超聲波探傷方法和探傷標(biāo)準(zhǔn)

1、超聲波探傷方法和探傷標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)1主題內(nèi)容與適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了檢驗(yàn)焊縫及熱影響區(qū)缺陷，確定缺陷位置、尺寸和缺陷評定的一般方法及探傷結(jié)果的分級方法.本標(biāo)準(zhǔn)適用于母材厚度不小于8mm的鐵素體類鋼全焊透熔化焊對接焊縫脈沖反射法手工超聲波檢驗(yàn).本標(biāo)準(zhǔn)不適用于鑄鋼及奧氏體不銹鋼焊縫；外徑小于159mm的鋼管對接焊縫；內(nèi)徑小于等于200mm的管座角焊縫及外徑小于250mm和內(nèi)外徑之比小于80%的縱向焊縫.2引用標(biāo)準(zhǔn)ZBY344超聲探傷用探頭型號命名方法ZBY231超聲探傷用探頭性能測試方法ZBY232超聲探傷用1號標(biāo)準(zhǔn)試塊技術(shù)條件ZBJ04001A型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)工作性能測試方法3

2、術(shù)語3.1 簡化水平距離l'從探頭前沿到缺陷在探傷面上測量的水平距離3.2 缺陷指示長度l焊縫超聲檢驗(yàn)中，按規(guī)定的測量方法以探頭移動(dòng)距離測得的缺陷長度3.3 探頭接觸面寬度W環(huán)縫檢驗(yàn)時(shí)為探頭寬度，縱縫檢驗(yàn)為探頭長度，見圖1.3.4 縱向缺陷大致上平行于焊縫走向的缺陷.3.5 橫向缺陷大致上垂直于焊縫走向的缺陷.3.6 幾何臨界角3'筒形工件檢驗(yàn)，折射聲束軸線與內(nèi)壁相切時(shí)的折射角.3.7 平行掃查在斜角探傷中，將探頭置于焊縫及熱影響區(qū)表面，使聲束指向焊縫方向，并沿焊縫方向移動(dòng)的掃查方法.3.8 斜平行掃查在斜角探傷中，使探頭與焊縫中心線成一角度，平等于焊縫方向移動(dòng)的掃查方法.3.

3、9 探傷截面串列掃查探傷時(shí)，作為探傷象的截，一般以焊縫坡口面為探傷截面，見圖2.3.10 串列基準(zhǔn)線串列掃查時(shí)，作為一發(fā)一收兩探頭等間隔移動(dòng)基準(zhǔn)的線.一般設(shè)在離探傷截面距離為0.5跨距的位置，見圖2.3.11 參考線探傷截面的位置焊后已被蓋住，所以施焊前應(yīng)予先在探傷面上，離焊縫坡口一定距離畫出一標(biāo)記線，該線即為參考線，將作為確定串列基準(zhǔn)線的依據(jù)，見圖3.3.12 橫方形串列掃查將發(fā)、收一組探頭，使其入射點(diǎn)對串列基準(zhǔn)線經(jīng)常保持等距離平行于焊縫移動(dòng)的掃查方法，見圖4.3.13 縱方形串列掃查將發(fā)、收一組探頭使其入射點(diǎn)對串列基準(zhǔn)線經(jīng)常保持等距離，垂直于焊縫移動(dòng)的掃查方法，見圖4.4檢驗(yàn)人員1 從事焊

4、縫探傷的檢驗(yàn)人員必須掌握超聲波探傷的基礎(chǔ)技術(shù)，具有足夠的焊縫超聲波探傷經(jīng)驗(yàn)，并掌握一定的材料、焊接基礎(chǔ)知識.1 焊縫超聲檢驗(yàn)人員應(yīng)按有關(guān)規(guī)程或技術(shù)條件的規(guī)定經(jīng)嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核，并持有相考核組織頒發(fā)的等級資格證書，從事相對應(yīng)考核項(xiàng)目的檢驗(yàn)工作.注:一般焊接檢驗(yàn)專業(yè)考核項(xiàng)目分為板對接焊縫；管件對接焊縫；管座角焊縫；節(jié)點(diǎn)焊縫等四種.1 超聲檢驗(yàn)人員的視力應(yīng)每年檢查一次，校正視力不得低于1.0.5探傷儀、探頭及系統(tǒng)性能探傷儀使用A型顯示脈沖反射式探傷儀，其工作頻率范圍至少為1-5MHz,探傷儀應(yīng)配備衰減器或增益控制器，其精度為任意相鄰12dB誤差在±1dB內(nèi).步進(jìn)級每檔不大于2dB,總調(diào)節(jié)量

5、應(yīng)大于60dB,水平線性誤差不大于1%,垂直線性誤差不大于5%.探頭探頭應(yīng)按ZBY344標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定作出標(biāo)志.晶片的有效面積不應(yīng)超過500mm2,且任一邊長不應(yīng)大于25mm.聲束軸線水平偏離角應(yīng)不大于2°.探頭主聲束垂直方向的偏離，不應(yīng)有明顯的雙峰，其測試方法見ZBY231.斜探頭的公稱折射角3為45°、60°、70°或K值為1.0、1.5、2.0、2.5,折射角的實(shí)測值與公稱值的偏差應(yīng)不大于2°（K值偏差不應(yīng)超過M.1）,前沿距離的偏差應(yīng)不大于1mm.如受工件幾何形狀或探傷面曲率等限制也可選用其他小角度的探頭當(dāng)證明確能提高探測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠

6、性，或能夠較好地解決一般檢驗(yàn)時(shí)的困難而又確保結(jié)果的正確，推薦采用聚焦等特種探頭.系統(tǒng)性能靈敏度余量系統(tǒng)有效靈敏度必須大于評定靈敏度10dB以上.遠(yuǎn)場分辨力a.直探頭:X>30dB;b.斜探頭:Z>6dB.探傷儀、探頭及系統(tǒng)性能和周期檢查探傷儀、探頭及系統(tǒng)性能，除靈敏度余量外，均應(yīng)按ZBJ04001的規(guī)定方法進(jìn)行測試.探傷儀的水平線T和垂直線性，在設(shè)備首次使用及每隔3個(gè)月應(yīng)檢查一次.斜探頭及系統(tǒng)性能，在表1規(guī)定的時(shí)間內(nèi)必須檢查一次.6試塊標(biāo)準(zhǔn)試塊的形狀和尺寸見附錄A,試塊制造的技術(shù)要求應(yīng)符合ZBY232的規(guī)定，該試塊主要用于測定探傷儀、探頭及系統(tǒng)性能.對比試塊的形狀和尺寸見附錄B.對

7、比試塊采用與被檢驗(yàn)材料相同或聲學(xué)性能相近的鋼材制成.試塊的探測面及側(cè)面，在以2.5MHz以上頻率及高靈敏條件下進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，不得出現(xiàn)大于距探測面20mm處的2mm平底孔反射回來的回波幅度1/4的缺陷回波.試塊上的標(biāo)準(zhǔn)孔，根據(jù)探傷需要，可以采取其他形式布置或添加標(biāo)準(zhǔn)孔，但應(yīng)注意不應(yīng)與試塊端角和相鄰標(biāo)準(zhǔn)孔的反射發(fā)生混淆.檢驗(yàn)曲面工件時(shí)，如探傷面曲率半徑R小于等于W2/4時(shí),應(yīng)采用與探傷面曲率相同的對比t4塊.反射體的布置可參照對比試塊確定，試塊寬度應(yīng)滿足式(1):b>2XS/De(1)式中b-試塊寬度,mm;”一波長,mm;S-聲程,m;De-聲源有效直徑,mm現(xiàn)場檢驗(yàn)，為校驗(yàn)靈敏度和時(shí)基線，

8、可以采用其他型式的等效試塊.7檢驗(yàn)等級檢驗(yàn)等級的分級根據(jù)質(zhì)量要求檢驗(yàn)等級分為A、B、C三級檢驗(yàn)的完善程度A級最低,B級一般,C級最高，檢驗(yàn)工作的難度系數(shù)按A、B、C順序逐級增高.應(yīng)按照工件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、焊接方法、使用條件及承受載荷的不同，合理的選用檢驗(yàn)級別.檢驗(yàn)等級應(yīng)接產(chǎn)品技術(shù)條件和有關(guān)規(guī)定選擇或經(jīng)合同雙方協(xié)商選定.注:A級難度系數(shù)為1;B級為5-6;C級為10-12.本標(biāo)準(zhǔn)給出了三個(gè)檢驗(yàn)等級的檢驗(yàn)條件，為避免焊件的幾何形狀限制相應(yīng)等級檢驗(yàn)的有效性設(shè)計(jì)、工藝人員應(yīng)考慮超聲檢驗(yàn)可行性的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝安排檢驗(yàn)等級的檢驗(yàn)范圍A級檢驗(yàn)采用一種角度的探頭在焊縫的單面單側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)，只對允許掃查到

9、的焊縫截面進(jìn)行探測.一般不要求作橫向缺陷的檢驗(yàn).母材厚度大于50Mm時(shí),不得采用A級檢驗(yàn).B級檢驗(yàn)原則上采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)，對整個(gè)焊縫截面進(jìn)行探測.母材厚度大于100mm時(shí)，采用雙面雙側(cè)檢驗(yàn).受幾何條件的限制，可在焊縫的雙面半日側(cè)采用兩種角度探頭進(jìn)行探傷.條件允許時(shí)應(yīng)作橫向缺陷的檢驗(yàn).C級檢驗(yàn)至少要采用兩種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn).同時(shí)要作兩個(gè)掃查方向和兩種探頭角度的橫向缺陷檢驗(yàn).母材厚度大于100mm時(shí)，采用雙面?zhèn)葯z驗(yàn).其他附加要求是：a.對接焊縫余高要磨平，以便探頭在焊縫上作平行掃查；b.焊縫兩側(cè)斜探頭掃查經(jīng)過的母材部分要用直探頭作檢查；c.焊縫母材厚度大于等

10、于100mm,窄間隙焊縫母材厚度大于等于40mm時(shí)，一般要增加串列式掃查，掃查方法見附錄C.8檢驗(yàn)準(zhǔn)備探傷面按不同檢驗(yàn)等級要求選擇探傷面.推薦的探傷面如圖5和表2所示.檢驗(yàn)區(qū)域的寬度應(yīng)是焊縫本身再加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度30%的一段區(qū)域，這個(gè)區(qū)域最小10mm,最大20mm,見圖6.探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他外部雜技.探傷表面應(yīng)平整光滑，便于探頭的自由掃查，其表面粗糙度不應(yīng)超過6.3科m必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行打磨：a.采用一次反射法或串列式掃查探傷時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)大于1.25P:P=28tg3(2)或P=2SK(3)式中p-跨距,mm;、-母材厚度,mmb.采用直射法探傷時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)

11、應(yīng)大于0.75P.去除余高的焊縫，應(yīng)將余高打磨到與鄰近母材平齊.保留余高的焊縫，如焊縫表面有咬邊，較大的隆起凹陷等也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男弈?，并作圓滑過渡以影響檢驗(yàn)結(jié)果的評定.焊縫檢驗(yàn)前，應(yīng)劃好檢驗(yàn)區(qū)段，標(biāo)記出檢驗(yàn)區(qū)段編號.檢驗(yàn)頻率檢驗(yàn)頻率f一般在2-5MHz范圍內(nèi)選擇，推薦選用2-2.5MHZ公稱頻率檢驗(yàn).特殊情況下，可選用低于2MHz或高于2.5MHz的檢驗(yàn)頻率，但必須保證系統(tǒng)靈敏度的要求探頭角度斜探頭的折射角3或K值應(yīng)依據(jù)材料厚度，焊縫坡口型式及預(yù)期探測的主要缺陷來選擇.對不同板厚推薦的探頭角度和探頭數(shù)量見表2.串列式掃查，推薦選用公稱折射角為45。的兩個(gè)探頭，兩個(gè)探頭實(shí)際折射角相差不應(yīng)超過2&

12、#176;,探頭前洞長度相差應(yīng)小于2mm.為便于探測厚焊縫坡口邊緣未熔合缺陷，亦可選用兩個(gè)不同角度的探頭，但兩個(gè)探頭角度均應(yīng)在35°-55°范圍內(nèi).耦合劑應(yīng)選用適當(dāng)?shù)囊后w或糊狀物作為耦合劑，耦合劑應(yīng)具有良好透聲性和適宜流動(dòng)性，不應(yīng)對材料和人體有作用，同時(shí)應(yīng)便于檢驗(yàn)后清理.典型的耦合劑為水、機(jī)油、甘油和漿糊，耦合劑中可加入適量的“潤濕劑”或活性劑以便改善耦合性能.在試塊上調(diào)節(jié)儀器和產(chǎn)品檢3應(yīng)采用相同的耦合劑母材的檢查采用C級檢驗(yàn)時(shí)，斜探頭掃查聲束通過的母材區(qū)域應(yīng)用直探頭作檢查，以便探測是否有有探傷結(jié)果解釋的分層性或其他缺陷存在.該項(xiàng)檢查僅作記錄，不屬于對母材的驗(yàn)收檢驗(yàn).母材檢

13、查的規(guī)程要點(diǎn)如下：a.方法：接觸式脈沖反射法，采用頻率2-5MHz的直探頭，晶片直徑10-25mm;b.靈敏度：將無缺陷處二次底波調(diào)節(jié)為熒光屏滿幅的100%;c.記錄：凡缺陷信號幅度超過熒光屏滿幅20%的部位，應(yīng)在工件表面作出標(biāo)記，并予以記錄.9儀器調(diào)整和校驗(yàn)時(shí)基線掃描的調(diào)節(jié)熒光屏?xí)r基線刻度可按比例調(diào)節(jié)為代表缺陷的水平距離l(簡化水平距離l'深度h;或聲程S,見圖7.探傷面為平面時(shí)，可在對比試塊上進(jìn)行時(shí)基線掃描調(diào)節(jié)，掃描比例依據(jù)工件工和選用的探頭角度來確定，最大檢驗(yàn)范圍應(yīng)調(diào)至熒光屏?xí)r基線滿刻度的2/3以上.探傷面曲率半徑R大于W2/4時(shí)，可在平面對比試塊上或與探傷面曲率相近的曲面對比試塊上，進(jìn)行時(shí)基線掃描調(diào)節(jié).探傷面曲率半徑R小于等于W2/4時(shí),探頭楔塊應(yīng)磨成與工件曲面相吻合,在6.2.3條規(guī)定的對比試塊上作時(shí)基線掃描調(diào)節(jié).距離-波幅（DAC）曲線的繪制距離-波幅曲線由選用的儀器、探頭系統(tǒng)在對比試塊上的實(shí)測數(shù)據(jù)繪制見圖8,其繪制方法見附錄D,曲線由判廢線RL,定量線SL和評定線EL組成,不同驗(yàn)收級別的各線靈敏度見表3.表中的DAC是以3mm標(biāo)準(zhǔn)反射體繪制的距離-波幅曲線-即DAC基準(zhǔn)線.評定線以上至定量線以下為1區(qū)（弱信號評定區(qū)）；定量線至判廢線以下為H區(qū)（長度評定區(qū)）;判廢線及以上區(qū)域?yàn)?/p>