超声波检测通用工艺作业指导书

第1页共32页超声波检测通用工艺TechnicsRegulationforUltrasonicTesting作业指导书OperationGuidebook编制PreparedBy：审核CheckedBy：批准ApprovedBy：科恩马特殊过程装备（常熟）有限公司KNMSPECIALPROCESSEQUIPMENT(CHANGSHU)CO.,LTD.第2页共32页超声检测通用工艺规程1一般要求1GeneralRequirements1.1主要内容与适用范围1.1Scope1.1.1本规程规定了检测人员资格、仪器、探头、试块、检测范围、检测方法和质量分级等。1.1.11.1.2本规程按JB/T4730.3编制，采用A型脉冲反射式超声探伤仪器，适用于压力容器的钢板、锻件和焊接接头的检测。符合《压力容器安全技术监察规程》、GB150等要求。1.1.3检测工艺卡是本规程的补充。由Ⅱ级人员按合同及本规程编制，其参数规定得更具体。1.2规范性引用文件JB/T4730.1—2005《承压设备无损检测》第1部分：通用要求JB/T4730.3—2005《承压设备无损检测》第3部分：超声检测GB150—1998《钢制压力容器》JB/T7913—1995《超声检测用钢质对比试块的制造和校验方法》JB/T9214—1999《A型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试方法》JB/T10061—1999《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》JB/T10062—1999《超声波探伤探头性能测试方法》JB/T10063—1999《超声探伤用1号标准试块技术条件》1.3检测人员1.3.1检测人员必须经过培训，按《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》的要求，经理论和实际考试合格，取得相应的等级资格证书。检测由Ⅱ级人员进行，Ⅰ级人员仅作检测的辅助工作。1.3.2检测人员每年应检查一次身体，其未经矫正或经矫正的近（距）视力和远（距）视力应不低于5.0（小数记录值为1.0）。1.4仪器、探头和试块1.4.1仪器和探头使用汕头超声仪器厂生产的CTS-2000型仪器和友联公司生产的PUXT-3300和PUXT-U1型仪器。（1）探伤仪第3页共32页采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为0.5MHz～10MHz，仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。探伤仪应具有80dB以上的连续可调衰减器，步进级每挡不大于2dB，其精度为任意相邻12dB的误差在±1dB以内，最大累计误差不超过1dB。水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。其余指标应符合JB/T10061的规定。（2）探头①晶片面积一般不应大于500mm2，且任一边长原则上不大于25mm。②单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°，主声束垂直方向不应有明显的双峰。（3）超声探伤仪和探头的系统性能①在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于10dB。②仪器和探头的组合组合频率与公称频率误差不得大于±10%。③仪器和直探头组合的始脉冲宽度（在基准灵敏度下）：对于频率为5MHz的探头，宽度不大于10mm；对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mm。④直探头的远场分辨力应不小于30dB，斜探头的远场分辨力应不小于6dB。⑤仪器和探头的系统性能应按JB/T9214和JB/T10062的规定进行测试。1.4.2试块1.4.2.1标准试块（1）标准试块是指本规程规定的用于仪器探头系统性能标准和检测校准的试块，本规程采用的标准试块有：①钢板用标准试块：CBI、CBII；②锻件用标准试块：CSI、CSII、CSIII；③焊接接头用标准试块：CSK-IA、CSK-IIA、CSK-IIIA、CSK-IVA。（2）标准试块应采用与被检工件声学性能相同或近似的材料制成，该材料用直探头检测时，不得有大于或等于φ2mm平底孔当量直径的缺陷。（3）标准试块尺寸精度应符合本规程的要求，并应经计量部门检定合格。（4）标准试块的其他制造要求应符合JB/T10063和JB/T7913的规定。1.4.2.2对比试块（1）对比试块是指用于检测校准的试块。（2）对比试块的外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应。如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应由其最大厚度来确定。（3）对比试块反射体的形状、尺寸和数量应符合本规程的规定。第4页共32页1.5检测的一般方法1.5.1扫查覆盖率检测时，探头每次扫查的覆盖率应大于探头直径的15%。1.5.2探头的移动速度探头移动的扫查速度不应超过150mm/s。当采用自动报警装置扫查时，不受此限制。1.5.3扫查灵敏度扫查灵敏度不得低于基准灵敏度。1.5.4耦合剂采用机油、糨糊、甘油、专用耦合剂和水等透声性好，且不损伤检测表面的耦合剂。1.5.5检测面的制备（1）承压设备的制造检验中，超声检测的检测时机及抽检率的选择等应按相关法规、标准及有关技术文件的规定。（2）所确定的检测面应保证工件被检部分均能得到充分检查。（3）焊缝的表面质量应经外观检查合格。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。表面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性，否则应做适当的处理。1.5.6灵敏度补偿（1）耦合补偿。在检测和缺陷定量时，应对由表面粗糙度引起的耦合损失进行补偿。（2）衰减补偿。在检测和缺陷定量时，应对材质衰减引起的检测灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿。（3）曲率补偿。对探测面是曲面的工件，应采用曲率半径与工件相同或相近的试块，通过对比试验进行曲率补偿。1.6系统校准和复核1.6.1仪器校准每隔三个月至少对仪器的水平线性和垂直性进行一次测定，测定方法按JB/T10061的规定进行。1.6.2新购探头测定新购探头须有探头性能参数说明书，新探头使用前应进行前沿距离、K值、主声束偏离、灵敏度余量和分辨力等主要参数的测定。测定方法应按JB/T10062的有关规定进行，并满足其要求。1.6.3检测前仪器和探头系统测定（1）使用仪器——斜探头系统，检测前应测定前沿距离、K值和主声束偏离，调节或复核扫描量程第5页共32页和扫查灵敏度。（2）使用仪器——直探头系统，检测前应测定始脉冲宽度、灵敏度余量和分辨力，调节或复核扫描量程和扫查灵敏度。1.6.4检测过程中仪器和探头系统的复核遇有下述情况应对系统进行复核：（1）校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时；（2）检测人员怀疑扫描量程或扫查灵敏度有变化时；（3）连续工作4h以上时；（4）工作结束时。1.6.5检测结束前仪器和探头系统的复核（1）每次检测结束前，应对扫描量程进行复核。如果任意一点在扫描线上的偏移超过扫描线读数的10%，则扫描量程应重新调整，并对上一次复核以来所有的检测部位进行复检。（2）每次检测结束前，应对扫查灵敏度进行复核。一般对距离-波幅曲线的校核不应少于3点。如曲线上任何一点幅度下降2dB，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复检；如幅度上升2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。2承压设备钢板的超声检测2.1适用范围本条适用于板厚为6mm～250mm的碳素钢、低合金钢制承压设备用板材的超声检测和质量分级。奥氏体钢板、镍及镍合金板材以及双相不锈钢板材的超声检测也可参照本条执行。2.2探头选用2.2.1探头应按表1选用。表1承压设备用板材超声检测探头选用板厚，mm采用探头公称频率，MHz探头晶片尺寸6～20双晶直探头5晶片面积不小于150mm220～40单晶直探头5Φ14mm～Φ20mm40～250单晶直探头2.5Φ20mm～Φ25mm2.2.2双晶直探头性能应符合JB/T4730.3附录A（规范性附录）的要求。2.3标准试块2.3.1用双晶直探头检测厚度不大于20mm的钢板时，采用如图1所示的CBⅠ标准试块。2.3.2用单直探头检测厚度大于20mm的钢板时，采用如图2和表2规定的CBⅡ标准试块。试块厚度应第6页共32页与被检钢板厚度相近。如经合同双方协商同意，也可采用双晶探头进行检测。注：尺寸误差≤0.05mm6.3全部221814108643＞408×4040图1CBⅠ标准试块φ53.2AA0.1sT全部3.2100100第7页共32页图2CBⅡ标准试块表2CBⅡ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TCBⅡ-1＞20～4015≥20CBⅡ-2＞40～6030≥40CBⅡ-3＞60～10050≥65CBⅡ-4＞100～16090≥110CBⅡ-5＞160～200140≥170CBⅡ-6＞200～250190≥2202.4基准灵敏度2.4.1板厚不大于20mm时，用CBⅠ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作为基准灵敏度。2.4.2板厚大于20mm时，应将CBⅡ试块φ5平底孔第一次反射波高调整到满刻度的50%作为基准灵敏度。2.4.3板厚不小于探头的3倍近场区时，也可取钢板无缺陷完好部位的第一次底波来校准灵敏度，其结果应与2.4.2的要求相一致。2.5检测方法2.5.1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，也可选钢板的上、下两轧制平面分别进行检测。2.5.2扫查方式（1）探头沿垂直于钢板压延方向、间距不大于100mm的平行线进行扫查。在钢板剖口预定线两侧各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所示。（2）根据合同、协议书或图样的要求，也可进行其他形式的扫查。2.5.3耦合方式耦合方式可采用直接接触法或液浸法。2.6缺陷的测定与记录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：（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%；第8页共32页（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%；（3）当底面第一次反射波（B1）波高低于满刻度的50%，即B1＜50%。剖口预定线100%扫查区压延方向（b）（a）100100100图3探头扫查示意图2.6.2缺陷的边界范围或指示长度的测定方法（1）检出缺陷后，应在它的周围继续检测，以确定缺陷的边界范围或指示长度。（2）用双晶直探头确定缺陷的边界范围或指示长度时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直，并使缺陷波下降到或基准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严重者为准。（3）用单直探头确定缺陷的边界范围或指示长度时，移动探头使缺陷波第一次反射波高下降到基准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严重者为准。（4）确定本规程2.6.1（3）条缺陷的边界范围或指示长度时，移动探头（单直探头或双直探头）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。第9页共32页（5）当板厚较薄，确需采用第二次缺陷波和第二次底波来评定缺陷时，基准灵敏度应以相的第二次底面反射波来校准。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。若单个缺陷的指示长度小于40mm时，可不作记录。2.7.2单个缺陷面积的评定规则（1）一个缺陷按其指示的面积作为该缺陷的单个指示面积。（2）多个缺陷的相邻间距小于100mm或间距小于相邻较小缺陷的指示长度（取其较大值）时，以各块缺陷面积之和作为单个缺陷指示面积。（3）指示面积不计的单个缺陷见表3。表3钢板质量分级等级单个缺陷指示长度（mm）单个缺陷指示面积（cm2）在任一1m×1m检测面积内存在的