超声检测工艺题与综合题解析

超声检测工艺题与综合题解析许遵言上海电气核电设备有限公司工艺题11、对一在制高压容器机加工锻造封头进行超声波检测，具体尺寸见下图，锻件材料号:20MnMo；超声波检测及验收标准执行JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：超声检测》；锻件合格等级按Ⅱ级验收。解释：1、探头：(1)、JB/T4730.3-2005要求：4.2.2双晶直探头的公称频率应选用5MHz。探头晶片面积不小于150mm2；单晶直探头的公称频率应选用2～5MHz，探头晶片一般为φ14～φ25mm。(2)、选择探头2.5P25Z2、检测方向：(1)、JB/T4730.3-2005要求：4.2.5.2纵波检测a)原则上应从两个相互垂直的方向进行检测，尽可能地检测到锻件的全体积。主要检测方向如图7所示。其他形状的锻件也可参照执行；b）锻件厚度超过400mm时，应从相对两端面进行100%的扫查。(2)、检测方向见工艺卡，检测深度350mm,600mm.3、试块(1)、JB/T4730.3-2005要求：4.2.3.1单直探头标准试块采用CSⅠ试块，其形状和尺寸应符合图4和表4的规定。表4CSⅠ标准试块尺寸mm试块序号LDCSⅠ-15050CSⅠ-210060CSⅠ-315080CSⅠ-4200804.2.6.1单直探头基准灵敏度的确定当被检部位的厚度大于或等于探头的三倍近场区长度，且探测面与底面平行时，原则上可采用底波计算法确定基准灵敏度。对由于几何形状所限，不能获得底波或壁厚小于探头的三倍近场区时，可直接采用CSⅠ标准试块确定基准灵敏度。(2)探头2.5P25Z，近场区长度N=D2/4λ=252/4×2.36≈66.2mm,3N≈197mm。锻件厚度350mm,所以可用底波计算法确定基准灵敏度。检测深度350mm,△dB=20lgPB/Pf=20lg2λX/лDf2=20lg2×2.36×350/3.14×22≈42dB,检测深度600mm,△dB=20lgPB/Pf=20lg2λXf2/лDf2XB=20lg2×2.36×6002/3.14×22×350≈52dB。也可以使用CSⅠ-4试块校验灵敏度。检测深度350mm,△dB=20lgPf1/Pf2=40lgX2/X1=40lg350/200≈10dB,检测深度600mm,△dB=20lgPf1/Pf2=40lgX2/X1=40lg600/200≈19dB.4、耦合补偿试块３ｄＢ或实测，大平底０ｄＢ。工艺题22、有一块16MnR钢板规格为4200×2700×90mm，用于制作压力容器筒节，下料尺寸为4000×2700mm，要求进行纵波和横波超声波检测，检测标准为JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：超声检测》，Ⅱ级合格。现有设备如下：(1)、仪器设备：CTS-22型(2)、探头：2.5P12Z2.5P20Z2.5P30Z5.0P12Z5.0P20Z5.0P30Z2.5P14×14K12.5P20×20K12.5P25×25K15.0P14×14K15.0P20×20K15.0P25×25K1(3)、试块：CBⅡ-1CBⅡ-2CBⅡ-3CBⅡ-4CBⅡ-5CBⅡ-6CBI(4)、耦合剂：水、化学浆糊、机油请对下列工艺卡进行审核，发现错误的地方请予以纠正并把正确的结果写在相对应的“订正”空格里。JB/T4730.3-2005关于钢板超声检测的解释：１、纵波检测：1）、探头：板厚6～20mm,双晶直探头,5MHz,晶片面积不小于150mm2;20～40mm,单晶直探头,5MHz,φ14～φ20mm;40～250mm,单晶直探头,2.5MHz,φ20～φ25mm.2）、试块用单直探头检测厚度大于20mm的钢板时，CBⅡ标准试块应符合图2和表2的规定。试块厚度应与被检钢板厚度相近。经合同双方同意，也可采用双晶直探头进行检测。图2CBⅡ标准试块表2CBⅡ标准试块mm试块编号钢板厚度距离s试块厚度TCBⅡ-120～4015≥20CBⅡ-240～6030≥40CBⅡ-360～10050≥65CBⅡ-4100～16090≥110CBⅡ-5160～200140≥170CBⅡ-6200～250190≥2203）、灵敏度校验4.1.4.2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。4.1.4.3板厚不小于探头的三倍近场区时，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4.1.4.2的要求相一致。4）、扫查方式a)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，扫查示意图见图3；b)根据合同、技术协议书或图样的要求，也可采用其他形式的扫查２、横波检测１）、探头B.2.1原则上选用K1斜探头，圆晶片直径应在13mm～25mm之间，方晶片面积应不小于200mm2。如有特殊需要也可选用其他尺寸和K值的探头。B.2.2检测频率为2MHz～5MHz。２）、对比试块B.3.1对比试块用钢板应与被检钢板厚度相同，声学特性相同或相似。B.3.2对比试块上的人工缺陷反射体为V形槽，角度为60°，槽深为板厚的3%，槽的长度至少为25mm。B.3.3对比试块的尺寸、V形槽位置应符合图B.1的规定。B.3.4对于厚度超过50mm的钢板，要在钢板的底面加工第二个如B.3.3所述的校准槽。图B.1对比试块３）、基准灵敏度的确定B.4.1厚度小于或等于50mm的钢板B.4.1.1把探头置于试块有槽的一面，使声束对准槽的宽边，找出第一个全跨距反射的最大波幅，调整仪器，使该反射波的最大波幅为满刻度的80%，在荧光屏上记录下该信号的位置。B.4.1.2移动探头，得到第二个全跨距信号，并找出信号最大反射波幅，记下这一信号幅值点在荧光屏上的位置，将荧光屏上这两个槽反射信号幅值点连成一直线，此线即为距离-波幅曲线。B.4.2厚度大于50mm～150mm的钢板B.4.2.1将探头声束对准试块背面的槽，并找出第一个1/2跨距反射的最大波幅。调节仪器，使反射波幅为满刻度的80%，在荧光屏上记下这个信号的位置。不改变仪器调整状态，在3/2跨距上重复该项操作。B.4.2.2不改变仪器调整状态，把探头再次置于试块表面，使波束对准试块表面上的槽，并找出全跨距最大反射波的位置。在荧光屏上记下这一幅值点。B.4.2.3在荧光屏上将B.4.2.1和B.4.2.2所确定的点相连接，此线即为距离-波幅曲线。B.4.3厚度大于150mm～250mm的钢板B.4.3.1把探头置于试块表面，使声束对准试块底面上的切槽，并找出第一个1/2跨距反射的最大幅度位置。调节仪器，使这一反射波为荧光屏满刻度的80%，在荧光屏上记下这个幅值点。B.4.3.2不改变仪器的调整状态，把探头再次置于试块表面，以全跨距对准切槽获得最大反射，在荧光屏上记下这个幅值点。B.4.3.3在荧光屏上将B.4.3.1和B.4.3.2所确定的点连成一直线，此线即为距离-波幅曲线４）、扫查方法B.5.1在钢板的轧制面上以垂直和平行于钢板主要压延方向的格子线进行扫查，格子线中心距为200mm。工艺题33、某电站锅炉低再出口集箱，其规格为D0508×25mm，材料牌号为10CrMo910。集箱管子与端盖对接环缝如下图所示，焊接剖口为单面V型，焊接方法为手工电弧焊打底，埋弧自动焊盖面，请按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：超声检测》标准C级检测Ⅰ级合格的要求，编制该对接环缝的超声检测工艺卡，并在图上相应部位标注探头位置。试块与工件表面耦合损失差为4dB。JB/T4730.3-2005解释：１、超声检测技术等级1).A级检测：A级仅适用于母材厚度≥8mm～46mm的对接焊接接头。可用一种K值探头采用直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的单面单侧进行检测。一般不要求进行横向缺陷的检测。2)B级检测：a)母材厚度≥8mm～46mm时，一般用一种K值探头采用直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的单面双侧进行检测。b)母材厚度大于46mm～120mm时，一般用一种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测，如受几何条件限制，也可在焊接接头的双面单侧或单面双侧采用两种K值探头进行检测。c)母材厚度大于120mm～400mm时，一般用两种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测。两种探头的折射角相差应不小于10°。d)应进行横向缺陷的检测。检测时，可在焊接接头两侧边缘使探头与焊接接头中心线成10°～20°作两个方向的斜平行扫查，见图12。如焊接接头余高磨平，探头应在焊接接头及热影响区上作两个方向的平行扫查，见图13。3)C级检测：采用C级检测时应将焊接接头的余高磨平，对焊接接头两侧斜探头扫查经过的母材区域要用直探头进行检测，检测方法见5.1.4.4。a).母材厚度≥8mm～46mm时，一般用两种K值探头采用直射波法和一次反射波法在焊接接头的单面双侧进行检测。两种探头的折射角相差应不小于10°，其中一个折射角应为45°。b).母材厚度大于46mm～400mm时，一般用两种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测。两种探头的折射角相差应不小于10°。对于单侧坡口角度小于5°的窄间隙焊缝，如有可能应增加对检测与坡口表面平行缺陷有效的检测方法。c).应进行横向缺陷的检测。检测时，将探头放在与焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查，见图13。2）、试块采用的标准试块为CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA和CSK-ⅣA。CSK-ⅠA、CSK-ⅡA和CSK-ⅢA试块适用壁厚范围为6mm～120mm的焊接接头，CSK-ⅠA和CSK-ⅣA系列试块适用壁厚范围大于120mm～400mm的焊接接头。在满足灵敏度要求时，试块上的人工反射体根据检测需要可采取其他布置形式或添加，也可采用其他型式的等效试块。3）、探头K值（角度）斜探头的K值（角度）选取可参照表18的规定。条件允许时，应尽量采用较大K值探头。表18推荐采用的斜探头K值板厚T,mmK值6～253.0～2.0（72°～60°）25～462.5～1.5（68°～56°）46～1202.0～1.0（60°～45°）120～4002.0～1.0（60°～45°）4）、检测频率检测频率一般为2MHz～5MHz。5)、母材的检测对于C级检测，斜探头扫查声束通过的母材区域，应先用直探头检测，以便检测是否有影响斜探头检测结果的分层或其他种类缺陷存在。该项检测仅作记录，不属于对母材的验收检测。母材检测的要点如下：a）检测方法：接触式脉冲反射法，采用频率2MHz～5MHz的直探头，晶片直径10mm～25mm。b）检测灵敏度：将无缺陷处第二次底波调节为荧光屏满刻度的100%。c）凡缺陷信号幅度超过荧光屏满刻度20%的部位，应在工件表面作出标记，并予以记录。6)、距离-波幅曲线的灵敏度选择a）壁厚为6mm～120mm的焊接接头，其距离-波幅曲线灵敏度按表19的规定。b）壁厚大于120mm～400mm的焊接接头，其距离-波幅曲线灵敏度按表20的规定。c）检测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。工艺题44、某锻件如图1所示，材质SA387Gr22Cl3（低合金钢），机加工后要求进行超声检测，执行标准JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：超声检测》，验收标准：底波降低量Ⅰ级、其它缺陷Ⅱ级。请填写以下工艺卡：解释：1、锻件检测特点：1)、曲率较大，Φ360mm,Φ515mm;2)、T=31mm,65mm,108.5mm,165mm.3)、Φ298/Φ360=0.82,Φ298/Φ515=0.574)需要用直探头，双晶探头，斜探头。5)2.5P14Z,N≈21mm,3N≈63mm;2.5P20Z,N≈42mm,3N≈126mm2、双晶直探头试块a)工件检测距离小于45mm时，应采用CSⅡ标准试块。b)CSⅡ试块的形状和尺寸应符