T-XJJGZX 002-2023 建筑钢结构焊缝相控阵超声检测

2023北京新疆维吾尔自治区建设工程质量协会建筑钢结构焊缝相控阵超声检测phasedarrayultrasonictestingofbuildingsteelstructureT/XJJGZX002—2023新疆维吾尔自治区建设工程质量协会关于2023年第一批团体标准立项公告各会员单位及相关单位:按照《新疆维吾尔自治区建设工程质量协会团体标准管理办法》'经新疆维吾尔自治区建设工程质量协会标准工作委员会团标立项审议会审议'决定批准《建筑钢结构焊缝相控阵超声检测》、《建筑用木塑铝复合节能窗技术规程》、《回弹法检测砌体中烧结多孔砖抗压强度技术标准》等3项标准项目立项'具体见附件。新疆维吾尔自治区建设工程质量协会2023年6月27日附件:新疆维吾尔自治区建设工程质量协会2023年第一批团体标准立项表序号标准名称主编单位制修订1《建筑钢结构焊缝相控阵超声检测》新疆建筑科学研究院(有限责任公司)制定2《建筑用木塑铝复合节能窗技术规程》新疆建设工程质量安全检测中心(有限责任公司)制定3《回弹法检测砌体中烧结多孔砖抗压强度技术标准》新疆建设工程质量安全检测中心(有限责任公司)制定新疆维吾尔自治区建设工程质量协会文件新建质协〔2023〕14号新疆维吾尔自治区建设工程质量协会关于批准发布《建筑钢结构焊缝相控阵超声检测》团体标准的公告各会员单位及相关单位:根据《新疆维吾尔自治区建设工程质量协会团体标准管理办法》'现批准《建筑钢结构焊缝相控阵超声检测》为自治区建设工程质量协会标准(统一编号:T/XJJGZX002—2023)。本标准自2023年11月1日起施行。本标准由本协会归口管理和组织出版发行'由新疆建筑科学研究院(有限责任公司)负责具体技术内容的解释。本标准中某些内容可能直接或间接涉及专利'发布机构不承担识别专利的责任。新疆维吾尔自治区建设工程质量协会根据《新疆维吾尔自治区建设工程质量协会2023年第一批团体标准立项公告》(新建质协〔2023〕6号)的要求'为了更好地提高新疆建筑钢结构的焊缝质量检测水平'依据《钢结构焊接规范》GB50661—2011的焊缝内部质量验收内容'由新疆建筑科学研究院(有限责任公司)会同有关单位共同编制了本标准。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。编制组经过广泛的调查研究'结合新疆地区的建筑钢结构的实际'充分采纳了已在工程实际中应用的新技术、新工艺'并借鉴了有关国内先进标准'广泛征求了各方面意见'对具体内容进行了反复讨论和修改'经审查定稿。本文件的主要内容有:范围'规范性引用文件'术语和定义'检测人员'检测系统'检测技术等级'检测工艺资料'检测准备'检测设置'检测'检测数据的分析和缺陷评定'检测记录与检测报告'附录。本文件由新疆维吾尔自治区建设工程质量协会负责管理'由新疆建筑科学研究院(有限责任公司)负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议'请将相关情况向新疆建筑科学研究院(有限责任公司)反馈'地址:乌鲁木齐市西八家户路582号;邮编:830054;联系方式本文件编制单位:新疆建筑科学研究院(有限责任公司)中建新疆建工(集团)有限公司本文件参编单位:新疆维吾尔自治区建设工程质量协会新疆建设工程质量安全检测中心(有限责任公司)本文件主要起草人员:陈新春李勇刘瑞宁张丹曹进胡友志汪祎璇李占峰阿布力克木●阿布拉程德英本文件主要审查人员:陈革新李忠研吕新荣吴焕利何东方程芳梁伟 12规范性引用文件 23术语和定义 34检测人员 75检测系统 85.1相控阵超声仪器 85.2相控阵超声仪器和探头的组合性能 85.相控阵超声检测软件 395.4相控阵超声探头 95.相控阵超声检测扫查装置 5.试块 6115.7耦合剂 6检测技术等级 6.2检测技术等级与其他标准的对应性 6.检测技术等级要求 7检测工艺资料 8检测准备 8.1检测区域 8.2扫查面准备 8.扫查方式选择 9检测设置 219.1探头选择及设置 219.2聚焦法则设置 219.扫描修正补偿 9.4距离-波幅曲线的灵敏度选择 23.时间-增益TCG曲线制作 9.7检测系统复核 27 1.2编码器校准 1.焊缝标识 1.4检测温度 1.扫查覆盖 1.7工艺验证试验 0311.检测方法 11检测数据分析和缺陷评定 11.1检测数据的有效性评价 11.2显示的分类 11.缺陷定量 11.4缺陷的评定和质量分级 12检测记录和检测报告 4112.1检测记录 4112.2检测报告 42 附录A相控阵超声检测报告格式44(附录B相控阵超声检测操作指导书格式 1本标准规定了建筑钢结构焊接接头采用一维线性阵列相控阵超声检测方法和数据分析并依据《钢结构焊接规范》对焊缝质量进行评定。本标准适用于建筑钢结构壁厚为8~150mm细晶钢焊接接头的相控阵超声检测。壁厚为3.5~8mm的空间网格结构焊接接头应进行工艺验证符合要求后方可参照执行。对于厚度大于150mm的焊接接头,对仪器系统、相控阵超声检测工艺进行验证能达到检测要求的,也可参照本标准执行。22规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。引用文件的最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。《钢结构焊接规范》GB50661《无损检测人员资格鉴定与认证》GB/T9445《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》GB/T11345《无损检测术语超声检测》GB/T12604.1《无损检测超声检测用试块》GB/T23905《无损检测仪器相控阵超声检测系统的性能与检验》GB/T29302《无损检测超声检测相控阵超声检测方法》GB/T32563《无损检测超声检测相控阵超声检测标准试块规范》GB/T41114《承压设备无损检测第15部分:相控阵超声检测》NB/T47013.15《无损检测A型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法》JB/T9214《无损检测超声相控阵探头通用技术条件》JB/T11731《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T20333术语和定义GB/T12604.1和GB/T32563界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1相控阵超声检测phasearrayultrasoniCtesting相控阵超声检测将相控阵探头中按一定规律排列的多个压电晶片(元件),按预先规定的设置(聚集、增益、振幅等)激发,利用被激发晶片发射(或接收)的偏转和聚焦声束检测工件中的缺陷,并对工件内部状态和缺陷进行成像。3.2线性扫描linearsCanning以相同聚焦法则依次触发阵列探头晶片组使得声束沿探头阵列排列方向以恒定步长前后移动。相当于A型脉冲反射法超声检测探头扫查移动的效果。线性扫描包括垂直入射线扫描和倾斜入射线扫描两种。3.3扇形扫描seCtorsCanning扇形扫描也称作方位角扫描或S扫描。用特定的聚焦法则激发相控阵探头中的部分相邻或全部晶片,使激发晶片组形成的声束在设定的角度范围内以一定的步进值变换角度扫过扇形区域。3.4线性阵列相控阵探头Lineararrayphasedarrayprobe由一组晶片沿着一个线性轴并行排列的相控阵探头,见3.5沿线扫查meChaniCalsCanalongtheline相控阵探头晶片阵列方向与探头移动方向垂直或成一定角度的机械扫查方式。如:焊缝检测时,晶片阵列方向垂直于焊缝轴4图1线阵列探头参数示意图说明:L—激发(主动)孔径长度,单位为毫米(mm);a—一个晶片的宽度,单位为毫米(mm);b—被动孔径长度,单位为毫米(mm);C—晶片间距,单位为毫米(mm);d—晶片间隙,单位为毫米(mm)。线或与轴线成一定角度(斜向扫查),探头前沿离开焊缝中心一定距离S,沿焊缝轴线方向平移,以获得声束覆盖范围内焊缝的信息(见图2)。图2沿线扫查(左)和沿线栅格扫查(右)3.6沿线栅格扫查multiplesCanalongtheline多次沿线扫查,探头按照栅格式的轨迹行进,以实现对检测部位的全面覆盖或多重覆盖。如图2右所示,对同一焊缝采用多个不同的S值沿线扫查即形成沿线栅格扫查。3.7坐标Coordinates5规定检测起始参考点0点以及X、Y和Z坐标的含义。1示例:见图3。图3坐标的定义说明:0—设定的检测起始参考点;X—沿焊缝长度方向的坐标;Y—扫查面上沿焊缝宽度方向的坐标:Z—垂直于扫查面沿焊缝厚度方向的坐标。3.8B型显示B-sCope工件端面投影显示方式,图像中横坐标代表离开探头前端面距离,纵坐标代表深度。焊缝检测时,B型显示表示检测区域在图3中Y-O-Z平面的投影。3.9C型显示C-sCope工件平面投影显示方式,图像中横坐标代表探头移动距离,纵坐标代表离开探头前端面距离。焊缝检测时,C型显示表示检测区域在图3中X-O-Y平面的投影。3.10D型显示D-sCope工件侧面投影显示方式,图像中横坐标代表探头移动距离,纵坐标代表深度。焊缝检测时,D型显示表示检测区域在图3中X-O-Z平面的投影。63.11S型显示S-sCope由扇形扫描声束组成的扇面形状的图像显示,图像中横坐标代表探头前端面与基准线的距离,纵坐标代表深度,沿扇面弧线方向坐标代表角度。焊缝检测时,S型显示是探头前方焊缝横截面信息(见图3)或投影信息。3.12角度增益补偿(ACG)angleCorreCtedgain使扇形扫描角度范围内不同角度的声束检测同一深度相同的反射体回波幅度等量化的增益补偿。3.13时间增益补偿(TCG)timeCorreCtedgain相同角度的声束检测不同声程处相同尺寸的反射体,使其回波幅度等量化的增益补偿。3.14基准灵敏度referenCesensitivity将参考试块人工反射体回波高度或被检工件底面回波高度调整到某一基准时的灵敏度。3.15扫查灵敏度sCanningsensitivity在基准灵敏度基础上,根据工艺验证,确定实际检测的灵敏度。74检测人员从事相控阵检测的人员不得有色盲,视力应符合GB/T9445的要求;应通过有关相控阵检测技术、设备的性能、调试方法及评定的专门培训,至少应取得符合GB/T9445的超声检测Ⅱ级及以上资格证书,方可从事相控阵超声检测工作,从事检测报告的审核人员也应符合上述要求。85检测系统检测系统由相控阵超声仪器、软件、探头、楔块、扫查装置和附件。相控阵超声仪器、探头应具有产品质量证明文件。5.1相控阵超声仪器5.1.1相控阵超声仪器应计量检定或校准合格,检定或校准周期为一年,并在两次校准之间至少进行一次期间核查。期间核查可采用GB/T32563的附录A、附录B进行。5.1.2相控阵超声仪器应为脉冲回波型仪器,应含有多路独立的脉冲发射和接收通道,其放大器的增益调节最小步进应小于1dB。5.1.3仪器应在1MHz~15MHz的频率范围内发射和接收脉冲信号。5.1.4仪器数字化采样频率不应低于5倍探头频率,仪器模数转换位数不应小于8位。5.2相控阵超声仪器和探头的组合性能5.2.1垂直线性偏差不大于5%,水平线性偏差不大于1%。5.2.2仪器和探头的组合频率与探头标称频率之间偏差在±10%范围内。5.2.3使用本标准参考试块获得的信号,采用A型脉冲法检测时,信噪比应大于或等于12dB,采用图像法检测时,信噪比应大于或等于6dB。95.2.4验证仪器通道、探头晶片及电缆的功能正常。5.2.5发生以下情况时,应测定仪器和探头组合性能:a)新购置的相控阵仪器或探头;b)相控阵仪器或探头维修后;C)检测人员有怀疑时。5.2.6每隔6个月至少对仪器和探头组合性能中的垂直线性、水平线性进行一次运行核查并记录,水平线性按GB/T29302标准的检测方法进行,垂直线性按JB/T9214标准的检测方法进行。5.3相控阵超声检测软件5.3.1软件至少应有A、S、B、C、D型显示的功能,且具有在扫描图像上对缺陷定位、定量及分析功能。5.3.2能够存储、调出A、S、B、C、D型显示图像,并能将存储的检测数据复制到外部存储空间中。5.3.3仪器软件应具有聚焦法则计算功能、ACG校准功能,以及TCG(或DAC)校准功能。5.3.4仪器的数据采集和扫查装置的移动同步,扫查步进值应可调,其最小值应不大于0.5mm。5.3.5仪器应能存储和分辨各A扫描信号之间相对位置的信息,如编码器位置。5.3.6离线分析软件中应能对检测时关键参数设置进行查看。5.4相控阵超声探头5.4.1相控阵探头应符合JB/T11731。相控阵探头应由多个晶片(一般不少于8个)组成阵列,探头可加装用以辅助声束偏转的楔块或延迟块。5.4.2探头实测中心频率与标称频率间的误差应不大于10%。5.4.3探头一6dB相对频带宽度不小于55%。5.4.4采购验收相控阵探头时,同一探头晶片间灵敏度最大差值不大于4dB,且不应存在坏晶片(相控阵探头晶片的灵敏度差异、有效性测试方法和坏晶片定义见GB/T32563—2016标准附录A)。5.4.5使用中的相控阵探头如出现坏晶片,可在选择激发孔径范围时设法避开坏晶片;如无法避开,则要求在扫查使用的每个声束组中,损坏晶片不应超过总使用片数的12.5%,且没有连续损坏晶片;如果晶片损坏超过上述规定,可通过仿真软件计算且通过试块测试,确认坏晶片对声场和检测灵敏度、信噪比无明显不利影响,才允许使用。5.4.6探头楔块波束角在标称角度±2o以内。5.5相控阵超声检测扫查装置5.5.1扫查装置包括探头和楔块夹持机构、驱动部分、导向部分、位置编码器等。5.5.2探头夹持部分在扫查时应保证探头的传播声束与焊缝长度方向夹角不变,并可安装位置编码器。5.5.3驱动部分可采用自动或手动。5.5.4导向部分应能在扫查时保证探头运动轨迹与拟扫查轨迹一致。5.6试块试块包括标准试块、对比试块、工艺验证试块和多功能试块,试块制作应符合GB/T23905的要求。5.6.2标准试块1标准试块应具有规定的化学成分、表面粗糙度、热处理及几何形状,用于声速、楔块延迟、超声设备及探头性能校准。2选用GB/T23905规定的CSK-IA试块、GB/T41114规定的标准试块或其他与之功能类似的试块。5.6.3对比试块1对比试块应与被检件具有相似的声学性能及意义明确的参考反射体,用于声学性能、检测灵敏度、ACG及TCG的对比、评估和校准。选用GB/T23905规定的RB系列试块作为对比试块。满足合同或技术协议约定的反射体试块也可使用。2若使用其他试块作为对比试块,应考虑试块横孔直径、扫查灵敏度设置等差异及试块端角、相邻反射孔干扰的影响。3检验曲面工件时,如探伤面曲率半径R小于等于W2/4时,应采用与探伤面曲率相同的对比试块。选用CSK-ICj对比试块。图5相控阵超声检测标准试块R—曲率半径,单位为毫米(mm);Φ—通孔直径,单位为毫米(mm)。5.6.4工艺验证试块1工艺验证试块按不同的检测技术等级设置相关数量的人工或自然缺陷,用于验证检测工艺的有效性。2工艺验证试块的材质、形状、结构、厚度,以及焊接坡口形式和焊接工艺应与实际检测的工件相同或相近。5.7耦合剂5.7.1耦合剂应保证良好的透声性能,选用的耦合剂应在操作温度范围内保证稳定可靠的超声特性和适当黏度。5.7.2实际检测采用的耦合剂应与检测系统设置和校准时的耦合剂相同或声学性能相近。5.7.3耦合剂应对操作人员、被检工件及环境无害。6检测技术等级焊接接头相控阵超声检测技术等级分为A、B、C、D四级。应根据检测工件的材质、结构、焊接方法和承受载荷等设计要求或双方约定选择相控阵超声检测技术等级。检验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D级为特殊应用,应根据本标准编写专门的工艺规程。6.2检测技术等级与其他标准的对应性本文件推荐的检测技术等级与其他标准的对应性见表1。表1本标准与其他标准检测技术等级对应性本标准GB/T32563—2016GB50661—2011GB/T19418—2003A级A级A级C级、D级B级B级B级B级C级C级C级协议商定D级 特殊应用6.3检测技术等级要求6.3.1检测技术等级要求见表2。表2检测技术等级要求技术等级检测面扫查方式横向缺欠检测备注A单面单侧沿线扫查+扇形扫描检测 只用于母材厚度小于等于50mm的焊缝检测,应保证相控阵声束对检测区域实现一次以上全覆盖。B单面双侧沿线扫查+扇形扫描检测有特别要求时进行检测无法单面双侧时,允许单面单侧检验,但应增加线性扫描或沿线栅格扫查,线性扫描应使两次声束角度相差10o以上;沿线栅格扫查应调整参考线距离,至少包括沿焊缝熔合线扫查和1.5倍S位置的扫查。应保证每次扫查时,相控阵声束对检测区域实现全覆盖。C双面双侧沿线扫查+扇形扫描检测应进行检测无法双面双侧时,允许单面双侧或双面单侧检验,但应增加线性扫描或沿线栅格扫查,线性扫描应使两次声束角度相差10o以上;沿线栅格扫查应调整参考线距离,至少包括沿焊缝熔合线扫查和1.5倍S位置的扫查。焊接难度等级为C、D级时,应增加横向缺欠的沿线扫查,板厚大于等于40mm的对接焊接接头,对于焊缝及热影响区还应增加纵波直入射法进行检测并实现1次全覆盖。7检测工艺资料检测前,应根据被检工件情况按照本标准的要求编制相控阵检测工艺规程或作业指导书。7.1相控阵检测工艺规程至少应包括以下内容:a)适用范围和对被检工件的要求;b)遵循的标准规范;C)被检工件情况(名称、材质、成型方法、坡口形状尺寸、焊接情况、热处理情况、母材检测情况等);d)检测的目的、检测覆盖区域、检测时机;e)对检测人员资格和能力的要求,检测人员培训和工艺验证试验要求;f)对检测设备(仪器、探头、试块)的要求;g)检测参数及要求:包括检测覆盖区域、检测时机、仪器、探头及楔块的参数设置或选择、扫查方法的选择、扫查面的确定、探头位置的确定、扫查面的准备等,以及检测系统的设置(激发孔径、扇扫角度和步进、线扫步进、聚焦、时间窗口、灵敏度等)和校准(灵敏度、位置传感器等)方法;h)扫查示意图:图中应标明工件厚度、坡口参数、扫查面、探头位置、扫查移动方向和移动范围、扫描波束角度和覆盖范围等;i)检测温度、扫查速度、数据质量要求;j)扫查和数据采集过程的一般要求;k)对数据分析、缺陷评定与记录报告的一般要求。7.2操作指导书至少应包括以下内容:a)检测技术要求:执行标准、检测等级、检测比例、合格级别、系统校准、检测时机、工艺规程编号;b)被检工件情况:检测对象类型、规格、材质、焊接完成时间;C)检测设备器材:仪器型号、探头及楔块、扫查装置、试块、耦合剂;d)检测准备:包括确定检测区域、扫查面的确定及准备、探头及楔块的选取、扫描方式及扫查方式的选择、探头位置的确定等;e)检测系统的设置和校准;f)扫查和数据采集要求;g)数据采集、缺陷记录、分析、缺陷评定及出具报告的要求;h)检测人员资质、编制人员、审核人员、编制日期。7.3操作指导书在首次应用前应进行工艺验证,验证方式可在相关试块或软件上进行,验证内容包括检测范围内灵敏度、信噪比等是否满足检测要求。8检测准备8.1检测区域8.1.1检测区域由焊接接头检测区宽度和焊接接头检测区厚度表征。检测区域的高度为工件厚度加焊缝余高,检测区域宽度为焊缝本身加上焊缝熔合线两侧各10mm或实测热影响区宽度(取大者)的一段区域。8.1.2检测应覆盖整个检测区域。必要时,可增加检测探头数量、增加检测面(侧)、增加辅助检测,确保检测能覆盖整个检测区。8.2扫查面准备8.2.1探头移动区内应清除焊接飞溅、铁屑、油漆及其他杂质,一般应进行打磨。检测面应平整,便于探头的耦合和移动,其钢材表面粗糙度Ra值不大于6.3μm,喷丸表面粗糙度Ra值不大于12.5μm。8.2.2扫查面清理(打磨、抛光)宽度应满足检测要求,应根据所选定的探伤和相应的聚焦法则确定,一般不小于60mm。8.2.3焊缝的表面质量应经外观检查合格后方可进行探伤检测,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测结果的评定。8.3扫查方式选择8.3.1机械扫查有沿线扫查、沿线栅格扫查,扫描有扇形扫描、20线性扫描。检测时可采用扫查与扫描组合的方式。常用组合方式如下:a)沿线扫查+扇形扫描检测;b)沿线扫查+线性扫描检测;C)沿线栅格扫查+扇形扫描检测。扫查方向8.3.2横向缺欠检测时,当焊缝没有磨平时,可将探头放在靠近焊缝的母材,与焊缝轴线成10o~15o夹角(如图8左),采用“扇扫描+沿线扫查”方式进行检测。当焊缝磨平时,可采用探头放在焊缝上(如图8右),采用扫查方向扫查方向图8横向缺陷扫查示意图219检测设置9.1探头选择及设置9.1.1线性相控阵探头标称频率一般为2MHz~10MHz,晶片数一般为16~64,具体选择可参考表3O电子扫描进行纵波检测时,单次激发晶片数不得低于4个O表3相控阵探头参数选择和设置表工件厚度mm厚度分区数深度范围mm激发孔径mm标称频率MHz激发晶片数量扫描设置1一次波和二次波,单面双侧15~4018~204~7.5一次波和二次波,单面双侧40~1002t/2~t12~245~7.5一次波,单面双侧0~t/219~322~5二次波,单面双侧30~4012~205~7.5一次波,双面双侧40~3t/516~322~53t/5~t19~322~59.1.2在满足能穿透的情况下,宜选择主动孔径小的探头,晶片长度不小于10mmO9.2聚焦法则设置9.2.1应根据所采用的扫描类型及相控阵探头参数确定聚焦法22则,明确聚焦法则中涉及的具体参数。9.2.2相控阵探头参数:a)晶片参数:中心频率、晶片数量、晶片宽度、晶片间隙及晶片单元宽度;b)楔块参数:楔块尺寸、楔块角度及楔块声速。9.2.3聚焦法则参数:a)晶片数量:设定聚焦法则使用的晶片数量;b)晶片位置:设定激发晶片的起始位置;C)角度参数:设定在工件中所用声束的固定角度、声束的角度范围;d)距离参数:设定在工件中的声程或深度;e)声速参数:设定在工件中的声速,例如横波声速、纵波声速;f)工件厚度:设定被检工件的厚度;g)焊缝参数:焊缝的坡口形式及尺寸;h)采用聚焦声束检测时,应合理设定聚焦声程或深度;i)探头位置:设定探头前端至焊缝中心线的距离。9.2.4聚焦深度一般设置在最大检测声程处。当检测声程为50mm及以下时,聚焦深度宜设置在工件中最大探测声程处,但应保证聚焦深度不大于探头孔径的近场区长度。当检测声程为50mm以上时,聚焦深度可选择检测声程范围的中间值或其他适当深度。9.2.5根据不同的厚度,设置不同的聚焦法则进行扇形扫描检测,具体如下:a)工件厚度6~20mm的焊接接头,采用一次波和二次波同23时设置进行检测时,扇扫束角度范围的最大值一般不应大于38o;b)工件厚度20~40mm的焊接接头,宜采用一次波、二次波分开设置进行检测,扇扫束角度范围的最大值一般不应大于35o;C)工件厚度大于40mm的焊接接头,宜采用一次波分区域进行检测,扇扫束角度范围应根据所用仪器和探头确定,一般不大于30o,但至少应采用两组不同聚焦法则的扇形扫描进行检测。9.2.6横波斜声束扇形扫描角度范围一般为35o~75o,若超出该角度声束范围进行检测时,应验证其检测灵敏度。9.3扫描修正补偿9.3.1扇形扫描应进行角度增益补偿的调试,角度增益补偿的调试应在参考试块上进行。9.3.2若检测设置需要,扇形扫描可选择楔块衰减补偿的调试,楔块衰减补偿的调试采用CSK-IA试块或半圆试块上的圆弧进行。9.3.3电子扫描应进行单个晶片或聚焦法则的增益补偿调试,在CSK-IA试块或参考试块上调试。9.4距离一波幅曲线的灵敏度选择9.4.1承受静荷载结构焊缝质量检验的距离-波幅曲线灵敏度应符合表4的规定。表4承受静荷载结构焊缝质量检验的距离-波幅曲线灵敏度厚度(mm)判废线(dB)定量线(dB)评定线(dB)φ3×40φ3×40—6249.4.2需疲劳验算结构的焊缝质量检验的距离一波幅曲线灵敏度应符合表5的规定。表5需疲劳验算结构的焊缝质量检验的距离-波幅曲线灵敏度焊缝质量等级厚度(mm)判废线定量线评定线对接焊缝一、二级10≤t≤46φ3×40—6dBφ3×40—14dBφ3×40—20dB46<t≤80φ3×40—2dBφ3×40—10dBφ3×40—16dB全焊透对接与角接组合焊缝一级10≤t≤80φ3×40—4dBφ3×40—10dBφ3×40—16dBφ6φ3φ2角焊缝二级部分焊透对接与角接组合焊缝10≤t≤80φ3×40—4dBφ3×40—10dBφ3×40—16dB贴角焊缝10≤t≤25φ1×2φ1×2—6dBφ1×2—12dB25<t≤80φ1×2+4dBφ1×2—4dBφ1×2—10dB注:1角焊缝超声波检测采用铁路钢桥制造专用柱孔标准试块或与其校准过的其他孔形试块;2φ6、φ3、φ2表示纵波探伤的平底孔参考反射体尺寸。9.4.3检测时由于工件表面耦合损失、材料衰减的影响,应对检测灵敏度进行传输损失综合补偿,综合补偿量应计入距离—波幅曲线。9.4.4扫查灵敏度应通过工艺验证的方式确定,以能清晰地显示和测量出模拟试块中缺陷或反射体时的增益为基准提高6dB。9.5距离一波幅(DAC)曲线制作9.5.1选择相控阵探头参数根据被检工件的厚度,选择需要采用的相控阵探头型号及参数。9.5.2选择试块25根据被检工件的厚度及曲率,选择本标准推荐的试块上进行,最小声程处反射体波幅高度不应低于满屏的DAC曲线的制作应在80%。9.5.3检测参数设置1制作DAC曲线前要优化检测参数,使波形信号达到最佳状态。2基础参数设置包括工件厚度、声程、声速、显示延迟。3激发参数设置包括激发模式、脉冲宽度、激发等级及脉冲重复频率。4接收参数设置包括滤波器、低通滤波、高通滤波及检波模式。5闸门设置包括将闸门激活,设置闸门的起点、门宽及门高。6激发晶片设置包括激发晶片的数量、激发晶片的起始位置。9.5.4制作距离一波幅(DAC)曲线1根据理论模拟软件演示结果来确定所采用的制作DAC曲线的角度,该角度对于扇形扫描一般选在接近扇形扫描角度范围内的中间角度,对于电子扫描一般选择接近于垂直坡口面的角度。2将聚焦深度设置在所采用的最大检测声程的位置。3根据具体的检测要求选择制作DAC曲线的第一个基准孔。将相控阵探头放在试块上所选择的第一个基准孔上,移动探头找到该反射体最大反射波,调节增益,使第一基准孔的反射波为显示屏满幅度的80%,该波高为基准波高,将该反射体的波26高记录;然后保持灵敏度不变,依次探测其他反射体,找到最大反射波高,并将各反射体的最大反射波高记录;将记录的不同深度的反射体及其对应的最大反射波高连接起来,即成为DAC曲线。4依据表4、表5的距离—波幅曲线灵敏度设定评定线、定量线和判废线。9.6时间-增益(TCG)曲线制作9.6.1选择相控阵探头参数根据被检工件的厚度,选择需要采用的相控阵探头型号及参数。9.6.2选择试块根据被检工件的厚度及曲率,选择本标准推荐的试块上进行时间—增益(TCG)曲线制作。9.6.3检测设置1确定扇形扫描角度范围,然后将扇形角度范围输入。2设置聚焦深度,聚焦深度设置在最大检测声程的位置。3生成聚焦法则。4参数设置同9.5.3。9.6.4制作时间一增益(TCG)曲线1基准波高设置为满屏高度的80%。2声速校准将相控阵探头放在CSK-IA试块上,移动探头使R50、R100的回波出现,不移动探头,用闸门分别套住R50、R100的回波,经计算后完成校准。273角度补偿将相控阵探头放在CSK-IA试块上,移动探头、调节增益,使R100的回波达到满屏高度的70%,用闸门套住R100的回波,移动探头,使扇形扫描角度范围内的每个角度都要扫查到该反射体,此形成包络线,确认后完成角度补偿。4时间一增益(TCG)曲线制作开始进入制作TCG曲线模式。将探头放在第一个基准孔上,找到最大回波,调节增益,使其达到满屏高度的70%,移动闸门套住最大回波,移动探头使扇形扫描角度范围内的每个角度都要扫查到该反射体,此时形成一个幅度的包络线。完成后再点击增加点,然后再次在试块上移动探头,会出现一个幅度的包络线,依次进入下一点的制作,直到最后一点制作完毕,确定并形成TCG曲线。9.7检测系统复核9.7.1在下列情况下应进行复核:a)每次检测前;b)探头、耦合剂和仪器调节发生改变时;C)检测人员有怀疑时;d)检测工作结束时;e)连续工作4h以上时。9.7.2复核内容1复核内容应包括灵敏度、位移精度和深度。2灵敏度复核:把加装楔块的探头放在制作DAC曲线或TCG曲线的试块上,移动探头分别找到曲线上的相应的特征点,28查看这些点的回波幅度,如曲线上任何一点幅度下降大于等于2dB,则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复验;如幅度上升大于等于2dB,则应对所有的记录信号进行重新评定。3位移精度复核:复核时,使位置传感器移动一定距离,检测设备显示的位移与实际位移误差大于等于1%或10mm,应重新校准位置传感器。4深度复核:把加装楔块的探头放在制作CAD曲线或TCG曲线的试块上,移动探头分别找到曲线上的相应的点,查看这些点的深度,显示深度与实际深度相差1mm以上时,找出原因重新设置。若在检测中或检测后发现,则重新设置后重新检测上次校准以来所检测的焊缝。2910.1.1参考线用于线性扫查时沿步进方向行走的直线。10.1.2检测前,应在扫查面上画参考线,参考线在检测区一侧距焊缝中心线的距离根据检测设置而定。参考线距焊缝中心线距离的误差为±1mm。10.2编码器校准10.2.1首次使用前或每隔一个月应对编码器进行校准。10.2.2检测人员在检测前和每工作4h后应对使用的编码器进行校准,校准可在被检工件表面上进行。10.2.3校准方法是将编码器固定并拉出编码器的线绳,移动一定的距离(最小500mm),比较检测设备显示的位移与实际位移,要求误差应小于1%或10mm,以较小值为准。10.3焊缝标识检测前应在工件扫查面上予以标记,标记内容至少包括扫查起始点和扫查方向,起始标记用“O”表示,扫查方向用箭头表示。所有标记应对扫查无影响。10.4检测温度10.4.1工件表面温度为0℃~60℃,超出此范围应采用特殊方30法检测o10.4.2系统校准与实际检测时温度差不应大于15℃o超出此范围应重新调试o10.5扫查10.5.1线性扫查时应保证扫查速度小于或等于最大允许扫查速度vmax,同时应保持耦合稳定的效果和数据采集的要求o10.5.2最大允许扫查速度按公式(1)计算:式中:vmax—最大允许扫查速度,mm/s;PRF—脉冲重复频率,Hz;Δx—设置的扫查步进值,mm;N—设置的信号平均次数;A—扫描的数量o(如扇形扫描时,激发如35o~75o的扇形扫描,角度步进为1o,则A=41)o10.6扫查覆盖10.6.1扇形扫描所使用声束角度的增量,应使得区域内相邻声束的重叠至少为25%o10.6.2电子扫描相邻激活孔径之间的重叠,应至少为孔径宽度的25%以上o10.6.3采用线性扫查时,若在焊缝长度方向进行分段扫查,则各段扫查区的重叠范围至少为20mmo需要多个线性扫查覆盖整个焊接接头体积时,各线性扫查之间的重叠至少为所用相控阵探头线性阵列长度的10%o需要多个线性扫查覆盖整个焊接接头31体积时,各扫查之间的重叠至少为所用扇形扫描声束宽度或电子扫描有效孔径长度的10%o10.7工艺验证试验10.7.1工艺验证试验应制作与被检工件相同或相似的带有缺陷的模拟试块,将拟采用的检测工艺应用到模拟试块上,工艺验证试验结果应清楚地显示和测量模拟试块中的缺陷或反射体o10.7.2符合以下情况之一时应在模拟试块上进行工艺验证试验:a)信噪比和声速与细晶粒钢差异明显的非细晶粒钢工件检测;b)合同约定要求进行;C)结构复杂的T、Y、K型等的焊接接头o10.8检测方法10.8.1平板对接接头的检测平板对接接头检测宜采用线性扫查,线性扫查不可行时采用锯齿形扫查,具体方式见8.3.2o检测原则满足6.3的规定o1等厚对接焊接接头斜探头扇形扫描位置如图9(a)中的位置1、位置2或位置3、位置4o2不等厚对接焊接接头斜探头扇形扫描位置如图10(b)中的位置1、位置2或位置2、位置3o31图9对接焊缝接头扫查示意图图10不等厚焊接接头扫查示意图10.8.2T型焊接接头的检测。1基本原则3233在选择扫查面和扫描类型时应考虑到各类型缺陷的可能性,并使声束尽可能垂直于该类焊接接头结构的主要缺陷。检测原则满足6.3的规定。具体扫描位置见图11。2检测方式a)从翼板外侧用电子扫描进行检测,见图11位置3;b)用扇形扫描在腹板一侧用直射法和一次反射法进行检测,见图11位置2。3T形焊接接头扇形扫描位置见图11(a)中的位置1、位置2,线性扫描位置见图11(a)中的位置3。图11T形焊接接头扫查示意图4检测要求T型焊接接头采用扇形扫描和电子扫描(纵波)进行检测。a)相控阵探头参数的选择按9.1规定执行;b)距离—波幅曲线灵敏度的选择按9.4规定执行;C)扫查灵敏度一般在基准灵敏度基础上再提高6dB。5扫查方式扫查方式采用线性扫查。10.8.3角接焊接接头的检测341基本原则在选择扫查面和扫描类型时应考虑到各类型缺陷的可能性,并使声束尽可能垂直于该类焊接接头结构的主要缺陷。检测原则满足6.3和10.8.2的规定。具体扫描位置见图12。(a)角接焊接接头扫查位置图12角接焊缝接头扫查示意图2检测方式a)从翼板外侧用电子线性扫描进行检测,线性扫描位置如图12(a)中的位置2;b)用扇形扫描在腹板一侧用直射法和一次反射法进行检测,扇形扫描位置见图12(a)中的位置1,扇形扫描角度覆盖范围见图12(b)。3检测要求角接焊接接头采用扇形扫描和电子扫描(纵波)进行检测。a)相控阵探头参数的选择按9.1规定执行;b)检测灵敏度的选择按9.4规定执行;C)扫查灵敏度一般在基准灵敏度基础上再提高6dB。4扫查方式35扫查方式采用线性扫查。10.8.4管桁架管管相贯、网架球管相贯焊接接头的检测。1基本原则在选择扫查面和扫描类型时应考虑到各类型缺陷的可能性,并使声束尽可能垂直于该类焊接接头结构的主要缺陷,并考虑到扫查面的曲率,选用与扫查面间隙小于0.5mm的探头。检测原则满足6.3的规定。管桁架管相贯焊接接头的T(X)型节点、Y型节点、K型节点具体扫描位置见图13,网架球管相贯焊接接头的具体扫描位置见图14。2检测方式a)管桁架管管相贯焊接接头从支管向主管方向用扇形扫描在支管一侧用直射法和一次反射法进行检测,扇形扫描位置见图13管桁架管管相贯焊接接头扫查示意图b)网架球管相贯焊接接头从支管向焊接球方向用扇形扫描在支管一侧用直射法和一次反射法进行检测,扇形扫描位置见3检测要求焊接接头采用扇形扫描进行检测。36图14网架球管相贯焊接接头扫查示意图a)相控阵探头参数的选择按9.1规定执行;b)检测灵敏度的选择按9.4规定执行;C)扫查灵敏度一般在基准灵敏度基础上再提高6dBO4扫查方式扫查方式采用线性扫查O3711检测数据分析和缺陷评定11.1检测数据的有效性评价11.1.1分析检测数据之前应对所采集的数据进行评估以确定其有效性,数据至少应满足以下要求:a)采集的数据量满足所检测焊缝长度的要求;b)数据丢失量不得超过整个扫查长度的5%,且不允许相邻数据连续丢失;C)扫查图像中耦合不良的长度不得超过整个扫查长度的5%,单个耦合不良长度不得超过2mm。11.1.2若采集的数据不满足上述要求,应检查扫查装置工况,排除故障后重新进行扫查。11.2显示的分类11.2.1显示分为相关显示和非相关显示。11.2.2对反射回波应结合A、S、B、C、D型等显示,根据探头位置、方向、反射波的位置及焊接接头的具体情况,判断其是否为相关显示,对相关显示应进行定量和评定。11.2.3最高波幅在I区或波幅虽然未超过评定(EL)线,但有一定长度相关显示,应根据反射波信号特征、部位,判断该缺欠显示是否具有裂纹、未熔合等危害性缺陷特征。当不能进行准确判断时,应修改工艺参数再次检测或辅以其他检测方法综合判定。3811.2.4符合检测工艺的检测数据可离线分析、评定。11.3缺陷定量11.3.1缺陷定量以评定线为基准,结合A型、B型、D型、C型及S型显示,对回波波幅达到或超过评定线的缺陷,应确定其深度、波幅和指示长度、高度(若需要)等,如有需要,可采用各种聚焦方法提高定量精度。11.3.2缺陷位置测定应以获得缺陷最大反射波的位置为准。11.3.3缺陷最大反射波幅的测定方法是,在扫查数据中将测量光标移动至缺陷出现最大反射波信号的位置,测定波幅大小。或在S-扫描时,以不同角度A扫描中缺陷的最高回波波幅作为该缺陷的波幅。11.3.4缺陷指示长度测定。a)当缺陷反射波只有一个高点,且位于定量线以上时,用6dB法测其指示长度;b)缺陷反射波峰值起伏变化,有多个高点,且位于定量线以上时,应以端点6dB法测量其指示长度;C)当缺陷的最大反射波幅位于评定线以上定量线以下时,使波幅降到评定线,用以评定线绝对灵敏度法测量其指示长度;d)对于裂纹、未熔合、未焊透缺陷,当其最大反射波幅不超过评定线时,可参照—6dB法或端点—6dB法测量其指示长度。其他类型缺陷,若最大反射波幅不超过评定线时,可不进行评定。11.3.5缺陷深度。以获得缺陷的最大反射波幅的位置作为缺陷深度。3911.3.6缺陷自身高度。1结合A扫在S扫描或D扫描视图上进行缺陷自身高度测定。2选择图像上任一点采用一6dB半波高度法或端点衍射法进行测定,也可采用当量法及其他有效方法进行测定。11.3.7多个相邻缺陷的定量。1相邻两个条状缺欠在X向和Y向间距小于其中较小的缺欠长度,且在Z向间距小于其中较小的缺欠自身高度时,应作为单个缺欠处理,该缺欠位置、缺欠长度及缺欠自身高度应根据下列规定确定:a)埋藏深度:取其中的较大值作为单个缺陷深度;b)缺陷指示长度:以两缺欠各自的指示长度之和加上其间距;C)缺陷波幅:以两缺陷的波幅大者作为单个缺陷波幅;d)缺陷自身高度:相邻缺欠在X向或Y向投影无重叠,取其中较大的值作为单个缺欠自身高度;X向和Y向投影均有重叠,取两缺欠最高点与最低点之差作为单个缺欠自身高度,显示图的灵敏度正确时,可在B型或D型显示图上用标尺测定上下端点的位置差。11.4缺陷的评定和质量分级11.4.1凡判定为裂纹、坡口未熔合及未焊透的显示无论在哪个区,评为Ⅳ级。11.4.2凡在判废线(含判废线)以上(即Ⅲ区)的缺陷,评为Ⅳ级。11.4.3凡在定量线以下(即I区)的缺陷,评为I级。4011.4.4在定量线(含定量线)以上、判废线以下(即Ⅱ区)的缺陷评定,按表6给定的缺欠长度进行评级。11.4.5承受静荷载结构焊缝质量分级按表6的规定进行。表6承受静荷载结构焊缝质量分级表评定等级检验等级ABC板厚t(mm)8~50I2t/3;最小8mmt/3;最小6mm,最大40mmt/3;最小6mm,最大40mmⅡ3t/4;最小8mm2t/3;最小8mm,最大70mm2t/3;最小8mm,最大50mmⅢ<t;最小16mm3t/4;最小12mm,最大90mm3t/4;最小12mm,最大75mmⅣ超过Ⅲ级者11.4.6需疲劳验算结构的焊缝质量分级按表7的规定进行。表7需疲劳验算结构的焊缝质量焊缝质量等级板厚t(mm)单个缺欠指示长度多个缺欠的累计指示长度对接焊缝一级10≤t≤80t/4,最小可为8mm在任意9t,焊缝长度范围不超过t对接焊缝二级10≤t≤80t/2,最小可为10mm在任意45t,焊缝长度范围不超过t全焊透对接与角接组合焊缝一级10≤t≤80t/3,最小可为10mm角焊缝二级10≤t≤80t/2,最小可为10mm—4112检测记录和检测报告12.1检测记录12.1.1检测时应按现场检测实际情况及时、真实、准确、完整记录检测过程信息和数据等检测原始记录,并经检测人员和校核人员签字认可。检测记录应包括下列内容:a)工程名称、工件名称、工件编号、工件规格、工件材质