深度）。9 / 20缺陷位置离开焊缝中心的距离。4.2.3,3.3缺陷尺寸参数的测定应根据缺陷最大反射波幅度确定缺陷当量值或测定缺陷指示长度 L。缺陷当量值，用当量平底孔直径表示，主要用于直探头检验，可采用公式计算、DGSS线、试块对比或当量计算尺确定缺陷当量值。缺陷指示长度 L的测定可采用如下三种方法。a）当缺陷反射波信号只有一个高点时，用降低6dB相对灵敏度法测量缺陷 的指示长度。b）在测长扫查过程中，当缺陷反射波信号

16、起伏变化有多个高点， 缺陷端部 反射波幅度位于SL线或II区时，则以缺陷两端反射波极大值之间探头的移动距 离确定为缺陷的指示长度，即端点峰值法。c）当缺陷反射波峰位于I区时，如认为有必要记录，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。非裂纹、未熔合等缺陷反射波幅度达到 EL线或在I区时，如无特殊要求，可不做记录。4.2.3.4 缺陷的评定对波幅超过评定线（EL线）的反射波或波幅虽然未超过评定线（EL线），但有一定长度范围的来自焊接接头被检区域的反射回波，均应注意其是否 具有裂纹等危害性缺陷的特征。可根据缺陷反射波信号的特征、 部位，采用动态 包络线波形分析法，改变探测方向或扫查

17、方式，并结合焊接工艺等进行综合分析 来推断缺陷性质。如无法准确判断时，应辅以其他检验进行综合判定。最大反射波幅度位于II区的缺陷，其指示长度小于10mm寸，按5mm计。相邻两缺陷各向间距小于8mniM,两缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度。根部未焊透的测定：对于允许存在一定尺寸根部未焊透焊接接头应进行根部未焊透的测定。检验中发现的根部缺陷经综合分析确认为未焊透时，应选用高分辨率、折射角4550、频率为5MH的横波斜探头，用附录 B的月牙槽对比试块上深10 / 201.5mm的月牙槽反射波幅调至荧光屏满刻度 50%乍为灵敏度,进行幅度对比测定。当缺陷反射波幅度小于月牙槽对比试块调节的灵敏度反

18、射波幅度时，用端点14dB法测量其指示长度1.0管座角焊缝的检测a ） 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接头结构中的主要缺陷。b）检测方式。根据结构形式，管座角焊缝的检测有如下五种检测方式，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，并应考虑主要检测 对象和几何条件的限制。1）在接管内壁采用直探头检测，见图 3位置1。2）在容器内壁采用直探头检测，见图4位置1。在容器内壁采用斜探头检测， 见图3位置4。3）在接管外壁采用斜探头检测，见图 4位置2。4）在接管内壁采用斜探头检测，见图 3位置3和图23位置3。5）在

19、容器外壁采用斜探头检测，见图 3位置2。图3插入式管座角焊缝图4安放式管座角焊缝c）管座角焊缝以直探头检测为主，探头频率、尺寸应按4.2.2的规定执行， 管座角焊缝和T型焊接接头超声检测时，管座角焊缝斜探头的距离-波幅 曲线灵敏度按表19的规定，直探头的距离-波幅曲线灵敏度按下表的规 定。距离-波幅曲线的制作可在CSII试块上进行。必要时应增加斜探头 检测的内容。11 / 20管座角焊缝直探头距离-波幅曲线的灵敏度评定线定量线判废线小2mmp底孔小3mnff底孔小6mnff底孔4.3.4 T型焊接接头的超声检测 a）适用范围。本条适用于厚度为6mm50m的锅炉、压力容器全焊透T型焊接接头的超声

20、 检测。其他用途的全焊透T型焊接接头的超声检测也可参照本条的规定进行。b）基本原则。在选择检测面和探头时应考虑到检测各类缺陷的可能性，并使声束尽可能垂直于该焊接接头结构中的主要缺陷。c）检测方式。根据焊接接头结构形式，T型焊接接头的检测有如下三种检测方式。可选择 其中一种或几种方式组合实施检测， 检测方式选择应由合同双方商定，并应考虑 主要检测对象和几何条件的限制。1）用斜探头从翼板外侧用直射法进行探测，见图 5位置1、图6位置1和 图6位置1。2）用斜探头在腹板一侧用直射法或一次反射法进行探测，见图 5位置2、 位置4,图6位置2、位置4和图7位置2、位置4。3）用直探头或双晶直探头在翼板外

21、侧沿焊接接头探测，或者用斜探头（推 荐使用K1探头）在翼板外侧沿焊接接头探测，见图 5位置3、图6位置 3和图7位置3。位置3包括直探头和斜探头两种扫查。(2)图5 T型焊接接头（型式I ）12 / 20图6 T型焊接接头（型式H）图7 T型焊接接头（型式出）d）斜探头K值的确定。用斜探头在翼板外侧进行探测时，推荐使用 K1探头；用斜探头在腹板一侧 进行探测时，探头K值根据腹板厚度按上表进行选择。e）距离-波幅曲线灵敏度的确定。用斜探头探测时，距离-波幅曲线灵敏度应以腹板厚度按表19确定；用直探头探测时，距离-波幅曲线灵敏度应以翼板厚度按下表确定T型焊接接头直探头距离-波幅曲线的灵敏度评定线定

22、量线判废线小2mnff底孔小3mnff底孔小4mnff底孔f）扫查方式直探头和斜探头的扫查规定进行。g）对缺陷进行等级评定时，均以腹板厚度为准4.3.3小径管焊缝探伤（参考 DL/T820-2002标准）13 / 204.3.3.1探头的选择选用的探头直射波扫查时按 DL/T820-2002标准规定，应扫查到焊接接头1/4 以上壁厚范围。a频率：探头频率为5M优b角度：斜探头的折射角B应依据管壁厚度来选择，不同管壁厚度焊接接头推荐使用的探头角度见下表推荐使用的探头角度B管壁厚度（mm探头折射角B4mrrr 8mm73 708mrrr 14mm70 63c探头晶片尺寸：在保证晶片面积不大于 64

23、mm的前提下，推荐探头晶片尺寸选用 6mme 6mm 8mm（ 8mm 7mm（ 9mmd探头前沿：管壁厚度小于或等于 6mmB寸探头前沿应小于或等于5mm管壁厚 度大于6mnW可适当增大。e始脉冲占宽：使用的探头与探伤仪应有良好的匹配性能，在扫查灵敏度的条 件下，探头的始脉冲宽度应尽可能小。一般小于或等于2.5mm（相当于钢中深度）， f探头分辨力：探头分辨力应大于等于 20dB。g探头与检验面应紧密接触，间隙 X不应大于0.5mm若不能满足，应进行修 磨。4.3.3.2 仪器的调整、校验a探头参数及性能的测定在DL-1型专用试块上测定探头的前沿、折射角、始脉冲占宽和探头分辨力。b时基线扫描

24、的调节在DL-1型专用试块上调节时基线。c DAC曲线的绘制DAC曲线应以所用探伤仪和探头在 DL-1型专用试块上实测的数据测绘。d 被检验管子厚度小于或等于 6mmM, DACM绘：将h=5mnl勺1mmi孔回波高 调节到垂直刻度的80%画一条直线（用于直射波检验），然后降4dB再画一条 直线（用于一次反射波检验）。14 / 20 e被检验管子厚度大于6mm寸，画1mml孔的DAC线。f 仪器调整的校验仪器调整的校验在DL-1型专用试块上进行。4.3.3.3 检验检验区域检验区域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10mm最大20mm母材的测厚对管子外径大

25、于89mm或有该项检验要求的焊接接头，焊缝两侧的母材， 检验前应测量管壁厚度，至少每隔 900测量一点，以便检验时参考。焊接接头的检验扫查扫查灵敏度为DAC线增益10dR探头的扫查速度不应超过 150mm/当采用自动报警装置扫查时不受此限制。扫查方式a)为了探测焊接接头的纵向缺陷，一般采用斜探头垂直于焊缝中心线放置 在检验面上，沿焊接接头进行矩形移动扫查。探头前后移动的距离应保证扫查到 4.1条规定的焊接接头检验区域宽度全部范围。扫查时相邻两次探头移动间隔应 保证至少有10%勺重叠。对环向对接接头从焊缝两侧进行。对角接接头以小径管为检验面进行双侧扫查。为了确定缺陷的位置、方向、形状，观察缺陷动

26、态波形或区分缺陷信号与非缺陷信号，可采用前后、左右、等两种探头基本扫查方式。4.3.3.4反射回波的分析对波幅超过DAC-10d由勺反射回波或波幅虽然未超过 DAC-10dB勺反射回波, 但有一定长度范围来自焊接接头被检区域的反射回波，应根据探头位置、方向、 反射波的位置及焊接接头的具体情况分析，判断其是否为缺陷。判断为缺陷的部位均应在焊接接头表面做出标记。15 / 204.3,3.5 缺陷的测定及记录对在焊接接头检验扫查过程中被标记的缺陷部位进行检验，并确定其具体位 置、最大反射波幅度和指示长度。最大反射波幅度的测定a)按4.2.3.1.3 的扫查方式移动探头至缺陷出现最大反射波信号的位置,

27、测出最大反射波幅度并与DAC线比较。波幅测定的允许误差为 2dB。b) 最大反射波幅度A与DAC勺dB差值记为DACt () dB。位置参数测定缺陷位置以获得缺陷最大反射波信号的位置来表示，根据探头的相应位置和反射波在荧光屏上的位置来确定如下位置参数：a)缺陷沿焊接接头方向的位置。缺陷位置到检验面的垂直距离(即深度)。缺陷位置离开焊缝中心的距离。缺陷尺寸参数的测定应根据缺陷最大反射波幅度测定缺陷指示长度L,可采用如下两种方法：a)当缺陷反射波信号只有一个高点，用降低6dB相对灵敏度法测量缺陷的指示长度.在测长扫查过程中，当缺陷反射波信号起伏变化有多个高点， 缺陷端部反射波幅度位于DA饿或以上时

28、，则将缺陷两端反射波极大值 之间探头的移动距离确定为缺陷的指示长度，即端点峰值法。缺陷指示长度小于或等于5mM己为点状缺陷。缺陷位置的标记缺陷位置标记方法，依介质流向：流入为 A、流出为B,以焊口横截面按时 钟钟点进行划分，吊焊缝以平焊位置为“0”点，横焊焊缝以朝东方向为“0”点, 若缺陷在某两钟点之间则以相应的两钟点表示，如 12:表示缺陷在1与2点 之间。缺陷编号方法按顺时针方向依次编号。4.3.3.6根据缺陷类型、缺陷波幅的大小以及缺陷的指示长度，缺陷评定为允许 存在和不允许存在两类。a不允许存在的缺陷：b性质判定为裂纹、坡口未熔合、层间未熔合、未焊透及密集性缺陷者16 / 20*注1:

29、密集性缺陷指扫查灵敏度下荧光屏有效声程范围内同时有2个或2个以上的缺陷反射信号。c单个缺陷回波幅度大于或等于 DAC-6dB#;d单个缺陷回波幅度大于或等于 DAC-10dEfi指示长度大于5mntf0e允许存在的缺陷：单个缺陷回波幅度小于DAC-6dB且指示长度小于或等于5mnifo5焊接接头质量分级（按JB4730标准进行等级评定）评定单位管道焊接接头质量以每个焊接接头为评定单位。具体进行缺陷的位置、长度及级别评定缺陷评定5.2.1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、增加检测面、观察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

30、辅以其他检测方法作综合判定。5.2.2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，应作为一条缺陷处理，以两缺陷长度之和作为其指示长度（间距不计入缺陷长度）。质量等级评定焊缝质量等级评定按表23的规定进行。焊缝质量等级评定mm等级板厚T反射波幅（所在区域）单个缺陷指示长度L多个缺陷累计长度LI6 400I非裂纹类缺陷6120nL = T /3,最小为10,最大不超过 30在任意9T焊缝长度范围内L不超过T120400L=T /3,最大不超过 50n6120nL = 2 T/3 ,最小为12,最大不超过 40在任意4.5T焊缝长度范围内17 / 20最大不超过75L不超过T120 400m6 400n超过n级者超过n级者m所有缺陷i、n、田裂纹等危害性缺陷注：1母材板厚不同时，取薄板侧厚度值。2当焊缝长度不足9T （I级）或4.5T （II级）时，可按比例折算。当折算后的缺陷累计长度小于 单个缺陷指示长度时，以单个缺陷指示长度为准。6安全技术措施一般安全施工措施1）检验工作人员必须认真遵守执行上级颁发的安全规程、安全施工管理规 定和安全施工措施，严格遵守安全规定。正式开工前应进行安全、技术交底并做 记录，学习并熟悉本作业指导书。2）所