1、 JB/T4730-2005 与 ASME2004 标准对比第 1 页 共 9 页 1JB/T4730-2005 承压设备无损检测第 3 部分 超声检测 ultrasonic ltrsnik标准修改介绍以及与 ASME 标准对比JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容4.2 承压设备用钢锻件超声检测4.2.1 范围本条适用于承压设备用碳钢和低合金钢锻件的超声检测和质量等级评定。本条不适用于奥氏体钢等粗晶材料锻件的超声检测,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。国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:ASME2004-SA388-
2、1.1【2】相关技术内容: ASME 规定:操作方法包括用直射波和斜射波技术对大型锻件作接触脉冲回波式超声波检验程序。直射波法包括 DGS(距离增益当量)法。【3】简要评述:JB4730 对适用范围作了限定, ASME 没有那么明确。JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容4.2.2 探头双晶直探头的公称频率应选用 5MHz。探头晶片面积不小于 150mm2;单晶直探头的公称频率应选用25MHz ,探头晶片一般为 14 25mm。主要修改内容: 探头2005 版增加了有关探头的内容,即:双晶直探头的公称频率应选用 5MHz。探头晶片面积不小于150mm2;单晶直探头的公称频率应选用
3、 2MHz5MHz,探头晶片一般为 14mm25mm。解释:1994 版没有对探头做出规定,选择余地较大,由此也可能造成检测结果的不一致,2005 版对此作了规定。值得注意的是,锻件双晶直探头的检测范围是 45mm。一般而言,用一个双晶直探头较难覆盖45mm,可能需要一个以上焦点不同的双晶直探头。国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:ASME2004-SA388-4.2,7.2【2】相关技术内容: ASME 规定:a) 对于直射波扫查可采用 换能器的最大有效面积为 650mm2,其最小尺寸为 20mm,最大为 30mm。对于斜射波扫查,可采用换能器的尺寸从 1325m
4、m 至 2525mm。b) 换能器应使用其标称频率。c) 可以采用其它探头来评定和精确测定显示信号。d) 如有可能,直射波的检验宜采用标称频率为 2.25MHz 的探头。但是,对于粗晶粒奥氏体材料和长距离探测最好采用 1MHz 频率,在很多情况下,检验粗晶粒的奥氏体材料,甚至可能要采用 0.4MHz 频率。 为了得到更好的分辨力、穿透力或缺陷的检出力,也可采用其它 频 率。【3】简要评述:(1)ASME 没有规定双晶探头。(2)JB4730 规定直探头晶片尺寸为 14mm25mm,而 ASME 则为 2030mm 。JB/T4730-2005 与 ASME2004 标准对比第 2 页 共 9
5、页 2JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容4.2.3 试块应符合 3.5 的规定。4.2.3.1 单直探头标准试块采用 CS试块,其形状和尺寸应符合图 4 和表 4 的规定。4.2.3.2 双晶直探头试块a) 工件检测距离小于 45mm 时,应采用 CS标准试块。b) CS试块的形状和尺寸应符合图 5 和表 5 的规定。4.2.3.3 检测面是曲面时,应采用 CS 标准试块来测定由于曲率不同而引起的声能损失,其形状和尺寸按图 6 所示。主要修改内容: 试块1994 版: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 8-4 和图 8-4 的规定。2005
6、 版:采用 CSI 试块,其形状和尺寸应符合图 4 和表 4 的规定。解释:2005 版取消了 1994 版规定的 CS1 和 CS2 试块,并把 1994 版表 8-4 和图 8-4 规定的试块作为 CSI标准试块。CS1 试块有 2、3 、4、6、8 声程 50mm、75mm250mm 共 26 块。CS试块有2、3、4 、6 、8 声程 50mm、75mm250mm、500mm 共 66 块。CSI 试块为 2 平底孔试块,共有 4 块,平底孔深度分别为 50mm、100mm、150mm 和 200mm。试块数量大大减少。国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:A
7、SME2004-SA388-4.4, 4.5【2】相关技术内容: ASME 规定:a) 校准设备时, 应采用具有平底孔的参考试块。当合同或订货单有规定时,可用于确定直射波检验的 记录水平。b) 当订单或合同有规定时,可采用与所用的探 头和仪器相配的 DGS 面板来确定直射波检验的记录灵敏度水平。所选用的 DGS 面板的范围必须包括所要检验的锻件整个厚度截面。【3】简要评述:(1)JB4730 规定有一整套试块,而 ASME 则没有明确规定试块,如有需要,则由合同各方商定。 (2)对锻件的超声检测 ,我国 标准与欧美标准的最大区 别在于:我国习惯于用试块法或当量计算法而欧美则常用 DGS 面板曲
8、线。JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容4.2.4 检测时机检测原则上应安排在热处理后,孔、台等结构机加工前进行,检测面的表面粗糙度 Ra6.3m。 国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:ASME2004-SA388-6.2, 7.1.2【2】相关技术内容: ASME 规定:a) 除了在订货单或合同中另有 规定,或是在锻件的图纸中另有标明以外,加工后的表面粗糙度不应超过 6m。b) 超声 检验应 在改善机械性能的热处理(不包括消除应力的处理)之后进行,但应在钻孔、开槽、车斜度或加工外部轮廓之前进行。如果要求作机械性能 热处理的锻 件外形使锻件在处理之后
9、不能作全面完整的检验,可允许在机械性能热处理之前进行检验。在 这种情况下, 锻 件在热处理之后仍应尽可能完整地重新进行超声检验。JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容4.2.5 检测方法4.2.5.1 一般原则JB/T4730-2005 与 ASME2004 标准对比第 3 页 共 9 页 3锻件应进行纵波检测,对筒形和环形锻件还应增加横波检测。4.2.5.2 纵波检测a) 原则上应从两个相互垂直的方向进行检测,尽可能地检测到锻件的全体积。主要检测方向如图 7 所示。其他形状的锻件也可参照执行;b) 锻件厚度超过 400mm 时,应从相对两端面进行 100%的扫查。4.2.5.3
10、 横波检测钢锻件横波检测应按附录 C(规范性附录)的要求进行。主要修改内容: 横波检测1994 版:锻件一般应进行纵波检测。对筒形锻件还应进行横波检测,但扫查部位和验收标准应由供需双方商定。2005 版:锻件应进行纵波检测,对筒形锻件和环形锻件还应增加横波检测。解释:区别在于 2005 版规定对筒形和环形锻件应增加横波检测,而 1994 是则由供需双方商定的。 国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:ASME2004-T-571.2 ,SA388-7.1.57.1.8【2】相关技术内容: ASME 规定:a)所有锻件和棒材应使用直射波法 进行超声检验。b)环形锻件和其它
11、空心锻件还应 在二个周向用斜射波法检验,除非由于厚度和几何形状不能使用斜射波 检验。c)经晶粒 细化熔融处理并用于容器壳体的环形锻件还应用斜射波方法在两个 轴向检验。d)如有可能,锻件的所有部分均应从两个互相垂直的方向作的扫查。e)用直射波 扫查圆盘形锻件时,如有可能, 应至少从一个平面和从圆周面上的径向进行。f)用直射波技术从径向扫查圆柱截面和空心的锻件。如有可能,也应对锻件作轴向检验。g) 要用斜射波技术从外表面 对空心的锻件进行检验。【3】简要评述:ASME 与 JB4730 规定的内容基本相同。但 JB4730 规定锻件厚度超过 400mm 时,应从相对两端面进行 100%的扫查,AS
12、ME 则无此规定。JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容4.2.6 灵敏度的确定4.2.6.1 单直探头基准灵敏度的确定当被检部位的厚度大于或等于探头的三倍近场区长度,且探测面与底面平行时,原则上可采用底波计算法确定基准灵敏度。对由于几何形状所限,不能获得底波或壁厚小于探头的三倍近场区时,可直接采用 CS标准试块确定基准灵敏度。4.2.6.2 双晶直探头基准灵敏度的确定使用 CS 试块,依次测试一组不同检测距离的 3 平底孔(至少三个) 。调节衰减器,作出双晶直探头的距离- 波幅曲线,并以此作为基准灵敏度。4.2.6.3 扫查灵敏度一般不得低于最大检测距离处的 2mm 平底孔当量
13、直径。国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:ASME2004-SA388- 7.2.2【2】相关技术内容: ASME 规定:a) 用底面反射或参考试块 技术或 DGS 法确定仪器灵敏度。b) 底面反射技术(底面反射校准法适用于声波入射面与底面互相平行的锻件)将衰减器调到适当的水平,例如 5:1 或 14dB,调节仪器控制,使其从 锻件底面得到的底面反射信号大致为满幅度的 75%。将衰减JB/T4730-2005 与 ASME2004 标准对比第 4 页 共 9 页 4器调到最大的放大率(衰减器调到 1:1)扫查锻件。 评定缺陷时应将增益控制调到参考水平,当截面厚度或直
14、径有明显变化时,需要重新校准灵敏度。c) 参考 试块的校准参考试块的表面粗糙度应大致与被 检工件相当,但不能 优于被检工件。调节仪器,使其从规定的参考试块平底孔上得到所要求的信号幅度,在幅度大于 仪器垂直线性范围时用衰减器确定其幅度,对于这些情况,在扫查锻件之前要除去衰减量。d) DGS 校准使用前先核实一下 DGS 面板所配的换能器尺寸和频率。可用数块参考试块和操作方法E317 所述的方法来核实面板的准确性。这些面板与所用的超声换能器和脉冲回波系统配套。【3】简要评述:内容基本相同。 ASME 虽然涉及到了多种方法,但都没有具体规定,许多要求都应由合同双方协商,比如对于检测灵敏度,JB473
15、0 要求为 2 平底孔,但 ASME 则无相关规定。JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容4.2.7 工件材质衰减系数的测定4.2.7.1 在工件无缺陷完好区域,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(B 1 或 Bn)为满刻度的 50%,记录此时衰减器的读数,再调节衰减器,使第二次底面回波幅度(B 2 或 Bm)为满刻度的 50%,两次衰减器读数之差即为( B1-B2)或(B n-Bm)的 dB 差值(不考虑底面反射损失) 。4.2.7.2 衰减系数的计算公式(T3N,且满足 n3N /T,m=2n, =(B n-Bm)-6/2(m-n)T(1)
16、式中: 衰减系数,dB/m(单程) ;(B n-Bm) 两次衰减器的读数之差, dB;T工件检测厚度,mm;N单直探头近场区长度, mm;m、n底波反射次数。4.2.7.3 衰减系数的计算公式(T3N ) =(B 1-B2)-6/2T(2)(B 1-B2)两次衰减器的读数之差,dB ;式中其余符号意义同式(1)的规定。4.2.7.4 工件上三处衰减系数的平均值即作为该工件的衰减系数。主要修改内容: 工件材质衰减系数的测定2005 版增加了对 T814 1420 2026 26注:本表仅适用于声程大于近场区长度的缺陷。4.2.9.4 衰减系数:若合同双方有规定时,应记录衰减系数。国外标准的对应条
17、款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:ASME2004-SA388- 8【2】相关技术内容: ASME 规定:a) 在底面反射法中,幅度等于或超过相邻无缺陷信号区底面反射波高10%的一些单个信号;在参考 试块法中或 DGS 法中,等于或超过 100%参考幅度的一些信号。b) 凡在同一平面上连续出现的一个信号,不 论其幅度大小如何,其出现的面积比探头的直径大一倍,这个信号的范围,应准确地沿着反射幅度的 变化而加以测定。c) 同一平面的信号,如果 连续出现范围的长轴大于 25mm,则应认为是该平面上的连续信号。在记录这些信号时,必须对波束在所估计 的缺陷深度处的扩散作出校正。d) 在底波
18、法中,等于或超过底波 5%的缺陷信号。在参考试块波中,等于或超过基准波高 50%的信号,这些信号是连续游动或是密集出现时。e) 此 处 游动信号的定 义为当探头在锻件表面移动时,信号前沿在扫描线上移动的距离,相当于 25mm 或更大的金属深度。f) 密集信号的定义为锻件中 50mm 或更小的立方体内有 5 个或更多的信号。g) 底面反射的降低超过原来 测定值的 20%时,按 10%的增量测量。h) 应予记录的信号幅度,按 10%的增量作记录。【3】简要评述:(1)JB4730 规定较详细,主要 记录大于一定量的单个缺陷、密集缺陷和由缺陷引起的底波降低量。ASME 规定较笼统,具体操作时还应由合
19、同双方确定相关内容,如参考基准等。 (2)与 JB4730 相比,ASME 规定有些特别的地方,如需 记录游动信号以及底面反射降低超 过原来测定值的 20%等等。 (3)ASME规定记录平面信号时,应对波束在缺陷深度 处的扩散作出校正。JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容4.2.10 质量等级评定4.2.10.1 单个缺陷的质量等级评定见表 7。表 7 单个缺陷的质量等级评定 mm等级 缺陷当量直径 4 4+(0 dB 8dB) 4+(8 dB 12dB) 4+(12 dB 16dB) 4 +16dB4.2.10.2 缺陷引起底波降低量的质量等级评定见表 6。4.2.10.3
20、缺陷密集区质量等级评定见表 8。JB/T4730-2005 与 ASME2004 标准对比第 6 页 共 9 页 6表 8 密集区缺陷的质量等级评定等级 密集区缺陷占检测总面积的百分比,% 0 05 510 1020 204.2.10.4 表 6、表 7 和表 8 的等级应作为独立的等级分别使用。4.2.10.5 当缺陷被检测人员判定为危害性缺陷时,锻件的质量等级为级。国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:ASME2004-SA388-10.3.1【2】相关技术内容: ASME 规定:a) 不允许有大于参考底面反射一定百分率的 显示。b) 不允许有等于或大于规定的参考
21、 试块中平底孔信号的显示。c) 不允 许有底面反射的降低大于参考底面反射一定百分率的区域。d) 不允许 a)或 b)的显示与 c)中的某些底面反射的降低现 象同时出现。e) 不允 许有超过 DGS 法中规定的参考线的显示。【3】简要评述:(1)JB4730 规定了对缺陷的质量等级,ASME 则没有分级。 (2)ASME 没有对缺陷密集区的评定。 (3)ASME 规定的仅是一些原 则,具体参数 应由合同双方商定。附录 C(规范性附录)承压设备用钢锻件横波检测C.1 范围本附录适用于内、外径之比大于或等于 80%的承压设备用环形和筒形锻件的超声横波检测。国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要
22、评述【1】对应条款:ASME2004-SA388-7.3.1【2】相关技术内容: ASME 规定:对于轴向长度大于 50mm,而且外内径比值小于 2.0:1 的环形和空心锻件,要从圆周上进行检验。【3】简要评述:(1)需横波检验的环形锻件内外径之比,JB4730 为 0.8,ASME 为 0.5,因此,ASME 需要对更多的环形锻件进行横波检验。 (2)ASME 规定需横波检验 的环形和空心锻件其轴向长度应大于50mm,JB4730 无此规定。JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容C.2 探头C.2.1 探头公称频率主要为 2.5MHz。C.2.2 探头晶片面积为 140 mm2
23、400mm 2。C.2.3 原则上应采用 K1 探头,但根据工件几何形状的不同,也可采用其他的 K 值探头。国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:ASME2004-SA388-7.3.2【2】相关技术内容: ASME 规定:除了因为壁厚、外内径比或其它几何形状不能进行校准外,应采用1MHz 的 45斜探头。若有希望达到更好的分辨率、穿透率和缺陷探 测能力, 则可采用其它频率。对外内径之比等于 2.0:1 的空心锻件作斜射波 检查时, 换能器应带有楔块,在所检验的工作截面形状和尺寸条件下产生所需要的波型和折射角。【3】简要评述:(1)ASME 使用较低的频率,即 1MH
24、z。(2)按 ASME 需对内外径之比为 0.5 以上的环形锻件作横波检验,则探头折射角 应为 =3045。JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容C.3 灵敏度校准试块为了调整检测灵敏度,可利用被检工件壁厚或长度上的加工余量部分制作对比试块。在锻件的内外JB/T4730-2005 与 ASME2004 标准对比第 7 页 共 9 页 7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。也可采用其他等效的反射体(如边角反射等) 。国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:ASME2004-SA
25、388-7.3.3【 2】 相 关 技 术 内 容 : ASME 规 定 :校 准 试 块 应 当 和 它 所 代 表 的 锻 件 有 相 同 的 标 称 成 分 、热 处 理 和 厚 度 。校 准试 块 的 表 面 粗 糙 度 应 与 被 检 工 件 相 似 ,但 不 能 更 优 。如 果 是 同 一 批 锻 件 ,则 可 以 把 其 中 的 一 个 锻 件 作 为 校 准试 块 。内 壁 切 槽 (矩 形 或 60V 形 切 槽 )深 度 最 大 应 为 标 称 厚 度 的 3%或 6mm,选 用 其 中 的 较 小 值 ,其 长 度 约 为25mm,而 厚 度 则 取 决 于 被 检 锻
26、 件 的 厚 度 。如 有 可 能 ,最 好 是 在 工 件 的 余 量 或 工 件 的 试 样 上 开 槽 。【3】简要评述:(1)ASME 规定切槽可以是矩形槽或 60V 形 切 槽 ,而 JB4730 则 采 用 60V 形 切 槽 。(2)ASME 切槽深为 3%壁厚,JB4730 为 1%壁厚,显然 JB4730 的要求较严。JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容C.4 检测方法C.4.1 扫查方式C.4.1.1 扫查方向见图 C.1。C.4.1.2 探头移动速度不应超过 150mm/s。C.4.1.3 扫查覆盖率应为探头宽度的 15%以上。图 C.1 锻件横波检测扫查
27、方向主要修改内容扫查方向2005 版在轴向增加了一个扫查方向。解释:1994 版在轴向缺少了一个扫查方向。国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:ASME2004-SA388-7.3.4, 7.1.3, 7.1.4【2】相关技术内容: ASME 规定:a) 检验时,从外壁沿周向以正、反时针两个方向在整个表面积进行扫查。对于不能用直射波作轴向检验的锻件,要采用斜射波探 头 从两个轴向进行检验。b) 为了保证锻件整体都能被 检查到,要求探头的每次移动至少要有 15%的重叠。c) 扫查 速度不应超过 150mm/s。【3】简要评述:内容基本相同, ASME 特别强调对不能用直
28、探 头作轴向检验的锻件,要用斜探 头进行两个轴向的检查,JB4730 则无规定相关内容。JB/T4730-2005 与 ASME2004 标准对比第 8 页 共 9 页 8JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容C.4.2 基准灵敏度的确定从锻件外圆面将探头对准内圆面的标准沟槽,调整增益,使最大反射高度为满刻度的 80%,将该值标在面板上,以其为基准灵敏度;不改变仪器的调整状态,再移动探头测定外圆面的标准沟槽,并将最大的反射高度也标在面板上,将上述两点用直线连接并延长,绘出距离-波幅曲线,并使之包括全部检测范围。内圆面检测时基准灵敏度也按上述方法确定,但探头斜楔应与内圆曲率一致。国
29、外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:ASME2004-SA388-7.3.3, 7.3.4【2】相关技术内容: ASME 规定:a) 校准作斜射波检验 的仪器,使其能从内壁表面、并沿锻件轴线方向和平行于轴线的矩形或 60V 形切槽上得到约为 75%满幅度的信号幅度。在同一仪器调整值下,再从相同的外壁切槽得到第一次反射信号,连接两个反射信号的顶点作一直 线, 这就是幅度参考线。当从外壁表面探测不出外壁切槽时,如有可能(某些工件的内径可能太小以致不能作 检验), 应从内、外壁两面按上述进行检验。当从外壁作检查时,使用内壁切槽;从内壁作检查时 ,则用外壁切槽。如有需要,并有
30、实际可能时,可以采用曲面的楔块。b) 对于轴向扫查,采用在内壁和外壁上的矩形或 60V 形切槽进行校正。这些切槽应垂直于锻件轴线,其尺寸应与轴向切槽相同。JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容C.5 记录记录波幅幅度大于距离-波幅曲线(基准线)高度 50%的缺陷反射波和缺陷位置。缺陷指示长度按6dB 法测定。当相邻两个缺陷间距小于或等于 25mm 时,按单个缺陷处理(中间间距不计) 。国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述【1】对应条款:ASME2004-SA388-8.2【2】相关技术内容: ASME 规定:斜射波检验记录等于或大于 50%参考线的缺陷信号。当不能作出
31、幅度参考线时,记录等于或大于 50%参考切槽信号的缺陷信号。【3】简要评述:ASME 和 JB4730 都规定应记录等于或大于 50%距离波幅曲线的信号。但 ASME 没有规定测长方法,也没有规定相 邻缺陷的评定方法。JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容C.6 质量评级C.6.1 缺陷波幅大于距离-波幅曲线(基准线)的质量等级定为级。C.6.2 波幅在距离-波幅曲线(基准线)50%100% 的缺陷按表 C.1 分级。表 C.1 缺陷质量等级质量等级 单个缺陷指示长度 1/3 壁厚,且100mm 2/3 壁厚,且150mm 大于级者主要修改内容:缺陷质量等级对波幅位于 50%10
32、0% DAC 的缺陷进行了分级。国外标准的对应条款及技术内容,技术差异的简要评述JB/T4730-2005 与 ASME2004 标准对比第 9 页 共 9 页 9【1】对应条款:ASME-SA388-10.3.2【2】相关技术内容: ASME 规定:不允许有超过参考切槽的反射或幅度参考线的某一规定百分率的显示。【3】简要评述:ASME 没有质量评级内容,也没有 规定明确的 验收标准应由合同双方商定。JB/T 4730.3-2005 标准条款及技术内容4.3 承压设备用铝及铝合金和钛及钛合金板材超声检测主要修改内容:本部分是 JB/T4730-2005 新增加的,主要原因是 压力容器安全技术监察规程有这方面的要求。从检测方法来看,主要是参照钢板的检测方法,区别如下:钢板 铝及铝合金和钛及钛合金扫查方式 间距 100mm 平行线 间距 40mm 平行线基准灵敏度的确定 T20mm 时,用 CBI 试块T20mm 时,用 CBII 试块或底波(T3N)第一次底波的 80%缺陷记录 F 150% B 1100%, F1/B150% B 15% F 140% F 140%,F 1/B1100% B 15%质量分级 分 V 级 分 IV 级