超声波探伤工艺规程.doc

PGK05052513A
超声波探伤工艺规程
编制
审核
批准
第2页

超声波探伤工艺规程
文件号:PGK05052513A
行文单位:品管课
类别:纲领(蓝)
可阅范围:全体员工
编制:
审核:
批准:
页数:1
熟读:品管相关人员
日期:
日期:
日期:
生效日：2005.05.25
背诵:无

1 一般要求
1 1 适用范围
a 本规程规定了A型脉冲反射式超声波探伤仪,以单斜探头接触法为主进行探伤的工艺要求。
b 《对接焊缝超声探伤工艺卡》、《钢板超声探伤工艺卡》是本规程的补充文件，对每台产品（或每类焊缝）应编制工艺卡，以便具体指导探伤实践。
1.2. 探伤人员
a 探伤人员应持有锅炉、压力容器超声人员资格（Ⅱ级或Ⅱ级以上技术资格）。
b 应掌握所探伤工件的材质、坡口形式、焊接工艺、缺陷可能产生的部位等资料，以便对荧光屏上反射波进行综合判断。
c 探伤人员每年体检一次,矫正视力不得低于1.0。
1.3 探伤器材
a 探伤仪和探头
①为适应检测工作需要，应配备一定数量的超声波探伤仪，最好使用带贮存等功能的数字型超声波探伤仪。仪器与探头的性能：垂直线性、水平线性、灵敏度余量、分辨率、动态范围、盲区、直探头和斜探头的远场分辨力等指标应符合JB/T10061的要求。
②仪器和探头的组合灵敏度：在达到所检测工件最大声程处的探伤灵敏度时，有效灵敏度余量至少为10dB。
b 耦合剂
一般可用浆糊、工业机油作耦合剂。
c 试块
应配备CSK-IA、CSK-IIIA型试块及平底孔试块。
1.4 仪器、探头的校准
a 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ZBJ4001和ZBY231-84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性和垂直线性进行一次测定。
b 斜探头在使用过程中每个工作日均应校准前沿距离、K值和主声束偏离。
c 直探头的始脉冲宽度、灵敏度余量和分辨力应每隔一个月检查一次。
d 探伤系统的复核
每次检测前均应对扫描线、灵敏度复核，遇有下述情况应随时对其进行重新核查：
校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋纽发生改变时；
检测人员怀疑检测灵敏度有变化时；
连续工作4h以上；
工作结束时。
e 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%,则扫描程应予以修正,并在记录中加以说明。
f 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核；如幅度上升复核2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。
.
2 钢制压力容器钢板的超声波探伤
2.1 检测范围和一般要求
本条适用于板厚为6~250mm的钢制锅炉、压力容器用板材的超声检测和缺陷等级评定，奥氏体钢板材和双相钢钢板的超声检测也可参照本执行。
2.2 探头选用
探头的选用应按表7的规定进行。
表7锅炉、压力容器用板材超声检测探头选用
板厚mm
采用探头
公称频率
探头晶片尺寸
双晶直探头
单晶直探头
6~20
双晶探头
5MHZ
晶片面积不小于150mm
——
20~250
单晶直探头
2.5 MHZ
______
圆晶片直径为14~25mm，或方晶片面积不小于200mm

2.3 试块
a 用双晶直探头检测壁厚≤20mm的钢板时，采用标准块如图1所示。

图1

b 用单晶直探头检测板厚＞20mm的钢板时，标准试块应符合图2和表8的规定。试块厚度应与被检钢板厚度相近。
表8单直探头标准试块 mm
试块编号
被检钢板厚度
检测面到平底孔的距离S
试块厚度T
1
＞20~40
15
≥20
2
＞40~60
30
≥40
3
＞60~100
50
≥65
4
＞100~160
90
≥1100
5
＞160~200
140
≥170
6
＞200~250
190
≥20

图2
2.5 检测方法
a 检测面
可选钢板的任一轧制平面进行检测。若检测人员认为需要或设计上有要求时，也可对钢板的上、下两面分别进行检测。
b 扫查方式

① 探头沿垂直于钢板压延方向，间距为100mm的平行线进行扫查。在钢板剖口预定两侧各50mm（当板厚超过100mm时，以板厚的一半为准）内应作100%扫查，扫查示意图如图3。
② 根据合同、技术协议书或图样的要求，也可采用其它形式的扫查。
2.6 缺陷记录
a 在检测过程中，发现下列三种情况之一者即作为缺陷：
① 缺陷第一次反射波（F1）波高大于或等于满刻度的50%，即F1≥50%者。
② 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B1＜100%，而F1/ B1≥50%者。
③ 当底面第一次反射波（B1）波低于满刻度的50%，即B1＜50%者。
b 缺陷的边界或指示长度的测定方法
① 检出缺陷后，应在它的周围继续进行检测，以确定缺陷的延伸。
② 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严重者为准。
③ 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较严重者为准。
④ 确定2.6.2.3条缺陷的边界或指示长度时，移动探头使缺陷波第一次反射升高到荧光屏满刻度的50%。此时探头中心移
动距离的边界或指示长度，探头中心点即为缺陷的边界点。
⑤ 当采用第二次缺陷波和第二次底波来评定缺陷时，检测灵敏度应以相应的第二次反射波来校准。
2.7 缺陷评定方法
a 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。
b 单个缺陷指示面积的评定规则
① 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。
② 多处缺陷其相邻间距＜100mm或间距小于相邻小缺陷的指示长度（取其较大值）时，其各块缺陷面积之和作为单个缺陷指示面积。
c 缺陷面积占有率的评定规则
在任一1mX1m检测面积内，按缺陷面积所占的百分比来确定。
2.8 钢板缺陷等级评定
a 钢板缺陷等级划分见表9。

表9钢板缺陷等级划分
等级
单个缺陷指示长度mm
单个子缺陷指示面积cm
在任—1m×1m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计（cm）
I
＜100
＜25
≤3
＜9
II
＜100
＜100
≤5
＜15
III
＜120
＜100
≤10
＜25
IV
超过III级者

b 在坡口预定两侧各50mm（板厚大于100mm时，以板厚的一半为准）内，缺陷指示长度≤50mm时，则应评为IV级。
c 在检测过程中，检验人员如确认钢板中有白点、裂纹等危害性缺陷存在时，应评为IV级。
2.9 横波检测
a 在检测过程中对缺陷有疑问或供需双方技术协议中有规定时，可采用横波检测。
b 横波检测见JB4730-2005附录H（补充件）
3 钢制压力容器对接焊缝的超声波探伤
3.1 检测范围和一般要求
a 本条适用于母材厚度为8~120mm全焊透对接焊缝的超声波探伤。
b 本条不适用于铸钢及奥氏体钢焊缝，外径小于159mm的钢管对接焊缝，内径小于或等于200mm的管座角焊缝，也不适用于外径小于250mm或内外径之比小于80%的纵向焊缝检测。
3.2 探伤前准备
a 探表面
① 应清除探头移动区的飞溅、锈蚀、油污及其它污物，探头移动区的深坑应补焊，打磨平滑、露出金属光泽，以保证良好的声学接触
② 焊缝表面的咬边、较大的隆起和凹陷也应适当修磨并做圆滑过渡以免影响探伤结果的评定。
③ 焊缝外观及探伤表面应经检查合格，且探伤人员接到委托单应对探伤面的现场核查后，方可进行探伤。
b 探头移动区的确定
① 厚度8~46mm焊缝探伤面为单面双侧，探头移动区P1≥2KT+50 mm，利用一次反射法探伤。
② 厚度46~120mm的焊缝探伤面为双面双侧，探头移动区为P2≥KT+50 mm。，利用直射波探伤。要求比较高时焊缝余高须磨平，可直接在焊缝上探伤。
c 探头前沿和K值的测量
为能检测到焊缝的整个截面，斜探头K值应根据材料厚度、焊缝坡口形式及预期探测的主要缺陷种类来选择，且在条
件允许下应尽量采用大K值的探头。（采用的斜探头值见表10），探头前沿和K值的测量可在CSK-IA或CSK-IIIA型试块上进行，且取三次测量的平均值
d 扫查基准线的调节：
在CSK-IA或CSK-IIIA试块上进行。扫描比例依据工件厚度和选用的探头K值来确定。最大检测范围应调至荧光屏时基线满刻度的2/3以上。
e 距离——波幅或距离——dB曲线制作。
表10 采用斜探头K 值
材料厚度T（mm)
K 值
8 ~25
3.0~2.0
25~46
2.5~1.5
46~120
2.0~1.0
① 在CSK-IIIA试块上进行，要求准确、压力均匀，制作后的将探头编号与K值和L0标记在曲线图上，当检测面曲率半径R≤W2/4时 ，距离——波幅曲线应在曲面对比试块上绘制。
② 距离波幅曲线由判废线RL、定量线SL和评定线EL
组成，评定线与定量线之间（包括评定线）为I区；
定量线与判废线之间（包括定量线）为II区；判废
线及其以上为III区。如图4
③ 不同验收级别的各线灵敏度见表11，距离一波幅曲线，
可绘制在座标线上，也可直接绘制要荧光屏刻度板上，
但在整个检测范围内，曲线应处于荧光屏满刻度的20%
以上，如果做不到则采用分段绘制的方法。
④ 直探头距离一波曲线的录敏度见表12。

表11 距离一波曲线的录敏度
试块型式
材料厚度（mm）
评定线E2
定量线S2
判废线RL

CSK-III型
8~15
Φ1×6-12dB
Φ1×6-6dB
Φ1×6+2dB
15~46
Φ1×6-9dB
Φ1×6-3dB
Φ1×6+5dB
46~120
Φ1×6-6dB
Φ1×6dB
Φ1×6+10dB

表12 直探头距离一波曲线的录敏度
评定线
定量线
判废线
Φ2mm平底孔
Φ3mm平底孔
Φ6mm平底孔

3.3 平板对接焊缝的探伤
a 补偿和修正
一般粗糙度的情况下，可补偿2-3 dB，必要时应进行表面补偿测试，曲面工件按有关规定进行修正。
b 探伤灵敏度不低于侧长线。
c 母材探伤
斜探头扫查通过的母材区域，应先用直探头检测该区是否有影响横波探伤的分层等缺陷存在。该项探伤仅作记录,不属于对母材的验收检测。
d 方法:接触式脉冲反射法，采用2.5~5MHz的直探头,晶片直径为10~25mm。
e 灵敏度：将无缺陷区第二次底波调节为荧光屏满刻度的100%。
f 记录：凡缺陷信号幅度超过荧光屏满刻度的20%的部位，应在工件表面作出标记，并予记录。
g 探头扫描方式
h 检测焊缝纵和缺陷时，探头在垂直焊缝中心线放置，在检测面上作锯齿形扫描。探头前后移动范围应能保证扫描到整个焊缝面，且保持探头与焊缝中心垂直的同时作大致10-15度的摆动，见图5。

i 探头每前进一步距不得超过探头晶片直径，扫描速度不大于150m/s。
j 为检测焊缝及热影响区的横向缺陷应进行平行或斜平行（10-15度）扫查，且应提高灵敏度6dB，见图6，图7。
k 为确定缺陷位置、方向和形状，观察缺陷动态变形和区分缺陷信号的真伪，可采用前后、左、右、转角和环绕等四种探头基本扫查方式，见图8。

3.4 管座角焊缝的探伤
管座角焊缝的结构型式有插入式和安放式两种。
a 插入式管座角焊缝是接管插入容器筒件内焊接而成，
如图9所示，可采用以下几种方式探测。
① 采用直探头在接管内壁进行探测，如图中探头位置1。
② 采用斜探头在容器筒体外壁利用一、二次波进行探测，
如图中探头位置2。
③ 采用斜探头在接管内壁利用一次波探测，如图中探头
位置3。也可在接管外壁利用二次波探测，但后者灵 图9 插入式管座角焊缝
敏较低。
b 安放式管座角焊缝是接管安放在容器筒体上焊接而成，
如图10所示。可采用以下几种方式探测。
① 采用直探头在容器筒体内壁进行探测，如图中探头位置。
② 采用斜探头在接管外壁利用二次波进行探侧，如图位置2。
③ 采用斜探头在接管内壁利用一次波进行探测，如图中探头
位置3。 由于管座角焊缝中，危害最大的缺陷是未熔合
和裂纹等纵向缺陷（沿焊缝方向），因此一般以纵波直探
头探测为主。对于直探头扫查不到的区域，如安放式焊 图10安放式管座角焊缝
缝根部，需要另加斜探头进行探测。
④ 此外，凡产品制造技术条件中规定要探测焊缝横向缺陷
的插入式管座角焊缝， 应将容器筒体内壁加工平，利
用大K值探头在筒体内壁沿焊缝方向进行正反两个方向
探侧，如图11所示。
3.5 T型焊缝超声波探伤
a 适用范围
本条主要适用于锅炉全焊透T型接头焊缝的超声检测。
其他用途的全焊透T型焊缝的超声检测也可参照本条
的规定进行。
b 检测方式 图11管座角焊缝横向缺陷的探侧
根据焊缝结构形式，T型接头焊缝的检测有如下四种检
测方式。在选择检测面和探头时应考虑到检测各类缺陷的可能性，并使声束尽可能垂直于该焊缝结构中的主要缺陷。
① 用斜探头从翼板外侧用直射法或从翼板内侧用一次反射法进行探测，见图12位置1。
② 用斜探头在翼板一侧直射法或反射法进行探测，见图12位置2
③ 用直探头在翼板外侧进行探侧，见图12位置3。
④ 用斜探头（推荐使用K1探头）在翼板外侧作横向探测。见图13位置4。
c 斜探头K值的确定

图12 图13
用斜探头在翼板外侧或翼板内侧进行探测时，推荐使用K1探头；用斜探头在腹板一侧进行探侧时，探头值根据腹板厚度按表10进行选择。
d 距离——波幅曲线灵敏度的确定
用斜探头探测时，距离——波幅曲线灵敏度应以腹板厚度按表11确定；
用直探头探测时，距离——波幅线灵敏度应以翼板厚度按表13确定。

表13直探头距离——波幅曲线的灵敏度
评定线
定量线
判废线
Φ2mm平底孔
Φ3mm平底孔
Φ4mm平底孔

e 对缺陷进行等级评定时，均以腹板厚度为准。
3.6 缺陷定量检测
a 灵敏度应调到定量线灵敏度。
b 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。
c 缺陷定量
应根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量直径Φ或缺陷指示长度ΔL。
① 缺陷当量直径Φ，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——波曲线和试块对比来确定缺陷当量尺寸。
② 缺陷指示长度ΔL的检测采用以下方法；
——当缺陷反射波只有一个高点，且位于II区或II区以上时，使波幅降到荧光满该度的80%后，用6dB法测其指示长度。
——当缺陷反射波峰值起伏变化，有多个高点，且位于II区或II区以上时，使波幅降到荧光屏该度的80%后，应以端点6dB法测其指示长度。
——当缺陷反射波峰位于I区，如认为有必要记录时，将探头左右移动，使波幅降到评定线，
此测定缺陷指示长度。
3.7 缺陷的定位
a 缺陷的深度和水平距（或简化水平距离）两数中的一个数值可由缺陷最大反射波在荧光屏上的位置直接读出，另一个数值可采用计算法、曲线法、作图法或缺陷定位求出。
b 筒体纵缝检测时，缺陷位置的修正。
上述为平板对接焊缝的缺陷定位方法，对于锅筒的环向焊缝的缺陷定位与平板不同，下面分两种情况讨论：
① 外圆周向探测发图4所示：
即：.⌒L〉L、H〈d,B为缺陷位置， 其定位是以⌒L与H来确定，这样与平板焊缝较大的差别，尤其当厚度较大、曲率半径较小时，定位误差越大，因此必须进行修正，修正方法如图4所示。图中AC=d , CO=R-d, BC=L
分别为平板焊缝中的缺陷的水平距离和深度。
tgθ=BC/OC=Kd/(R-d)，
⌒L=rπ0/180=πr/180tg-1Kd/(R-d)
② 内圆周向探测
如图5所示，内侧周向探测圆柱曲面时，
缺陷的位置由深度h弧长来确定，
⌒L=rπ0/180=πr/180tg-1kd/(r+d)
3.8 缺陷记录
a 当缺陷波幅在定量线上或以上的单个缺陷 图4 外圆周向探测
和用半径高度法，端点半波高度法测得和条状缺陷指示长
度大于10mm均应进行记录。
b 扫描速度和波当复验时，如发现曲线上任意一点
波幅下降2dB时，则对上一次校准以来所有焊缝进行重探，
如波幅升高2dB时，则对所有记录信号进行重新评定。
c 当距离波幅曲线上任意一点扫描线上的偏移超过扫描
读数的10%时，则扫描速度应以修正，并在检测记录中加以注明。
3.9 缺陷评定
a 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， 图5 内圆周向探测
如有怀疑时，应采用改变探K值、增加检测面、观察动态波型
并结合结构工艺特征判定，如对波型不能判断时，应辅时，应辅以其它检测方法作综合判定。
b 缺陷指示长度＜10mm时，按5mm计。
c 相邻两缺陷在一直线上，其间距＜其中较小的缺陷长度时，应作为一条缺陷处理，以两缺陷长度之和作为其指示长度（不考虑间距）。
3.10 缺陷等级评定
a 不允许存在下例缺陷；
反射波幅位于III区的缺陷；
检测人员判定为裂纹等危害性缺陷。
b 大反射波幅仅位于II区的缺陷，根据其指示长度按表14规定予以评级。
c 大反射波幅仅低于定量线的非裂纹类缺陷，均评为I级。
d 格的缺陷应予返修。返修部位及热影响区仍按本规程进行检测和等级评定。

表14 II区缺陷的等级评定 mm
等级
板厚
单个缺陷指示长度L
多个缺陷
I
6~120
L=T/3，最小为10，
最大不超过30
在任意9T焊缝长度范围内L不超过T
II
6~120
L=2/3T，最小为12，
最大不超过40
在任意4.5T焊缝长度范围内L不超过T
III
超过II级者
注：①板厚不等的焊缝，以薄板为准
②当焊缝长度不足9T（I级）或4.5（II级）时，按比例折算。
3.11 返修
不允许存在缺陷均应返修，返修的部位后受热影区的部位均应复探，复探时，仍按原探伤条件进行。
3.12 扩探
容器局部探伤时，筒体与封头连接部位：“丁”字焊缝必须进行探伤，探伤比例达到20%后，如发现有超标的缺陷时，应进行不少于该条焊接接头长度10%的补充局部探伤，如仍有不合格的，则对该条焊缝进行100%探伤。
4 报告
探伤人员应认真整理好现场记录,及时填写超标缺陷返修通知单或合格通知单及探伤报告，再经无损探伤责任工程师审核，加盖“无损检测专用章”。
5 资料保管
超声波探伤原始记录（委托单、工艺卡、布片图、评片记录、返修通知单、合格通知单等）、报告等按台整理存档，并建立合格台帐。整理完后归品管课存查,至少保存7年。