焊接壳体超声波探伤检验作业指导书

焊接壳体超声波探伤检验作业指导书DN/QR-18-20152015年8月玉环县东南塑胶机电有限公司焊接壳体超声波探伤检验作业指导书第1页共7页焊接壳体超声波探伤检验作业指导书1.适应范围本作业指导书适用于厚度大于或等于8mm的铝及铝合金制的GIS焊接壳体全焊透熔化焊对接焊缝对接接头超声波检测，不适用于外径小于159mm的铝及铝合金环向对接接头，也不适用于外径小于250mm或内外径之比小于或等于80%的纵向对接接头的超声波检测。2.超声波探伤原理超声波探伤是利用超声能透入被测材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件内部缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至材料内部时，遇到缺陷与零件底面时，由于缺陷声阻抗和零件声阻抗不同，就分别发生反射回波来，在萤光屏上形成脉冲波形，探伤人员再根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。3、引用标准GB/T9445《无损检测人员资格鉴定与认证》GB/T12604.1《无损检测术语超声检测》GB/T23905《无损检测超声检测用试块》JB/T4730.3-2005《成压设备无损检测第3部分：超声检测》JB/T4734-2002《铝制焊接容器》4、检验人员在本公司从事焊缝探伤检测人员，应按GB/T9445或合同各方同意的体系进行资格鉴定与认证，取得超声检测相关工业门类的资格等级证书，并由雇主或其代理对其进行职位专业培训和操作授权。从事焊缝检测人员应掌握焊缝超声检测通用知识，具有足够的焊缝超声检测经验，并掌握一定的材料和焊接基础知识。5、检测设备及试块EPOCH1000便携式超声无损探伤仪2.5MHzK2.5斜探头耦合剂：化学浆糊、机油等CSK-IA试块CSK-IIA试块(对接焊接接头对比试块-1#)编制陈泽怀20150812校核标准化审定页次标记处数更改文件号签字日期会签批准焊接壳体超声波探伤检验作业指导书第2页共7页6、超声波探伤6.1斜探头校准每次开机超声波测试前，均需要对探头进行校准。斜探头校准步骤如下：a）校准入射点（探头前沿）；b）校准材料声速c）校准探头零点d)校准探头角度（K值）6.1.1校准入射点（探头前沿）用CSK－IA试块或IIW试块（又称荷兰试块）测斜探头零点，按图1所示，首先将仪器声速调节为3080m/s，显示范围为150mm，然后开始测试。如图2所示，将斜探头放在试块上并移动，使得R100mm的圆弧面的反射体回波达到最高，用直尺量出探头前端面距离x，前沿距离L0=（100-x）mm此值即为该探头的前沿值，R100mm弧圆心对应探头上的位置即为探头入射点。6.1.2校准材料声速按照5.1.1中所述找到R100mm的最高反射波，调节显示范围使得屏幕上能显示该弧面的二次回波，显示范围设为150mm声速设为3080m/sA闸门B闸门声程焊接壳体超声波探伤检验作业指导书第3页共7页选择闸门方式为双闸门，如图3所示，调节A闸门与一次回波相交，调节B闸门与二次回波相交，调节声速值使得状态行中声程测量值（S）为100，此时得到的声速值即为该材料的实际声速值。6.1.3校准探头零点保持上面的测量状态，将闸门方式改为单闸门，调节A闸门与一次回波相交，调节探头零点使得状态行中声程测量值（S）再次为100，此时得到的探头零点值即为该探头的零点值，如图4所示。6.1.4K值（角度）校准将探头置于CSKIA铝试块上，如图5所示，对准φ50孔，左右移动探头并调节增益旋钮，找出φ50孔最大回波。测量探头前沿至试块端头距离L，探头K值按下式计算：K=（L+L0-35）/30。将此K值与探头标称值进行对比，如果不一致，将测量值输入设备。图5K值校准及计算6.2DAC曲线制作（距离—波幅曲线）DAC曲线是用于区分大小相同，但距离不同的反射体幅度的变化。正常情况下，试件内同样大小，距离不同的反射体，由于材料的衰减，波束的扩散而造成波幅的变化。DAC曲线是用图示方式补偿材料衰减，近场影响，波束扩散和表面光洁度。正常情况下，在绘制好DAC曲线后，不管试件中反射体的位置如何，同样大小的反射体产生的回波峰值均在同一条曲线上。同样道理，比试件中反射体较小的反射体产生的回波会落在该曲线下面，而较大一些的会落在该曲线上面。制作DAC曲线时，采用CSK-ⅡA铝试块（铝及铝合金对接焊接接头对比试块-1#），分别选取T/4（6.25mm），T/2（12.5mm），3T/4（18.75mm）处的Φ2*40mm的横孔制作曲线。6.2.1调整显示范围通过翻页键及功能键F1选择基本功能组，调整显示范围（选取3倍板厚t，如选取40mm），使DAC曲线标定制作时不会超出该显示范围。6.2.2制作DAC曲线a）进入DAC标定界面，如图6所示，将探头置于对比试块上，移动探头，找到h=T/4（6.25mm）孔的最大波，调节增益旋钮，使回波高度为屏高的80%，使用ADD（增加）按钮，捕捉当前闸门内的回波高度，并显示该测值。b）将探头置于对比试块上，移动探头，找到h=2T/4（12.5mm）孔的最大波，调节增益旋钮，使回波高度为屏高的80%，使用ADD（增加）按钮，捕捉当前闸门内的回波高度，并显示该测值。此时的两点连接成一条曲线，如图7所示。c）将探头置于对比试块上，移动探头，找到h=3T/4（18.75mm）孔的最大波，调节增益旋钮，使回波高度为屏高的80%，使用ADD（增加）按钮，捕捉当前闸门内的回波高度，并显示该测值。此时三点连接一条的曲线，作为Φ2孔的母线。d）标定点完成后，选择Done（完成）完成DAC曲线创建过程，并回到DAC检测模式。6.2.3调节三条偏置曲线的偏置值通过翻页键及功能键F2选择DAC功能组，按JB/T4734的检测标准规定调整三条偏置曲线，Φ2-18，Φ2-12，Φ2-4，即DAC评定线、DAC定量线、DAC判废线，见表1所示。Φ50焊接壳体超声波探伤检验作业指导书第4页共7页表1距离-波幅缺陷灵敏度评定线定量线判废线Φ2×40mm-18dbΦ2×40mm-12dbΦ2×40mm-4db6.2.4绘制好的DAC曲线如图8所示，三条DAC曲线将屏幕划分为1、2、3三个区域，评定线和定量线之间（含评定线）的区域为1区，定量线和判废线之间（含定量线）为2区，判废线及以上区域为3区。现场探伤时这三条DAC曲线将绘制在屏幕上，操作者可根据反射体回波高度所在的区域来直接确定缺陷性质。6.2.5表面粗糙度补偿选择Basic（基本）GAIN（增益）键，对工件表面粗糙度进行补偿，一般对于焊接壳体的检验表面需要补偿3dB，按ADD（增加）键在增益基础上增加补偿增益，此时三条DAC偏置曲线将下降3dB。6.26曲线调整增益如图9所示，为了更好的识别波形，我们需要增加实时A扫描和DAC曲线的增益，然后再进行检测,选择TVGCurveGain（曲线增益）然后通过所选的正步距或负步距调整曲线增益。6.2.7DAC曲线保存将制作完成的DAC曲线以及相关的参数设置保存到波形文件中。以便于以后现场应用时直接调用。焊接壳体超声波探伤检验作业指导书第5页共7页6.3缺陷长度测量方法根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量值Ф和测定缺陷指示长度ΔL。缺陷当量Ф，用当量平底孔直径表示，试块对比或当量计算确定缺陷当量尺寸。缺陷指示长度ΔL的测定一般采用如下三种方法：a、当缺陷反射波只有一个高点时，用降低6dB相对灵敏度法测长；b、在测长扫查过程中，如发现缺陷反射波峰值起伏变化，有多个高点，则采用端点6db法，c、当缺陷位于Ⅰ区时，采用绝对灵敏度法进行测量6.3.16dB法（半波高度法）由于波高降低6dB后正好为原来的一半（20lg0.5=-6db），因此6dB法又称半波高度法。半波高度法的做法是：移动探头找到缺陷的最大反射波（不能达到饱和）然后沿缺陷方向左右移动探头，当缺陷波高降低一半时，探头中心线之间距离就是缺陷的指示长度。6dB法的具体做法是：移动探头找到缺陷的最大反射波后，调节增益器，使缺陷波高降至评定线波高。然后再用增益器将仪器灵敏度提高6dB，沿缺陷方向移动探头，当缺陷波高降至评定线波高时，探头中心线之间距离就是缺陷的指示长度，如（图10）所示。6.3.2端点6db法端点6dB法测长的具体做法是：当发现缺陷后，探头沿着缺陷方向左右移动，找到缺陷两端的最大反射波，分别以这两个端点反射波高为基准，继续向左、向右移动探头，当端点反射波高降低一半时（或6dB时），探头中心线之间的距离即为缺陷的指示长度，如图11所示。6.3.3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，将波幅降到评定线，以此测定缺陷的指示长度。图10半波高度法图11端点6db法6.4质量分级对接接头的缺陷按照表2的分级进行，根据JB/T4734-2002《铝制压力容器》第10.6.4.2条，超声波检测：要求进行局部无损检测的对接接头，合格级别不低于Ⅱ级。表2对接焊接接头质量分级，mm等级板厚T反射波幅所在区单个缺陷指示长度LⅠ＜8Ⅰ非裂纹内缺陷8～40Ⅱ≤10＞40≤T/4，最大不超过20Ⅱ8～40Ⅱ≤15＞40≤T/3，最大不超过27Ⅲ≥8Ⅱ超过Ⅱ级者Ⅲ所有缺陷ⅠⅡⅢ裂纹等危害性缺陷注：板厚不等的对接焊接接头，取薄板侧厚度值6.5检测准备焊接壳体超声波探伤检验作业指导书第6页共7页6.5.1检测面a）检测区域的宽度是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域，这个区域最小为5mm，最大为10mm，见图12。b）检测前，应清除焊缝移动区域的飞溅、锈蚀及油垢及其它杂质，检测表面应平整，便于探头的扫查，其表面粗糙度应小于或等于6.3um，一般应进行打磨。c）焊接接头外观及检测表面经检查合格后，方可进行检测。d）焊接检查面一般在焊接后喷砂前进行检验，若已经表面喷砂，需在表面涂漆后进行检验。图12焊缝探伤扫查区域图13焊缝探伤扫查方法6.5.2扫查灵敏度扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。每次超声波开机扫查后，采用对比试块，扫查三个孔的灵敏度，其灵敏度不得低于评定线灵敏度，同时水平距离和深度不得偏差±1mm。如不一致，重新做DAC曲线。注：超声波探伤仪工作4h后，须校准灵敏度。如果灵敏度不合格，必须对前期4h内探伤零件进行复测。6.5.3扫查方法a）扫查范围按照图12所示区域扫查，扫查时在焊缝两侧2Kt（30～70mm）的区域涂上机油。b）检验焊缝纵向缺陷时，斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上，作锯齿型扫查，见图13所示。斜探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面，在保持探头垂直焊缝移动的同时，还应作10～15度左右的转动。c）为观察缺陷动态波形和区分缺陷信号及伪缺陷信号，确定缺陷的位置、方向和形状，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式，见图14d）对于铝合金对接焊缝采用B级检测，对于母材厚度为8～46mm时，采用一种K值的探头采用直射波法在对接接头的单面双侧进行检测。e）扫查速度一般不超过150mm/s。焊接壳体超声波探伤检验作业指导书第7页共7页图14焊缝探伤探头扫查方式6.5.4缺陷定量检测6.5.4.1灵敏度应调到定量线灵敏度。6.5.4.2对所有反射波幅达到或超过定量线的缺陷，均应确定其位置，最大反射波幅和缺陷当量。6.5.4.3缺陷位置测定应以获得缺陷最大反射波的位置为准。6.5.4.4缺陷最大反射波幅的测定。将探头移至缺陷出现最大反射波信号的位置，测定波幅大小，并确定其在距离—波幅曲线中的区域。6.5.4.5缺陷定量根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量值Ф和测定缺陷指示长度ΔL。缺陷当量Ф，用当量平底孔直径表示，试块对比或当量计算确定缺陷当量尺寸。缺陷长度的具体的测量方法参照5.3的方法。6.5.5缺陷评定a）不允许存在下列缺陷：反射波幅位于判废线及Ⅲ区的缺陷；检测人员判定为裂纹等危害性的缺陷；b）缺陷指示长度小于10mm时按5mm计。c）相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度时，应做为一条缺陷处理，以两缺陷长度之和作为其指示长度（间距不计入缺陷长度）。d）最大反射波幅位于Ⅱ