在用承壓設(shè)備受超聲檢測(cè)方法

在用承壓設(shè)備受超聲檢測(cè)方法1.1范圍本章適用于在用承壓設(shè)備超聲檢測(cè)方法。1.2在用承壓設(shè)備受壓元件的超聲檢測(cè)方法1.2.1在用承壓設(shè)備受壓元件的超聲檢測(cè)工藝文件1.2.1.1在用承壓設(shè)備受壓元件超聲檢測(cè)的工藝文件應(yīng)滿足4.3的要求。1.2.1.2在用承壓設(shè)備受壓元件的超聲檢測(cè)工藝規(guī)程一般包括表1、表2和表37所列的相關(guān)因素。表37在用承壓設(shè)備受壓元件件超聲檢測(cè)工藝規(guī)程涉及的因素設(shè)備使用狀況（溫度、壓力、介質(zhì)、工況等）工件表面情況（腐蝕等）材料失效模式或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（RBI）分析結(jié)果（如有）注：受壓元件，是指鍋爐本體上的鍋筒、集箱、下降管、水冷壁管、封頭、人孔等，壓力容器本體上的殼體、封頭（端蓋）、膨脹節(jié)、設(shè)備法蘭、球罐的球殼板，換熱器的管板和換熱管，M36以上（含M36）的設(shè)備主螺柱及公稱直徑大于或者等于250mm的接管和管法蘭，壓力管道上的管子及管道及管道元件等。1.2.2在用承壓設(shè)備用受壓元件超聲檢測(cè)要點(diǎn)1.2.2.1對(duì)在用承壓設(shè)備受壓元件進(jìn)行超聲檢測(cè)時(shí)，其主要檢測(cè)方法應(yīng)符合第5章的有關(guān)規(guī)定。1.2.2.2對(duì)在用承壓設(shè)備受壓元件進(jìn)行超聲檢測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備材質(zhì)、制造技術(shù)條件、使用狀況（溫度、壓力、介質(zhì)、工況等）、材料失效模式或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（RBI）分析結(jié)果及相關(guān)技術(shù)規(guī)范等選擇超聲檢測(cè)方法。1.2.2.3根據(jù)材料失效模式或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（RBI）分析結(jié)果、缺陷產(chǎn)生的可能性推薦選擇超聲檢測(cè)方法見(jiàn)表38。1.2.2.4在用承壓設(shè)備復(fù)合鋼板超聲檢測(cè)方法按5.4的規(guī)定執(zhí)行，檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意檢測(cè)基材和復(fù)合板界面有無(wú)未結(jié)合，或未結(jié)合有無(wú)擴(kuò)展。1.2.2.5對(duì)于在用螺栓或螺柱的超聲檢測(cè)，除應(yīng)符合5.6的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)對(duì)螺紋根部是否有裂紋進(jìn)行檢測(cè)，其主要檢測(cè)內(nèi)容如下：a)在螺栓或螺柱端部采用縱波斜探頭進(jìn)行檢測(cè)，斜探頭的縱波折射角一般取2°～1.5°，標(biāo)稱頻率為4MHz～5MHz。縱波斜探頭一般檢測(cè)適用于無(wú)中心孔螺栓的檢測(cè)；b)在螺栓或螺柱無(wú)螺紋部位采用折射角為45°～56°（K1～K1.5），標(biāo)稱頻率為2MHz～5MHz的橫波斜探頭進(jìn)行軸向檢測(cè)；c)縱波斜探頭檢測(cè)和橫波斜探頭軸向檢測(cè)的對(duì)比試樣應(yīng)采用與被檢工件材料、形式和規(guī)格相同或相近的螺栓或螺柱制作。人工缺陷反射體（切槽）應(yīng)位于最大探測(cè)聲程處并垂直于螺栓或螺柱的軸線，切槽離開螺栓兩端的距離應(yīng)不小于螺栓直徑。人工反射體的形狀和尺寸如圖28所示。也可將螺栓的絲扣反射波幅調(diào)節(jié)到某一基準(zhǔn)波高并以此作為檢測(cè)靈敏度；d)在用螺栓或螺柱超聲檢測(cè)時(shí)，如在螺紋根部出現(xiàn)比切槽回波幅度高的缺陷反射波時(shí)，應(yīng)使用其他表面無(wú)損檢測(cè)方法進(jìn)行輔助檢測(cè)，判斷是否有影響使用的缺陷存在。表38超聲檢測(cè)方法推薦表?yè)p傷模式損傷機(jī)理易受到腐蝕或失效的材料可能產(chǎn)生的缺陷超聲檢測(cè)方法環(huán)境開裂腐蝕疲勞幾乎所有的金屬和合金材料表面的疤痕、凹陷、缺陷及節(jié)點(diǎn)等斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂熱疲勞所有的金屬處于反復(fù)的熱循環(huán)條件下金屬構(gòu)件開裂斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂高溫氫腐蝕碳鋼、低合金鋼、Cr-Mo鋼和不銹鋼等材料母材開裂斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂堿開裂碳鋼、低合金鋼和奧氏體列不銹鋼（含雙相鋼）與焊縫相連的母材開裂斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂濕硫化氫損傷（鼓泡/氫致開裂/應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂/硫化物應(yīng)力腐蝕開裂）碳鋼和低合金鋼母材鼓泡或開裂斜探頭檢測(cè)、直探頭檢測(cè)等腐蝕減薄二氧化碳腐蝕碳鋼和低合金鋼全面腐蝕或孔腐蝕斜探頭檢測(cè)、直探頭檢測(cè)、超聲測(cè)厚等腐蝕減薄堿腐蝕碳鋼、低合金鋼和奧氏體不銹鋼（包括鋼雙相）局部腐蝕斜探頭檢測(cè)、直探頭檢測(cè)、超聲測(cè)厚等腐蝕減薄胺腐蝕碳鋼全面腐蝕或局部腐蝕斜探頭檢測(cè)、直探頭檢測(cè)、超聲測(cè)厚等腐蝕減薄酸性水腐蝕碳鋼局部腐蝕斜探頭檢測(cè)、直探頭檢測(cè)、超聲測(cè)厚等腐蝕減薄鹽酸腐蝕所有常見(jiàn)建造材料全面腐蝕或局部腐蝕斜探頭檢測(cè)、直探頭檢測(cè)、超聲測(cè)厚等腐蝕減薄高溫氫/硫化氫腐蝕按抗腐蝕性增加的順序：碳鋼、低合金鋼、鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼（含雙相鋼）全面腐蝕直探頭檢測(cè)、超聲測(cè)厚等腐蝕減薄高溫硫/環(huán)烷酸腐蝕碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼（含雙相鋼）、鐵素體不銹鋼和鎳基合金局部腐蝕或點(diǎn)蝕斜探頭檢測(cè)、直探頭檢測(cè)、超聲測(cè)厚等說(shuō)明：r—螺紋內(nèi)半徑，mm；L—人工切槽長(zhǎng)度，mm；b—人工切槽深度，mm。當(dāng)切槽加工在螺紋根部時(shí)，切槽應(yīng)順著螺紋的螺旋角，此時(shí)b為螺紋根部以下的深度。圖28人工切槽1.3在用承壓設(shè)備厚度超聲測(cè)量1.3.1在用承壓設(shè)備厚度超聲測(cè)量應(yīng)符合第7章的規(guī)定。1.3.2測(cè)量?jī)x器的選擇1.3.2.1對(duì)于均勻腐蝕，一般可使用數(shù)字式測(cè)厚儀進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)表面腐蝕嚴(yán)重或表面涂層較厚時(shí)，應(yīng)使用超聲檢測(cè)儀進(jìn)行厚度測(cè)量。1.3.2.2當(dāng)需要在給定區(qū)域內(nèi)測(cè)出最小壁厚時(shí)，一般應(yīng)使用超聲檢測(cè)儀進(jìn)行掃查。1.3.2.3對(duì)于非均勻腐蝕如點(diǎn)蝕等，一般應(yīng)使用超聲檢測(cè)儀進(jìn)行厚度測(cè)量。1.3.3探頭的選擇1.3.3.1應(yīng)根據(jù)儀器類型、工件厚度、表面狀況等選擇探頭。1.3.3.2數(shù)字式測(cè)厚儀的探頭一般和儀器配套固定使用。用于超聲檢測(cè)儀的探頭應(yīng)按以下情況選擇：a)選擇的探頭標(biāo)稱頻率應(yīng)使待測(cè)工件厚度至少大于1.5倍聲波波長(zhǎng)；b)被測(cè)工件厚度大于等于10mm時(shí)，一般用單晶直探頭進(jìn)行測(cè)厚。被測(cè)工件厚度小于10mm時(shí)，可用雙晶直探頭進(jìn)行測(cè)厚；c)對(duì)曲面工件進(jìn)行測(cè)厚時(shí)，應(yīng)選擇晶片尺寸較小的探頭。1.4在用承壓設(shè)備焊接接頭的超聲檢測(cè)1.4.1范圍本條適用于在用鋼制承壓設(shè)備焊接接頭的超聲檢測(cè)。在用有色金屬制承壓設(shè)備焊接接頭的超聲檢測(cè)參照本條執(zhí)行。1.4.2在用承壓設(shè)備焊接接頭超聲檢測(cè)工藝文件1.4.2.1焊接接頭超聲檢測(cè)的工藝應(yīng)滿足表4.3的要求。1.4.2.2承壓設(shè)備焊接接頭的超聲檢測(cè)工藝規(guī)程一般包括表1、表21和表39所列的相關(guān)因素。表39在用承壓設(shè)備焊接接頭超聲檢測(cè)工藝規(guī)程涉及的相關(guān)因素序號(hào)相關(guān)因素1設(shè)備使用狀況（溫度、壓力、介質(zhì)、工況等）2焊接接頭失效模式或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（RBI）分析結(jié)果（如有）1.4.3在用承壓設(shè)備焊接接頭超聲檢測(cè)要點(diǎn)1.4.3.1對(duì)在用承壓設(shè)備焊接接頭進(jìn)行超聲檢測(cè)時(shí)，其檢測(cè)方法應(yīng)符合6.3或6.4的相關(guān)要求，并應(yīng)盡可能按原制造檢測(cè)技術(shù)等級(jí)要求進(jìn)行檢測(cè)。1.4.3.2對(duì)在用承壓設(shè)備焊接接頭進(jìn)行超聲檢測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備材質(zhì)、制造技術(shù)條件、使用狀況（溫度、壓力、介質(zhì)、工況等）、材料失效模式或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（RBI）分析結(jié)果及相關(guān)技術(shù)規(guī)范等選擇超聲檢測(cè)部位和比例。1.4.3.3根據(jù)焊接接頭失效模式或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（RBI）分析結(jié)果、缺陷產(chǎn)生的可能性推薦選擇超聲檢測(cè)方法見(jiàn)表40。表40超聲檢測(cè)方法推薦表?yè)p傷模式損傷機(jī)理易受到腐蝕或失效的材料可能產(chǎn)生的缺陷超聲檢測(cè)方法環(huán)境開裂高溫氫腐蝕碳鋼、低合金鋼，Cr-Mo鋼和不銹鋼等材料焊縫開裂橫波斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂堿開裂碳鋼、低合金鋼和奧氏體不銹鋼（含雙相鋼）與焊縫相連的母材、焊縫或熱影響區(qū)開裂橫波或縱波斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂氯化物應(yīng)力腐蝕開裂奧氏體不銹鋼（含雙相鋼）鎳基合金焊縫或熱影響區(qū)開裂橫波或縱波斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂連多硫酸應(yīng)力腐蝕開裂奧氏體不銹鋼（含雙相鋼）、哈氏合金和鎳基合金等焊縫或熱影響區(qū)開裂橫波或縱波斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂胺應(yīng)力腐蝕開裂碳鋼和低合金鋼焊縫或熱影響區(qū)開裂橫波斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂濕硫化氫損傷（鼓包/氫致開裂/應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂/硫化物應(yīng)力腐蝕開裂）碳鋼和低合金鋼焊縫或熱影響區(qū)開裂橫波斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂碳酸鹽應(yīng)力腐蝕開裂碳鋼和低合金鋼未消除應(yīng)力的焊縫區(qū)或冷加工區(qū)開裂橫波斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂腐蝕開裂幾乎所有的金屬和合金焊縫開裂橫波或縱波斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂熱疲勞所有的金屬處于反復(fù)的熱循環(huán)條件下金屬構(gòu)件開裂橫波或縱波斜探頭檢測(cè)等環(huán)境開裂再熱裂紋低合金鋼、不銹鋼等材料（含雙相鋼）以及諸如800H等鎳基合金高約束區(qū)，包括接管焊縫和厚壁管開裂橫波或縱波斜探頭檢測(cè)等1.4.3.4在用承壓設(shè)備不銹鋼堆焊層超聲檢測(cè)時(shí)，應(yīng)注意檢測(cè)基材和堆焊層界面有無(wú)未結(jié)合，或未結(jié)合有無(wú)擴(kuò)展（剝離）等。1.4.4缺陷定量1.4.4.1檢測(cè)時(shí)應(yīng)對(duì)反射波幅在評(píng)定線或評(píng)定線以上的缺陷進(jìn)行定量，除按6.3.13或6.4.7確定缺陷位置、波幅和指示長(zhǎng)度外，還應(yīng)包括對(duì)缺陷自身高度進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)缺陷的類型（面狀、點(diǎn)狀、體積狀等）或性質(zhì)盡可能作出估判。1.4.4.2承壓設(shè)備焊接接頭超聲檢測(cè)工藝規(guī)程一般應(yīng)包括表1、表21和表39所列的相關(guān)因素。1.4.5缺陷自身高度的測(cè)定1.4.5.1缺陷兩個(gè)方向[長(zhǎng)度方向×高度（深度）方向]均屬波形模式Ⅰ［模式識(shí)別詳見(jiàn)附錄Q的缺陷，即點(diǎn)狀缺陷。其自身高度可采用AVG法或采用與試塊（CSK-ⅢA）人工反射體動(dòng)態(tài)回波波形比較法來(lái)測(cè)定。1.4.5.2長(zhǎng)度方向?qū)俨ㄐ文Ｊ舰颍Ｊ阶R(shí)別詳見(jiàn)附錄O）、高度（深度）方向?qū)俨ㄐ文Ｊ舰竦娜毕?，即條狀缺陷，缺陷自身高度可采用AVG法或采用與試塊（CSK-ⅡA或CSK-ⅣA）人工反射體動(dòng)態(tài)回波波形比較法來(lái)測(cè)定。1.4.5.3長(zhǎng)度方向、高度（深度）方向均呈波形模式Ⅱ、Ⅲa或Ⅲb（模式識(shí)別詳見(jiàn)附錄Q）的缺陷，可用端點(diǎn)衍射波法或端部最大回波法確定其自身高度，測(cè)定方法見(jiàn)附錄R或附錄S。也可采用-6dB法進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法見(jiàn)附錄T。1.4.5.4回波波形為模式Ⅳ(模式識(shí)別詳見(jiàn)附錄Q）的密集性缺陷1.4.5.4.1若在缺陷A型掃描回波包絡(luò)線中，各反射回波波峰在顯示屏掃描線中不能分辨時(shí)，則可作為一個(gè)單一缺陷考慮，其高度方向的尺寸可用端點(diǎn)衍射回波法或端部最大回波法測(cè)定。如無(wú)法確定端點(diǎn)衍射回波和端部最大回波，可采用-6dB法進(jìn)行測(cè)定。1.4.5.4.2若在A型掃描回波包絡(luò)線中，各反射回波波峰在顯示屏掃描線上能夠分辨，在這種情況下，各個(gè)缺陷自身高度可按1.4.5.1～1.4.5.3分別測(cè)定。1.4.5.5缺陷自身高度也可用其他無(wú)損檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)定，如射線檢測(cè)、衍射時(shí)差法超攝檢測(cè)等。1.4.6缺陷類型的確定1.4.6.1類型確定的主要因素1.4.6.1.1缺陷類型的確定應(yīng)主要考慮焊接方法（包括焊接工藝、工件結(jié)構(gòu)、坡口形式）、缺陷的位置、指示長(zhǎng)度、自身高度、缺陷波幅、缺陷指向性，再結(jié)合缺陷靜態(tài)波形和動(dòng)態(tài)波形。通常應(yīng)確定點(diǎn)狀缺陷、線狀缺陷（條狀?yuàn)A渣、條狀氣孔等）或面狀缺陷（裂紋、未熔合等）。1.4.6.1.2對(duì)難以采用超聲檢測(cè)方法確定類型的缺陷，應(yīng)增加射線檢測(cè)或其他檢測(cè)，以便進(jìn)一步綜合判斷。1.4.6.2類型確定的方法（步驟）1.4.6.2.1缺陷類型確定的基本原則1.4.6.2.1.1缺陷類型確定應(yīng)按以下順序依次進(jìn)行：a)缺陷波幅；b)缺陷指向性（方向性）；c)靜態(tài)波形；d)動(dòng)態(tài)波形。1.4.6.2.1.2應(yīng)使用和實(shí)際檢測(cè)相同的探頭進(jìn)行缺陷類型確定。1.4.6.2.2類型確定步驟1——缺陷波幅：a)當(dāng)缺陷波幅低于評(píng)定線時(shí)，可不對(duì)缺陷進(jìn)行分類；b)當(dāng)缺陷波幅在判廢線以上6dB且指示長(zhǎng)度大于等于10mm時(shí)，該缺陷可按面狀進(jìn)行分類。1.4.6.2.3類型確定步驟2——缺陷指向性（方向性）1.4.6.2.3.1缺陷長(zhǎng)度要求按步驟2進(jìn)行缺陷分類時(shí)，缺陷指示長(zhǎng)度應(yīng)滿足：a)工件厚度6mm≤t≤15mm時(shí)，缺陷指示長(zhǎng)度應(yīng)大于等于t；b)工件厚度t＞15mm時(shí)，缺陷指示長(zhǎng)度應(yīng)大于等于t/2或15mm（取大者）。1.4.6.2.3.2步驟2應(yīng)用條件：a)缺陷回波應(yīng)來(lái)自同一缺陷反射體；b)用不同探頭進(jìn)行缺陷波幅比較時(shí)，應(yīng)在各個(gè)探頭檢測(cè)的缺陷最高回波中的較大者Hmax的位置進(jìn)行。另外，各個(gè)探頭檢測(cè)的缺陷最高回波中的較小者則為最小波幅Hmin。c)當(dāng)用直探頭和斜探頭進(jìn)行反射波幅比較時(shí)，探頭標(biāo)稱頻率應(yīng)選擇使之在工件中傳播的波長(zhǎng)相近；d)使用兩個(gè)或兩個(gè)以上不同折射角（K值）斜探頭檢測(cè)時(shí)，探頭間折射角差應(yīng)不小于等于10°；e)應(yīng)考慮一探頭聲束通過(guò)焊縫金屬，而另一探頭聲束僅通過(guò)母材時(shí)的衰減修正。1.4.6.2.3.3缺陷指向性（方向性）確定以下各項(xiàng)同時(shí)滿足時(shí)，可認(rèn)為缺陷具有指向性：a)最大反射波幅Hmax在定量線或定量線以上；b)當(dāng)使用不同折射角（K值）斜探頭時(shí)，最大反射波幅Hmax與最小反射波幅Hmin的差值應(yīng)大于或等于9dB；或當(dāng)使用一個(gè)斜探頭和一個(gè)直探頭檢測(cè)時(shí)，該差值應(yīng)大于或等于15dB。1.4.6.2.4類型確定步驟3——缺陷靜態(tài)波形1.4.6.2.4.1本步驟缺陷靜態(tài)波形特征指與CSK-ⅡA或CSK-ⅣA試塊橫孔反射波形特征相比較而言。1.4.6.2.4.2至少使用一種探頭從兩個(gè)相互垂直的方向?qū)θ毕葸M(jìn)行檢測(cè)。1.4.6.2.4.3若缺陷靜態(tài)波形特征單一、尖銳且光滑，該缺陷可按非面狀進(jìn)行分類，否則按步驟4確定缺陷類型。1.4.6.2.5類型確定步驟4——缺陷動(dòng)態(tài)波形1.4.6.2.5.1缺陷動(dòng)態(tài)波形指垂直于缺陷長(zhǎng)度方向移動(dòng)探頭所獲得的回波包絡(luò)線，同時(shí)觀察波形變化情況。1.4.6.2.5.2缺陷動(dòng)態(tài)波形模式分為5種，具體見(jiàn)附錄Q:a)波形模式Ⅰ：點(diǎn)狀反射體；b)波形模式Ⅱ：光滑平面反射體；c)波形模式Ⅲa：垂直入射粗糙平面反射體；d)波形模式Ⅲb：傾斜入射粗糙平面反射體；e)波形模式Ⅳ：密集型反射體。1.4.6.2.6缺陷類型的確定也可用其他無(wú)損檢測(cè)方法進(jìn)行，如射線檢測(cè)、衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)等。1.4.6.