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焊缝超声波探探伤方法

一般要求
10.1.1 超声检验应在焊缝及探伤表面经外观检查合格并满足8.1.3条的要求后进行.
10.1.2 检验前,探伤人员应了解受验工件的材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫、沟槽等情况. 
10.1.3 探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度. 
10.1.4 扫查速度不应大于150mm/s,相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10%的重叠.
10.1.5 对波幅超过评定线的反射波,应根据探头位置、方向、反射波的位置及10.1.2条了解的焊缝情况,判断其是否为缺陷.判断为缺陷的部位应在焊缝表面作出标记. 
10.2 平板对接焊缝的检验
10.2.1 为探测纵向缺陷,斜探头垂直于焊缝中心线在探伤面上,作锯齿型扫查见图11.探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊缝截面及热影响区.在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时,还应作10°-15°的左右转动.
10.2.2 为探测焊缝及热影响区的横向缺陷应进行平行和斜平行扫查. 
a. B级检验时,可寅边缘使探头与焊缝中心线成10°-20°作斜平行的扫查(图12);
b. C级检验时,可将探头放在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查(图13),焊缝母材厚度超过100mm时,应在焊缝的两面作平行扫查或者采用两种角度探头(45°和60°或45°和70°并用)作单面两个方向的平行扫查;亦可用两个45°探头作串列式平行扫查; 
c. 对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线成45°的斜向扫查.
10.2.3 为确定缺陷的位置、方向、形状、观察缺陷动态波形或区分缺陷讯号与伪讯号,可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式(图14). 
10.3 曲面工件对接焊缝的检验
10.3.1 探伤面为曲面时,应按6.2.3和9.1.3条的规定选用对比试块,并采用10.2条的方法进行检验,C级检验时,受工件几何形状限制,横向缺陷探测无法实施时,应在检验记录中予以注明. 
10.3.2 环缝检验时,对比试块的曲率半径为探伤面曲率半径0.9-1.5倍的对比试块均可采用.探测横向缺陷时按10.3.3条的方法进行.
10.3.3 纵缝检验时,对比试块的曲率半径与探伤面曲率半径之差应小于10%.
10.3.3.1 根据工件的曲率和材料厚度选择探头角度,并考虑几何临界角的限制,确保声束能扫查到整个焊缝厚度.条件允许时,声束在曲底面的入射角度不应超过70°.
10.3.3.2 探头接触面修磨后,应注意探头入射点和折射角或K值的变化,并用曲面试块作实际测定. 
10.3.3.3 当R大于W2/4采用平面对比试块调节仪器时,检验中应注意到荧光屏指示的缺陷深度或水平距离与缺陷实际的径向埋藏深度或水平距离孤长的差异,必要时应进行修正.
10.4 其他结构焊缝的检验
10.4.1 一般原则
a.尽可能采用平板焊缝检验中已经行之有效的各种方法; 
b.在选择探伤面和探头时应考虑到检测各种类型缺陷的可能性,并使声束尽可能垂直于该结构焊缝中的主要缺陷. 
10.4.2 T型接头
10.4.2.1 腹板厚度不同时,选用的折射角见表4,斜探头在腹板一侧作直射法和一次反射法探伤见图15位置2.
10.4.2.2 采用折射角45°(K1)探头在腹板一侧作直射法和一次反射法探测焊缝及腹板侧热影响区的裂纹(图16). 
10.4.2.3 为探侧腹板和翼板间未焊透或翼板侧焊缝下层状撕裂等缺陷,可采用直探头(图15位置1)或斜探头(图16位置3)在翼板外侧探伤或采用折射角45°(K1)探头在翼板内侧作一次反射法探伤(图15位置3).
10.4.3 角接接头
角接接头探伤面及折射角一般按图17和表4选择.
10.4.4 管座角焊缝
10.4.4.1 根据焊缝结构形式,管座角焊缝的检验有如下五种探侧方法,可选择其中一种或几种方式组合实施检验.探测方式的选择应由合同双方商定,并重点考虑主要探测对象和几何条件的限制(图18、19).
a.在接管内壁表面采用直探头探伤(图18位置1);
b.在容器内表面用直探头探伤(图19位置1);
c.在接管外表面采用斜探头探伤(图19位置2);
d.在接管内表面采用斜探头探伤(图18位置3,图19位置3);
e.在容器外表面采用斜探头探伤(图18位置2).
10.4.4.2 管座角焊缝以直探头检验为主,对直探头扫查不到的区域或结构,缺陷向性不适于采用直探头检验时,可采用斜探头检验,斜探头检验应符合10.4.1条的规定.
10.4.5 直探头检验的规程
a.推荐采用频率2.5Mhz直探头或双晶直探头,探头与工件接触面的尺寸W应小于2√R;
b.灵敏度可在与工件同曲率的试块上调节,也可采用计算法或DGS曲线法,以工件底面回波调节.其检验等级评定见表5.

11 规定检验

11.1 一般要求
11.1.1 规定检验只对初始检验中被标记的部位进行检验. 
11.1.2 探伤灵敏度应调节到评定灵敏度. 
11.1.3 对所有反射波幅超过定量线的缺陷,均应确定其位置,最大反射波幅所在区域和缺陷指示长度. 
11.2 最大反射波幅的测定
11.2.1 对判定为缺陷的部位,采取10.2.3条的探头扫查方式、增加探伤面、改变探头折射角度进行探测,测出最大反射波幅并与距离--波幅曲线作比较,确定波幅所在区域.波幅测定的允许误差为2DB.
11.3 位置参数的测定
11.3.1 缺陷位置以获得缺陷最大反射波的位置来表示,根据相应的探头位置和反射波在荧光屏上的位置来确定如下全部或部分参数. 
a.纵坐标L代表缺陷沿焊缝方向的位置.以检验区段编号为标记基准点(即原点)建立坐标.坐标正方向距离L表示缺陷到原点之间的距离见图20; 
b.深度坐标h代表缺陷位置到探伤面的垂直距离(mm).以缺陷最大反射波位置的深度值表示; 
c.横坐标q代表缺陷位置离开焊缝中心线的垂直距离,可由缺陷最大反射波位置的水平距离或简化水平距离求得. 
11.3.2 缺陷的深度和水平距离(或简化水平距离)两数值中的一个可由缺陷最大反射波在荧光屏上的位置直接读出,另一数值可采用计算法、曲线法、作图法或缺陷定位尺求出. 
11.4 尺寸参数的测定
应根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量值Φ或测定缺陷指示长度△l. 
11.4.1 缺陷当量Φ,用当量平底孔直径表示,主要用于直探头检验,可采用公式计算,DGS曲线,试块对比或当量计算尺确定缺陷当量尺寸. 
11.4.2 缺陷指示长度△l的测定推荐采用如下二种方法. 
a.当缺陷反射波只有一个高点时,用降低6dB相对灵敏度法测长见图21;
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,则以缺陷两端反射波极大值之间探头的移动长度确定为缺陷指示长度,即端点峰值法见图22.

12 缺陷评定

12.1 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,如有怀疑时采取改变探头角度,增加探伤面、观察动态波型、结合结构工艺特征作判定,如对波型不能准确判断时,应辅以其他检验作综合判定. 
12.2 最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷,其指示长度小于10mm时按5mm计.
12.3 相邻两缺陷各向间距小于8mm时,两缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度. 

13 检验结果的等级分类

13.1 最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷,根据缺陷指示长度按表6的规定予以评级.
13.2 最大反射波幅不超过评定线的缺陷,均应为Ⅰ级.
13.3 最大反射波幅超过评定线的缺陷,检验者判定为裂纹等危害性缺陷时,无论其波幅和尺寸如何,均评定为Ⅳ级.
13.4 反射波幅位于Ⅰ区的非裂纹性缺陷,均评为Ⅰ级.
13.5 反射波幅位于Ⅲ区的缺陷,无论其指示长度如何,均评定为Ⅳ级.
13.6 不合格的缺陷,应予返修,返修区域修后,返修部位及补焊受影响的区域,应按原探伤条件进行复验,复探部位的缺陷亦应按12章评定.

14 记录与报告

14.1 检验记录主要内容:工件名称、编号、焊缝编号、坡口形式、焊缝种类、母材材质、规格、表面情况、探伤方法、检验规程、验收标准、所使用的仪器、探头、耦合剂、试块、扫描比例、探伤灵敏度.所发现的超标缺陷及评定记录,检验人员及检验日期等.反射波幅位于Ⅱ区,其指示长度小于表6的缺陷也应予记录.
14.2 检验报告主要内容:工件名称、合同号、编号、探伤方法、探伤部位示意图、检验范围、探伤比例收标准、缺陷情况、返修情况、探伤结论、检验人员及审核人员签字等. 
14.3 检验记录和报告应至少保存7年.
14.4 检验记录和报告的推荐格式见附录F. 

附录A 
标准试块的形状和尺寸
(补充件) 

注:尺寸公差±0.1;各边垂直度不大于0.05;C面尺寸基准面,上部各折射角刻度尺寸值见表A1,下部见表A2. 

附录B 
对比试块的形状和尺寸
(补充件) 
B1 对比试块的形状和尺寸见表B1. 

注:①尺寸公差±0.1mm;②各边垂直度不大于0.1;③表面粗糙度不大于6.3μm;④标准孔与加工面的平行度不大于0.05. 

附录C 
串列扫查探伤方法
(补充件) 

C1 探伤设备
C1.1 超声波探伤仪的工作方式必须具备一发一收工作状态. 
C1.2 为保证一发一收探头相对于串列基准线经常保持等距离移动,应配备适宜的探头夹具,并适用于横方型及纵方型两种扫查方式.
C1.3 推荐采用,频率2-2.5Mhz,公称折射角45°探头,两探头入射点间最短间距应小于20mm. 

C2 仪器调整

C2.1 时基线扫描的调节采用单探头按标准正文9.1 的方法调节,最大探测范围应大于1跨距声程.
C2.2 灵敏度调整
在工件无缺陷部位,将发、收两探头对向放置,间距为1跨距,找到底面最大反射波见图C1及式C1,调节增益使反射波幅为荧光屏满幅高度的40%,并以此为基准波高.灵敏度分别提高8dB、14dB和20dB代表判废灵敏度、定量灵敏度和评定灵敏度. 

C3 检验程序

C3.1 检验准备
a.探伤面对接焊缝的单面双侧; 
b.串列基准线如发、收两探头实测折射角的平均值为β或K值平均为K.在离参考线(参考线至探伤截面的距离L'-0.5P)的位置标记串列基准线,见图C2及式C2.
0.5P=δtgβ (C1)
或0.5P=δK(C2) 
C3.2 初始探伤
C3.2.1 探伤灵敏度不低于评定灵敏度. 
C3.2.2 扫查方式采用横方形或纵方形串列扫查,扫查范围以串列基准线为中心尽可能扫查到整个探伤截面,每个探伤截面应扫查一遍. 
C3.2.3 标记超过评定线的反射波,被判定为缺陷时,应在焊缝的相应位置作出标记. 
C3.3 规定探伤
C3.3.1 对象只对初始检验标记部位进行探伤. 
C3.3.2 探伤灵敏度为评定灵敏度. 
C3.3.3 缺陷位置不同深度的缺陷,其反射波均出现在相当于半跨距声程位置见图C3.缺陷的水平距离和深度分别为: 

(C3)

(C4)
C3.3.4 缺陷以射波幅在最大反射波探头位置,以40%线为基准波高测出缺陷反射波的dB数作为缺陷的相对波幅,记为SL±----dB. 
C3.3.5 缺陷指示长度的测定
采用以评定灵敏度为测长灵敏度的绝对灵敏度法测量缺陷指示长度.即进行左右扫查(横方形串列扫查),以波幅超过评定线的探头移动范围作为缺陷指示长度. 
C4 缺陷评定
所有反射波幅度超过评定线的缺陷均应按标准正文第12章的规定予以评定,并按第13章的规定对探伤结果作等级分类. 

附录D 
距离----波幅(DAC)曲线的制作
(补充件) 

D1 试件
D1.1 采用标准附录B对比试块或其他等效形式试块绘制DAC曲线.
D1.2 R小于等于W2/4时,应采用探伤面曲率与工件探伤面曲率相同或相近的对比试块. 

D2 绘制步骤

DAC曲线可绘制在坐标纸上(称DAC曲线),亦可直接绘制在荧光屏前透明的刻度板上(称DAC曲线板).
D2.1 DAC曲线的绘制步骤如下:
a.将测试范围调整到探伤使用的最大探测范围,并按深度、水平或声程法调整时基线扫描比例; 
b.根据工件厚度和曲率选择合适的对比试块,选取试块上民探伤深度相同或接近的横孔为第一基准孔,将探头置于试块探伤面声束指向该孔,调节探头位置找到横孔的最高反射波; 
c.调节"增益"或"衰减器"使该反射幅为荧光屏上某一高度(例如满幅的40%)该波高即为"基准波高",此时,探伤系统的有效灵敏度应比评定灵敏度高10dB; 
d.调节衰减器,依次探测其他横孔,并找到最大反射波高,分别记录各反射波的相对波幅值(d ;
e.以波幅(d 为纵坐标,以探沿距离(声程、深度或水平距离)为横坐标,将c、d记录数值描绘在坐标纸上; 
f.将标记各点连成圆滑曲线,并延长到整个探测范围,最近探测点到探距离O点间画水平线,该曲线即为Φ3mm横孔DAC曲线的基准线;
g.依据标准正文表3规定的各线灵敏度,在基准线下分别绘出判废线、定量线、评定线,并标记波幅的分区;
h.为便于现场探伤校验灵敏度,在测试上述数据的同时,可对现场使用的便携试块上的某一参考反射体进行同样测量,记录其反射波位置和反射波幅(d 并标记在DAC曲线图上.
D2.2 DAC曲线的绘制步骤如下:

a.同D2.1a; 
b.依据工件厚度和曲率选择合适的对比试块,在试块上所有孔深小于等于探测深度的孔中,选取能产生最大反射波幅的横孔为第一基准孔; 
c.调节"增益"使该孔的反射波为荧光屏满幅高度的80%,将其峰值标记在荧光屏前辅助面板上.依次探测其它横孔,并找到最大反射波,地峰值点标记在辅助面板上,如果做分段绘制,可调节衰减器分段绘制曲线; 
d.将各标记点连成圆滑曲线,并延伸到整个探测范围,该曲线即为Φ3mm横孔DAC曲线基准线;定量灵敏度下,如分别将灵敏度提高或降低6dB,该线将分别代表评定或判废线.(A级检验DAC基准线即为判废线);
e.将灵敏度提高(8-50mm提高到10dB,50-300mm提高10dB或8d,该线表示定量线.在定量灵敏度下,如分别将灵敏度提高或降低6dB,该线将分别代表评定或判废线.(A级检验DAC基准线即为判废线);
f.在作上述测试的同时,可对现场使用的便携式试块上的某一参考反射体作同样测,并将其反射波位置和峰值标记在曲线板上,以便现场进行灵敏度校验.
点击次数:  发布日期:2015-06-15  【打印此页】  【关闭
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