1、 超声波探伤检测工艺规程1超 声 波 检 测 工 艺 规 程1. 一般要求1.1 主题内容与适用范围1.1.1 本规程规定了检测人员资格、仪器探头试块、检测范围、方法和质量分级等。1.1.2 本规程采用 A 型脉冲反射式超声仪器对钢板和焊缝进行检测。1.1.3 本规程按 JB4730 编制，符合容规和 GB150 的要求。1.1.4 检测工艺卡是本规程的补充，其检测参数规定的更具体。1.2 引用标准JB4730 压力容器无损检测GB150 钢制压力容器压力容器安全技术监察规程JB 4126 超声检测用钢制试块的制造和控制ZBJ 04001A 型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试方法ZBY 2
2、30 A 型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件ZBY 232 超声探伤用号标准试块技术条件ZBY 231 超声探伤用探头性能测试方法1.3 检测人员1.3.1 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, 级人员仅作检测的辅助工作。1.3.2 检测人员每年检查一次身体，其矫正视力不低于 1.0。1.4 仪器、探头和试块1.4.1 现使用仪器型号见表 1。表 1制 造 厂 仪 器 型 号 灵 敏 度 余 量 备 注广东汕头 CTS-26 40 （模拟）广东汕头 CTS-2000 44 （数字）南
3、通友联 PXUT-28 50 （数字）1.4.2 仪器与探头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1dB 以内，最大累积误差不超过 1dB。c. 水平线性: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（1） 晶片有效面积一般不应超过 50 mm，且任一边长不大于 25 mm。（2） 单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于 2o,主声束垂直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于 30dB，斜探头的远场分辨力应大于或等于 6d
4、B。f. 仪器和探头的系统性能应按 ZBJ04001 和 ZBY231 的规定进行测试。超声波探伤检测工艺规程21.4.3 试块a. 试块应采用与被检工件相同或相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 2 mm 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,也可采用其它形式的等效试块。1.5 检测的一般方法1.5.1 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 %。1.5.2 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。1.5.3 扫查灵敏度扫查灵敏度
5、至少比基准灵敏度高 6dB。1.5.4 耦合剂采用机油、浆糊、甘油或水等透声性好,且不损伤检测表面的耦合剂。1.5.5 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。对于熔接焊缝则应检查到整条焊缝。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。1.6 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。1.6.1 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和垂直线性进
6、行一次测定。1.6.2 探头校准在探头开始使用时，应对探头进行一次全面地性能校准。测定方法应按ZBY231 的有关规定进行。a. 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。b. 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。1.6.3 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：(1) 校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋纽发生改变时；(2) 开路电压波动或者检测者怀疑灵敏度有变化时；(3) 连续工作 4h 以上时
7、；(4) 工作结束时。超声波探伤检测工艺规程3b. 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。1.7 报告和存档按容规附件三（7）表样由级以上人员填写报告，经责任工程师认可。压力容器超声检测报告，随压力容器质量保证书一起存档。保存时间不少于 7 年。其他件检测报告返给委托单位保存。2. 压力容器钢板超声检测2.1 检测范围和一般要
8、求本条适用于板厚为 6250mm 的钢板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。2.2 探头选用探头的选用应按表 2 的规定执行。2.3 标准试块用单直探头检测板厚大于 20mm 的钢板时，标准试块应符合 4730 标准图82 和表 82 的规定。试块厚度应与被检钢板厚度相近。2.4 检测灵敏度2.4.1 板厚小于或等于 20mm 时，用超声波专用阶梯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。2.4.2 板厚大于 20mm 时，应将单直探头检测专用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
9、 2探头晶片尺寸板 厚mm 采用探头 频率 双晶直探头 单晶直探头620 双晶探头 5MHz 晶片面积不小于 150 m 20250单晶直探头 2.5MHz 圆晶片直径为 1425，或方晶片面积不小于 200m2.4.3 板厚大于 60时，也可取板材无缺陷的完好部位的第一次底波来校准灵敏度，其结果与 2.4.2 条的要求相一致。2.5 检测方法2.5.1 检测面可选钢板的任意轧制平面进行检测。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。2.5.2 扫查方式a. 探头沿垂直于钢板压延方向，间距为 100的平行线进行扫查。在钢板剖口预定线两侧各 50（当板厚超过 1
10、00，以板厚的一半为准）内应作 100扫查。超声波探伤检测工艺规程4b. 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。2.6 缺陷记录2.6.1 在检测过程中，发现下列三种情况之一者即作为缺陷：a. 缺陷第一次反射波（F1）波高大于或等于满刻度的 50，即 F150者。b. 当底面第一次反射波（B1）波高未达到满刻度，此时，缺陷第一次反射波（F1）波高与底面第一次反射波（B1）波高之比大于或等于 50，即B1100，而 F1/B150者。c. 当底面第一次反射波（B1）波高低于满刻度的 50，即 B150者。2.6.2 缺陷的边界或指示长度的测定方法a. 检出缺陷后，应在它的周围
11、继续检测，以确定缺陷的延伸。b. 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光屏满刻度的25或使缺陷第一次反射波高与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为严重者为准。c. 用单直探头确定缺陷的边界或指示长度时，移动探头，使缺陷波第一次反射波高下降到检测灵敏度条件下荧光屏满刻度的 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，探头中心即为缺陷的边界点。两种方法测得的结果以较严重者为
12、准。d. 确定 2.6.1c 条缺陷的边界或指示长度时，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。e. 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。2.7 缺陷的评定方法2.7.1 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。2.7.2 单个缺陷面积的评定规则a. 一个缺陷按其指示的最大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。b. 多个缺陷其相邻间距小于 100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
13、积之和作为单个缺陷指示面积。2.7.3 缺陷面积占有率的评定规则在任一 1m1m 检测面积内，按缺陷面积所占的百分比来确定。表 3等级单个缺陷指示长度单个缺陷只是面积 c在任一 1m1m 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c 100 25 3 9 120 50 4 15 120 100 5 25 150 100 10 252.8 钢板缺陷等级评定超声波探伤检测工艺规程52.8.1 钢板缺陷等级划分见表 32.8.2 在坡口预定线两侧各 50（板厚大于 100时，以板厚的一半为准）内，缺陷的指示长度大于或等于 50时，则应作废，不作评级。2.8.3 在检测过程中，检测人员如确
14、认钢板中有白点、裂纹等危害性缺陷存在时，则应判作废，不做评级。3 钢制压力容器焊缝超声检测3.1 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 8120全焊透熔化焊钢对接焊缝和管座角焊缝的超声检测。本条不适用于铸钢及奥氏体钢焊缝，外径小于 159的钢管对接焊缝，内径小于或等于 200的管座角焊缝，也不适用于外径小于 250或内外径之比小于 80的纵向焊缝检测。3.2 试块3.2.1 应符合 1.4.3a 条的规定3.2.2 采用的标准试块为 CSK-A、CSK-A 和 CSK-A。其形状和尺寸应分别符合 JB4730 标准 9.1.2.2 的规定。
15、3.2.3 CSK-A、CSK-A 和 CSK-A 试块适用壁厚范围为 8120的焊缝。3.2.4 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，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试块。一个对比试块可检其直径 0.91.5 倍的工件。3.3 检测准备3.3.1 检测面a. 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接接头进行检测。当母材厚度大于 46时，采用双面双侧直射波检测。对于要求比较高的焊缝，根据实际需要也可将焊缝余高磨平，直接在焊缝上检测。b. 检测区域的宽度应是焊缝本身，
16、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 10。c. 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。（1） 采用一次反射法检测时，探头移动区应不小于 1.25P：P = 2TK式中：P跨距，；T母材厚度，；K探头 K 值；（2） 采用直射法检测时，探头移动区应不小于 0.75P。d. 去除余高的焊缝，应将余高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。3.3.2 探头 K 值斜探头的 K 值
17、选取可参照表 4 的规定。条件允许时，应尽量采用较大 K值探头。超声波探伤检测工艺规程6表 4 推荐应用的斜探头 K 值板厚 T（） K 值8 25 3.0 2.025 46 2.5 1.546 120 2.0 1.0120 300 2.0 1.03.3.3 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：接触式脉冲反射法，采用频率 25MHz 的直探头，晶片直径1025；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
18、缺陷信号幅度超过荧光屏满刻度的 20的部位，应在工作表面标记，并予以记录。3.4 距离波幅曲线的绘制3.4.1 距离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，该曲线族由评定线、定量线和判废线组成，评定线与定量线之间(包括评定线)为区，定量线与判废线之间（包括定量线）为区，判废线及其以上区为区。距离波幅曲线如 JB4730 标准 9.1.4.1 所示。3.4.2 距离波幅曲线的灵敏度选择a. 壁厚为 8120的焊缝，其距离波幅曲线灵敏度按表 5 的规定。b. 直探头的距离波幅曲线灵敏度按表 6 的规定。距离波幅曲线的制作可在 CS2 试块上进行。c. 检测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提
19、高 6dB。d. 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。e. 工件的表面耦合损失和材质衰减应与试块相同。f. 扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。表 5 距离一波幅曲线的灵敏度试块型号 板厚 评定线 定量线 判废线846 240-18dB 240-12dB 240-4dBCSK-A46120 240-14dB 240-8dB 240+2dB815 16-12dB 16-6dB 16+2dB1546 16-9dB 16-3dB 16+5dBCSK-A46120 16-6dB 16 16+10dB表 6 直探头距离一波幅曲线的灵敏度超声波探
20、伤检测工艺规程7评定线 定量线 判废线2平底孔 3平底孔 6平底孔3.5 检测方法3.5.1 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 46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，斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上，作锯齿形扫查。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。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成 1020作斜平行扫查。焊
21、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。焊缝母材超过 100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）作单面两个方向的平行扫查；对电渣缝还应增加与焊缝中心线成 45的扫查。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。3.5.2 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以记录。b. 焊缝检测时，对比试块的曲率半径与检测面曲率半径之差应小于 10。（1） 根据
22、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。（2） 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定。（3） 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，应注意到荧光屏指示的缺陷深度或水平距离的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，对比试块的曲率半径应为检测面曲率半径的 0.91.5 倍。3.5.3 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缝结构中的主要缺陷。b. 检测方式根据焊缝结构形式，管座焊缝
23、的检测有如下五种探测方式，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 1 位置 1。（2） 在容器内壁采用直探头检测，见图 2 位置 1。（3） 在接管外壁采用斜探头检测，见图 2 位置 2。（4） 在接管内壁采用斜探头检测，见图 1 位置 3 和图 2 位置 3。（5） 在容器外壁采用斜探头检测，见图 1 位置 2。c. 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 3.3.3 规超声波探伤检测工艺规程8定执行。对直探头扫查不到的区域，可采用斜探头检测。 图 1 插 入 式 管 座 角 焊 缝 图
24、 2 安 放 式 管 座 角 焊 缝位 置 2位 置 3位 置 1位 置 位置3位 置3.6 缺陷定量检测3.6.1 灵敏度应调到定量线灵敏度。3.6.2 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。3.6.3 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。a. 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-幅曲线和试块对比来确定缺陷当量尺寸。b. 缺陷指示长度L 的测定采用以下方法：（1） 当缺陷反射波只有一个高点，且位于区时，用 6dB 法测其指示长度。（2） 当缺陷反射波峰值起伏变化，有多个高点，且位于区时
25、，应以端点 6dB 法测其指示长度。（3） 当缺陷反射波峰位于区时，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。3.7 缺陷评定3.7.1 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、增加检测面、观察动态波型并结合结构工艺特征作判断，如对波型不能判断时，应辅以其它检测方法作综合判定。3.7.2 缺陷指示长度小于 10时按 5计。3.7.3 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） 。3.8 缺陷等级评定3.8.1 不允许存在下列缺陷：a. 反
26、射波幅位于判废线及区的缺陷；b. 检测人员判定为裂纹等危害性的缺陷；3.8.2 最大反射波幅位于区的缺陷，应根据其指示长度按表 7 的规定予以评超声波探伤检测工艺规程9定。3.8.3 最大反射波幅低于定量线的非裂纹类缺陷，均评为级。3.8.4 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 7 区缺陷的等级评定等级 板厚 T 单个缺陷指示长度 多个缺陷的累积指示长度 L8120120300L=1/3 T，最小为 10，最大不超过 30L=1/3 T，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 T8120120300L=1/3 T，最小为 12，最大不超过 40L=1/3 T，最大不超过 75在任意 4.5T 焊缝长度范围内L不超过 T在任意 4.5T 焊缝长度范围内L不超过 T 超过级者注：板厚不等的焊缝，以薄板为准。当焊缝长度不足 9 T（级）或 4.5 T（级）时，可按比例折算。四川良川机械设备有限公司2010 年 11 月 28 日
