DB12T 760-2018 鋼制承壓設(shè)備焊接接頭超聲相控陣檢測(cè)　

DB12Ultrasonicphasedarraystestingofsteelpressureequipmentsweldedjoint天津市市場(chǎng)和質(zhì)量監(jiān)督管理委員會(huì)發(fā)布I利慧、王恒、劉宏臣、李衛(wèi)星、惠楠、牛衛(wèi)飛、王澤軍1鋼制承壓設(shè)備焊接接頭超聲相控陣檢測(cè)本標(biāo)準(zhǔn)適用于壁厚為3.5mm~200mm鐵素體鋼制承壓設(shè)備全熔化焊焊接接頭的檢測(cè)，也適用于在役本標(biāo)準(zhǔn)不適用于奧氏體鋼制承壓設(shè)備焊接接頭的超聲相否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的JB/T7913超聲波檢測(cè)鋼制對(duì)比試塊的制作與校驗(yàn)JB/T11731無(wú)損檢測(cè)超聲相控陣探頭通NB/T47013.4承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)第4部分：磁粉檢測(cè)NB/T47013.5承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)第5部分：滲透檢測(cè)NB/T47013.6承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)第6部分：渦流檢測(cè)由于工件結(jié)構(gòu)(例如焊縫余高或根部)或者材料冶金結(jié)構(gòu)的偏差(例如金屬母材和覆蓋層界面)引起的顯示為非相關(guān)顯示。非相關(guān)顯示包括由錯(cuò)邊、根焊和2超聲相控陣檢測(cè)ultrasonicphasearrayt超聲相控陣檢測(cè)是將按一定規(guī)律排列的相控陣探頭中多個(gè)聲電元件(晶片)，按預(yù)先規(guī)定的設(shè)置(延時(shí)、增益、振幅等)激發(fā)，被激發(fā)的發(fā)射(或接收)的超聲波疊加，形成一個(gè)O：設(shè)定的檢測(cè)起始參考點(diǎn)Y：沿焊縫寬度方向的坐標(biāo)Z：沿焊沿相控探頭長(zhǎng)度上以一個(gè)恒定的角度進(jìn)行時(shí)，相控陣探頭進(jìn)行檢測(cè)。固定角度掃描是電子掃描和扇形掃描動(dòng)態(tài)深度聚焦（DDF），是利用聚焦深度的不同來完成掃描，即用一個(gè)單發(fā)的聚焦測(cè)。掃查器對(duì)焊縫掃查一次，即可對(duì)整個(gè)焊縫厚度方向的分區(qū)進(jìn)行全3全自動(dòng)超聲相控陣檢測(cè)fullyautomaticultrasonicphasedar度方向全面檢測(cè)，并自動(dòng)將檢測(cè)結(jié)果和聲耦合結(jié)果顯示在圖像上的檢測(cè)過鋸齒形掃查是指將探頭垂直于焊縫中心線放置在掃查面上，作鋸齒形掃查，如圖2所示。探頭前后移動(dòng)的范圍應(yīng)保證掃查到全部焊接接頭截面，在保持探頭垂直焊縫作前后移動(dòng)的同時(shí)，還應(yīng)作10°~15°線性掃查是指探頭在距焊縫中心線一定距離的位置上，平行于焊縫方向進(jìn)行的直線移動(dòng)，如圖3所(a)采用一個(gè)相控陣探頭的線性掃查(b)采用兩個(gè)相控主動(dòng)孔徑(A)是相控陣探頭激發(fā)晶片數(shù)的有效長(zhǎng)度。A=n?e+g?(n-1)................4A—主動(dòng)孔徑g—相鄰晶片之間的間隙e—晶片寬度n—晶片數(shù)量p—相鄰兩晶片中心線間距W—被動(dòng)孔徑(即晶片寬度)4.1.1檢測(cè)人員應(yīng)取得特種設(shè)備行業(yè)超聲檢測(cè)Ⅱ級(jí)及以上資格證書；并進(jìn)行設(shè)備的性能、調(diào)試方法及4.1.2采用超聲相控陣橫波端點(diǎn)衍射法測(cè)量缺陷自身高度，還要作超聲相控陣橫波端點(diǎn)衍射法實(shí)際操4.2.1.1超聲相控陣設(shè)備應(yīng)符合b)應(yīng)能提供足夠數(shù)量的檢測(cè)通道，以保證24.2.2.1.1中心頻率要求檢驗(yàn)結(jié)果允許與標(biāo)稱值偏差±10%；相對(duì)帶寬檢驗(yàn)結(jié)果允許與標(biāo)稱值偏差±15%。如果高低端頻率fu和fl之間的頻譜有多于一個(gè)的最大值，相鄰最小值與過3dB。對(duì)于相對(duì)帶寬超過100%的寬帶探頭，低端頻率不應(yīng)高于fl+10%，高4.2.2.1.2脈沖持續(xù)時(shí)間要求檢驗(yàn)結(jié)果允許與標(biāo)稱值偏差b)中心頻率一致性：變異系數(shù)C2V≤3.3%；c)相對(duì)帶寬一致性：變異系數(shù)C2V≤5%；4.2.2.3相控陣探頭的晶片數(shù)量、4.2.2.4相控陣探頭應(yīng)標(biāo)出廠家的名稱、探頭類型、頻率和晶片參數(shù)、楔塊聲速和楔塊角度。4.2.3.2試塊的材料a)試塊應(yīng)采用與被檢測(cè)工件聲學(xué)性能相同或及到兩種或兩種以上不同厚度部件焊接接頭的檢測(cè)，試塊的厚度應(yīng)由其最大厚度來確定。模擬缺陷試塊用于檢測(cè)工藝驗(yàn)證及超聲相控陣橫波端點(diǎn)衍射法測(cè)高驗(yàn)證。模擬試塊應(yīng)滿足下列要b)模擬缺陷試塊中的缺陷位置應(yīng)具有代表性，至少應(yīng)包含表面和內(nèi)部。34.3.2掃查方式分為鋸齒形掃查和線性4.3.4線性掃查是采用編碼器記錄掃查位置，將相控陣探頭與編碼器相連，或?qū)⑾嗫仃囂筋^和編碼器線性掃查是采用手動(dòng)方式推動(dòng)探頭或掃查器移動(dòng)。自動(dòng)線性掃查是采用機(jī)械方式推動(dòng)掃查超聲相控陣顯示方式分為按聲程顯示成像和按實(shí)際幾何結(jié)構(gòu)顯示成像兩種方式。根據(jù)檢測(cè)要求選掃描類型分為電子掃描、扇形掃描和固定角度掃描。要根據(jù)具體的檢測(cè)情況選擇掃描類型。一般在檢測(cè)和缺陷定量時(shí)，應(yīng)對(duì)由表面粗糙度引起的耦合損失進(jìn)行在檢測(cè)和缺陷定量時(shí)，應(yīng)對(duì)材質(zhì)衰減引起的檢測(cè)靈掃查靈敏度不低于基準(zhǔn)靈敏度，掃查橫向缺陷時(shí)，靈敏度應(yīng)4a)檢測(cè)過程中更換電池，校準(zhǔn)后的探頭、耦合劑和核以來所有的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行復(fù)檢；如幅度上升2dB或20%，則應(yīng)對(duì)所有的記錄信號(hào)每天檢測(cè)之前應(yīng)對(duì)編碼器進(jìn)行復(fù)核。編碼器的校準(zhǔn)符合6.5.10的規(guī)定，否則應(yīng)重新校準(zhǔn)。身高度。超聲相控陣橫波端點(diǎn)衍射法測(cè)量缺陷自身高度見附4.11.2對(duì)超聲相控陣檢測(cè)發(fā)現(xiàn)表面可疑的顯示，可55.2角接接頭應(yīng)采用扇形掃描和電子掃描組合檢測(cè)。顯示方式宜采用按實(shí)際幾何結(jié)構(gòu)顯示成像，見圖5.3T型接頭應(yīng)采用扇形掃描和電子掃描組合檢測(cè)。顯示方式宜采用5.4根據(jù)被檢工件的焊縫類型及產(chǎn)生缺陷的特點(diǎn)，也可輔以特定角度的扇形掃描或電子掃描及串列掃5.5鋸齒形掃查應(yīng)根據(jù)檢測(cè)工件的特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)條件選擇手動(dòng)扇形掃描、手動(dòng)電子掃描及手動(dòng)固定角度7表1焊接接頭超聲檢測(cè)適用范圍≥500，縱向?qū)咏宇^時(shí)，內(nèi)外徑比≥70%—— ——本章適用于母材厚度為6mm~200mm的全熔化焊焊接接頭的超聲相控陣檢測(cè)。如有需求，母材厚度A級(jí)僅適用于母材厚度為6mm~40mm的焊接接頭，用多種角度的橫波聲束采用直射波法和一次反射法a）B級(jí)適用于工件厚度為6mm~200mm焊8c）對(duì)于按NB/T47013.3-2015附錄N要求進(jìn)行雙面雙側(cè)檢測(cè)的焊接接頭，如受幾何條件限制或堆焊層（或復(fù)合層）的存在而選擇單面雙側(cè)檢測(cè)時(shí)，還應(yīng)補(bǔ)充斜探頭作近表面缺陷檢a）C級(jí)適用于工件厚度大于等于6mm~200mm焊接f)母材厚度為6mm~100mm時(shí)，用多種角度的橫波聲束采用直射法和一次反射法在焊接接頭的單面g)母材厚度為100mm~200mm時(shí)，用多種角度的橫波聲束采用直射法在h)應(yīng)進(jìn)行橫向缺陷的檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，將相控陣探頭放在熱影響區(qū)上作兩個(gè)方向的斜平行掃查。將相控陣探頭放在焊縫及熱影響區(qū)上作兩個(gè)方向的平9檢測(cè)曲面工件時(shí)，如檢測(cè)面曲率半徑R≤W2/4(W為6.4.1.1檢測(cè)區(qū)由焊接接頭檢測(cè)區(qū)寬度和焊接接頭6.4.1.3對(duì)接接頭檢測(cè)區(qū)厚度應(yīng)為工件厚6.4.1.4超聲檢測(cè)應(yīng)覆蓋整個(gè)檢測(cè)區(qū)。必要時(shí)，可增加檢測(cè)探頭數(shù)量、增加檢測(cè)面（側(cè)便于探頭的移動(dòng)，機(jī)加工表面粗糙度Ra值不大于6.3μm，噴丸表面不大于12.5μ較大的隆起和凹陷等也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男弈?，并作圓滑過渡以免影響檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定。檢測(cè)前應(yīng)在工件掃查面上予以標(biāo)記，標(biāo)記內(nèi)容至少包括掃查起始點(diǎn)和掃查方向，起始標(biāo)記應(yīng)用“0”6.4.4.1參考線用于規(guī)定鋸齒形掃查時(shí)探頭移動(dòng)的區(qū)域，見（改成6.4.4.2在檢測(cè)之前，應(yīng)在工件掃查面上畫參考線，參考線在檢測(cè)區(qū)一側(cè)距焊縫中心線測(cè)設(shè)置而定。參考線距焊縫中心線距離的誤差為±0.6.4.5.1應(yīng)選用具有良好的透聲性、易清洗、無(wú)毒無(wú)害，有適宜的流動(dòng)性的材料；對(duì)材6.5.1.3相控陣探頭與檢測(cè)面應(yīng)緊密接觸，當(dāng)檢測(cè)面曲率半徑R≤W2/4時(shí)，相控陣探頭楔塊根據(jù)檢測(cè)對(duì)象現(xiàn)場(chǎng)條件選擇掃描類型確定延時(shí)法則。延時(shí)法則的具體參數(shù)符合4.8的塊制作而成，距離-波幅曲線的制作方法見Φd2.工件的表面耦合損失和材質(zhì)衰減應(yīng)與試塊相同，否則應(yīng)進(jìn)行聲能傳輸損失差的測(cè)定，并根對(duì)檢測(cè)靈敏度進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償量應(yīng)計(jì)入距離-波幅曲線。在一跨距聲程內(nèi)最大傳輸損失差小鋸齒形掃查檢測(cè)選擇單探頭配置。線性掃查檢測(cè)既可選擇單探頭配置，也可選擇雙探頭配置。6.5.8.1扇形掃描所使用聲束角度的增量對(duì)于環(huán)焊縫，掃查停止位置應(yīng)越過起始位置至少50mm。需要多個(gè)線6.5.8.4鋸齒形掃查時(shí)，為確保檢測(cè)時(shí)超聲聲束能掃查到工件的整個(gè)被檢區(qū)域，相鄰兩掃查增量指掃查過程中A掃描信號(hào)間的空間采樣間隔。檢測(cè)前應(yīng)將檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置為根據(jù)掃查增量采塊上調(diào)試耦合監(jiān)控。將底波最大波幅調(diào)整到滿屏高度的80%(誤差為±5%)，在此基礎(chǔ)上提高6dB，即為6.6.2.2檢測(cè)面為曲面時(shí)，應(yīng)優(yōu)先按平板對(duì)接接頭的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于受幾何形狀限a)根據(jù)工件的曲率和厚度選擇扇形掃查角度范圍，確保聲束能掃查到整個(gè)焊b)在容器內(nèi)壁采用電子掃描檢測(cè)，見圖8位表7管座角焊縫電子掃描(縱波)距離-波采用電子掃描(縱波)檢測(cè)時(shí)，按照NB/T47013.3中的相關(guān)規(guī)定制作距離-波幅曲線及確定基準(zhǔn)靈敏本條款適用于厚度為6mm~50mm的承壓類特種設(shè)備全熔化焊T型接頭的超聲相控陣檢測(cè)。其他用途a)從翼板外側(cè)用電子掃描進(jìn)行檢測(cè)，見圖9位置1、圖10位置1和c)用扇形掃描從翼板外側(cè)采用直射法進(jìn)行檢測(cè)b)距離-波幅曲線靈敏度的確定扇形掃描時(shí)，距離-波幅曲線靈敏度應(yīng)以腹板厚度按表4確定；電子掃描檢測(cè)時(shí)，距離-波幅曲線靈T型接頭電子掃描距離-波幅曲線的制作和基準(zhǔn)靈敏度的確采用線性掃查時(shí)應(yīng)保證掃查速度小于或等于最大掃查速度vmax，同時(shí)應(yīng)保證耦合效果和數(shù)據(jù)采集的vmax=X..............................(2)vmax——最大掃查速度，mm/s；6.8.2在掃查數(shù)據(jù)的圖像中應(yīng)有編碼器掃查位置顯示。鋸齒形掃查可沒有編碼器掃查6.9.1.1分析數(shù)據(jù)之前應(yīng)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估以確定其有效性，數(shù)據(jù)丟失量不得超個(gè)缺陷自身高度，若兩缺陷在X軸投影有重疊，則以兩缺陷自身高度之6.10.4在定量線(含定量線)以上、判廢線以下(即Ⅱ區(qū)2)線性掃查時(shí)，測(cè)量缺陷長(zhǎng)度采用絕對(duì)靈敏度測(cè)長(zhǎng)。鋸齒形掃查時(shí)，測(cè)量b)點(diǎn)狀缺陷、密集型點(diǎn)狀缺陷及線狀缺陷表9焊接接頭超聲檢測(cè)質(zhì)量分級(jí)許值/L’ⅠⅠ--Ⅱ在任意9t焊縫長(zhǎng)度范圍內(nèi)L’≤t/3最大不超過50ⅡⅠ--Ⅱ在任意4.5t焊縫長(zhǎng)度范圍內(nèi)L’ⅢⅡⅢⅠ注當(dāng)焊縫長(zhǎng)度不足9t(Ⅰ級(jí))或4.5t(Ⅱ級(jí))時(shí)表10焊接接頭條狀顯示的質(zhì)量分級(jí)單位為mm高度h1高度h1I6262727343252t2t2t2t3tt43254367鋼制承壓設(shè)備管子和壓力管道環(huán)向?qū)咏宇^超聲相控7.1.1本章規(guī)定了鋼制承壓設(shè)備管子和壓力管道環(huán)向?qū)雍附咏宇^的超聲相控陣檢R1R2R1R2觸面的間隙x大于0.5mm，應(yīng)采用曲面楔塊。a)線性掃查時(shí)，采用二次反射波、一次反射波或三次反射波的扇形掃描或電子掃描進(jìn)7.4.7.2檢測(cè)時(shí)應(yīng)測(cè)定聲能傳輸損失差，并根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)檢測(cè)靈敏度作補(bǔ)償，補(bǔ)7.8.4在定量線(含定量線)以上、判廢線以下(即Ⅱ區(qū)b)點(diǎn)狀缺陷、密集型點(diǎn)狀缺陷及線狀缺陷2)管壁厚度大于或等于6mm的環(huán)向?qū)咏宇^，條狀缺陷的評(píng)定按表9中表14對(duì)接接頭質(zhì)量分級(jí)ⅠⅡⅡⅡⅢⅡc)被檢工件：名稱、編號(hào)、規(guī)格、材質(zhì)、坡口型式、焊接f)檢測(cè)覆蓋區(qū)域：理論模擬軟件演示的檢測(cè)區(qū)g)檢測(cè)示意圖：檢測(cè)部位以及所發(fā)現(xiàn)的缺h)掃查數(shù)據(jù)：掃查數(shù)據(jù)以電子版形式保存和打印出彩色掃查數(shù)據(jù)的圖A.1.1本附錄規(guī)定了采用橫波端點(diǎn)衍射法測(cè)量缺陷自身高度的超聲相控陣檢測(cè)方法。A.1.2本附錄規(guī)定了在使用超聲相控陣扇形掃描或電子掃描檢測(cè)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，方可采用超聲相控陣橫A.2檢測(cè)人員A.3.1采用單探頭接觸式超聲相控陣橫波A.3.2盡量選用焊縫單面兩側(cè)進(jìn)行直射波法測(cè)量缺陷自身高度，也可采用一次反射回波法測(cè)量缺陷自A.3.3原則上應(yīng)選擇采用超聲相控陣進(jìn)行檢測(cè)的探頭頻率、激發(fā)的晶片數(shù)及范圍內(nèi)的角度。將超聲相A.3.4選擇缺陷幅度最高位置進(jìn)行測(cè)量缺陷自身高度。A.3.5測(cè)高時(shí)靈敏度應(yīng)根據(jù)需要確定，但應(yīng)使噪聲回波高度不超過熒光屏滿刻度的20%。A.3.6超聲相控陣聚焦橫波聲束的寬度與聲束范圍等主要技術(shù)參數(shù)，均A.4端點(diǎn)衍射法測(cè)高的方法A.4.1首先根據(jù)超聲相控陣檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)的A.4.2確定最佳檢測(cè)參數(shù)后，將超聲相控陣聲束的A.4.3找到最大反射波位置，將探頭置于工件表面，移動(dòng)探頭找到該缺陷最大反射波高位置，也就是聲束軸線對(duì)準(zhǔn)缺陷的最佳位置，將該波高調(diào)整A.4.4識(shí)別端點(diǎn)衍射波信號(hào)，找到缺陷最大反射波位置后，固定探頭位置，將該波高調(diào)整到滿屏高度A.4.5測(cè)量缺陷自身高度，對(duì)于開口缺陷，記錄反射波最佳位置的深度值和缺陷的最佳衍射波位置的A.4.6讀取缺陷端點(diǎn)衍射回波峰值信號(hào)幅度應(yīng)大于等于熒光屏滿刻度的10%。A.4.7為保證測(cè)量缺陷自身高度的精度，A.4.8在記錄缺陷高度時(shí)，應(yīng)將閘門確定在端點(diǎn)衍射回波峰值上。C.1.2本附錄規(guī)定的聲速測(cè)量方法適用于自動(dòng)超聲波檢測(cè)系統(tǒng)；其它超聲波檢測(cè)