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ICS19.100J04中华人民共和国国家标准GB/T36228—2018无损检测平面型伤高度超声定量导则Non-destructivetesting—Guideforplannarflawheightsizingbyultrasonictesting2018-05-14发布2018-12-01实施国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会发布DownloadFrom://bbs.infoeach.comDownloadFrom目次前言Ⅲ…………………………………………………………………………………………………………1范围1………………………………………………………………………………………………………2规范性引用文件1…………………………………………………………………………………………3术语和定义1………………………………………………………………………………………………4方法概要2…………………………………………………………………………………………………530-70法2…………………………………………………………………………………………………6端点衍射法8………………………………………………………………………………………………7双晶双模法14………………………………………………………………………………………………8双晶同模法19………………………………………………………………………………………………附录A(资料性附录)方法的局限性23……………………………………………………………………附录B(资料性附录)伤高度评价流程24…………………………………………………………………ⅠGB/T36228—2018DownloadFrom://bbs.infoeach.comDownloadFrom—2009给出的规则起草。本标准由全国无损检测标准化技术委员会(SAC/TC56)提出和归口。本标准起草单位:国核电站运行服务技术有限公司、东方电气(广州)重型机器有限公司、上海电气核电设备有限公司、哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司。本标准主要起草人:汪明辉、车天泽、汪军、汤国祥、邓黎、邓道勇、季龙华、张建磊。ⅢGB/T36228—2018DownloadFrom://bbs.infoeach.comDownloadFrom范围本标准规定了用于测定铁素体和奥氏体工件开口平面型伤高度尺寸的超声检测技术及其原理。本标准推荐采用传播时间(TOF)或传播时差(△TOF)进行伤高度超声定量。本标准所述的各项平面型伤高度定量技术均有其最佳适用范围,详见附录A。本标准推荐按照附录B中的评价流程进行平面型伤高度定量。本标准不适用于采用信号幅度法对伤尺寸进行定量,不涉及平面型伤的长度定量方法,不提供平面型伤的验收标准。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T12604.1无损检测术语超声检测GB/T20737无损检测通用术语和定义3术语和定义GB/T12604.1和GB/T20737界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1双模法bi-modalmethod一种利用工件中同时存在的纵波和横波进行伤高度定量的超声检测方法。3.2端角反射cornerreflection超声声束倾斜传播到由伤和被检工件表面形成的呈90°的交界面,由于声波与界面相互作用而发生的超声能量反射。3.3双峰doublet同时成对出现在屏幕上,且随着探头靠近和远离伤移动时同步游动的两个信号。注:采用端点衍射法进行伤高度定量时,伤上端点信号和下端点信号(或者端角反射信号)即为双峰出现。3.4远表面far-surface检测时,被检工件上与探头接触面相对的另一个表面。注:例如从外表面检测管材时,管材内表面即为远表面。3.5近表面near-surface检测时,被检工件上与探头接触的表面。注:例如从外表面检测管材时,管材外表面即为近表面。1GB/T36228—2018DownloadFrom法30-70modeConversionmethod一种利用工件中同时产生的70°折射纵波和30°折射横波对工件远表面开口缺陷进行检测的技术。注:使用这种检测技术时,可能会用到70°折射纵波、二次爬波和30-70-70波形转换声波对工件远表面开口裂纹的高度进行定量。4方法概要4.1平面型伤高度超声定量有如下几种方法:———30-70法;———端点衍射法;———双晶双模法;———双晶同模法。4.2采用上述方法进行伤高度超声定量时,被检工件在厚度方向分为三个等分的区域:远表面1/3区域,中部1/3区域和近表面1/3区域。使用30-70法时,检测人员根据某种特定信号的出现与否大致判断伤高度扩展到上述某个区域。4.3伤高度超声定量方法分别应用于起始于工件远表面,但扩展至不同厚度范围内的伤,其中端点衍射法主要应用于远表面1/3区域,双晶双模法主要应用于中部1/3区域,双晶同模法主要应用于近表面1/3区域。如果采用合适的试块且方法经证明是有效的,上述各定量方法也可扩展应用于其对应的1/3区域以外范围。4.4超声声程路径通常采用单一线条来表示。530-70法5.1基本原理5.1.1方法概述5.1.1.130-70法测高时,利用70°折射纵波信号、波型转换信号和二次爬波信号,通过上述三种信号出现与否、信号游动范围和70°折射纵波信号的传播时间,大致判断伤高度扩展到被检工件的远表面1/3区域、中部1/3区域还是近表面1/3区域。5.1.1.230-70法用于判断伤的大致高度或者伤是否远表面开口,见图1。a)30-70法声波入射方式图130-70法声束传播示意图2GB/T36228—2018DownloadFrom)30-70法波型转换过程图1(续)5.1.2爬波的激发纵波斜入射时在第二介质中产生折射纵波和折射横波。当速度较高的波型(例如纵波)与速度较低的波型(例如横波)在界面上发生相互作用,折射纵波和折射横波混杂在一起,在工件表面附近形成了一种沿着近表面区域传播的声波,该声波被称为爬波。爬波传播时,由于其中的纵波持续不断地激励横波,因此纵波会在距离激发起始点很短的位置就全部衰减,见图2。随着近表面爬波的传播,其在声波到达的每个位置都发生波型转换产生横波,然后横波传播到工件内部,爬波的头部、直接和间接横波共同形成的波前被称为头波,见图3。头波传播角度见式(1)。图2纵波入射形成近表面爬波的示意图图3纵波转换成头波的示意图3GB/T36228—2018DownloadFromδ=arcsinVSVL…………………………(1)式中:VS———介质2的横波声速;VL———介质2的纵波声速;δ———头波传播角度。5.1.3二次爬波的产生当头波(由于纵波已全部衰减,此时只剩直接横波和间接横波)传播到工件的远表面时,由于声波与界面的相互作用原理,声波在此转换成爬波和70°纵波,此时的爬波即为二次爬波。二次爬波经远表面的切槽或伤反射后,其部分能量转换为头波传播到近表面并被探头所接收。二次爬波对于远表面开口的微小反射体有着很强的检测灵敏度,其检测覆盖范围大约为远表面上距离波型转换点5mm~6mm的位置。5.1.430-70法的典型回波信号5.1.4.1概述当探头向远表面反射体移动时,依次出现三种不同信号,分别为:———70°折射纵波信号;———30-70-70波型转换信号;———二次爬波信号。5.1.4.270°折射纵波信号如果伤延伸到被检工件中上部区域时,70°折射纵波在伤的上部产生反射信号。5.1.4.3波型转换信号头波或直接横波在远表面反射时发生波型转换而形成70°纵波,如果伤高度超过10%~20%工件厚度,该70°纵波被伤反射,并被扫查面上的探头接收,形成波型转换70°纵波信号,见图4。波型转换信号的出现通常表明伤高度大于10%~20%被检工件厚度。图4波型转换信号形成示意图4GB/T36228—2018DownloadFrom二次爬波信号当工件远表面存在开口伤时,探头向伤的位置移动,二次爬波经伤反射后发生波型转换,产生头波或横波,最终被扫查面上的探头接收,形成二次爬波信号,见图5。二次爬波不是表面波,不受焊缝根部结构影响,不会出现根部焊瘤信号。二次爬波信号通常清晰可辨,形状比较尖锐,幅度明显比波型转换信号高,见图6。二次爬波信号的游动范围一般小于波型转换信号,只出现在有限的探头移动范围内,见图7。a)切槽深度:10%t(t为被检工件厚度),增益34dBb)切槽深度:30%t(t为被检工件厚度),增益30dB图5二次爬波信号的产生a)波型转换信号最高时的探头位置示意图图630-70法信号与探头入射点的关系5GB/T36228—2018DownloadFrom)二次爬波信号最高时的探头位置示意图说明:1———波型转换信号最高时的探头位置;2———二次爬波信号最高时的探头位置。图6(续)a)二次爬波信号与波形转换信号游动范围比较(切槽深度:30%t,t为被检工件厚度)b)二次爬波信号与波形转换信号游动范围比较(切槽深度:50%t,t为被检工件厚度)图7不同深度人工伤二次爬波信号和波型转换信号的回波动态特性比较6GB/T36228—2018DownloadFrom检测设备及系统调节5.2.1探头5.2.1.1概述是否能够产生70°折射纵波信号、波型转换信号和二次爬波信号,在很大程度上取决于探头的性能参数。即便是同一厂家制作且标称参数值完全一样的探头,其性能也可能存在差异,因此在检测开始前,宜采用深度分别为20%t、40%t、60%t、80%t(t为被检工件厚度)的内壁切槽评价探头的适用性。5.2.1.2声束角度30-70法测高时,通常要求折射纵波不小于55°,或者直接使用70°折射纵波探头,以此实现同时出现折射纵波信号、波型转换信号和二次爬波信号的目的,并利用上述三种信号来评价伤高度。5.2.1.3晶片30-70法检测时通常采用单晶探头。推荐使用晶片边长为10mm的探头,也可根据工件厚度进行选择。5.2.2仪器宜使用脉冲反射式超声仪,仪器的工作频率范围在1MHz~5MHz。仪器水平线性误差不大于2%。5.2.3试块使用含有不同深度远表面切槽(如线切割槽、V型槽、U型槽等)的试块进行检测系统调节。试块可以是平板或者管道的一段,试块厚度与