钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级.docx
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1、中华人民共和国国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 GB/T ll34589 Method for manual ultrasonic testing and classification of testing results for ferritic steel welds1 主题内容与适用范围 本标准规定了检验焊缝及热影响区缺陷,确定缺陷位置、尺寸和缺陷评定的一般方法及探伤结果的分级方法。 本标准适用于母材厚度不小于8mm的铁素体类钢全焊透熔化焊对接焊缝脉冲反射法手工超声波检验。 本标准不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝;外径小于159mm的钢管对接焊缝;内径小于等于 200mm的管
2、座角焊缝及外径小于250mm和内外径之比小于80的纵向焊缝。2 引用标准 ZBY 344 超声探伤用探头型号命名方法 ZBY 231 超声探伤用探头性能测试方法 ZBY 232 超声探伤用l号标准试块技术条件 ZBJ04 001 A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试方法3 术语31 简化水平距离l 从探头前沿到缺陷在探伤面上测量的水平距离。32 缺陷指示长度l 焊缝超声检验中,按规定的测量方法以探头移动距离测得的缺陷长度。33 探头接触面宽度W 环缝检验时为探头宽度,纵缝检验为探头长度,见图1。34 纵向缺陷 大致上平行于焊缝走向的缺陷。35 横向缺陷 大致上垂直于焊缝走向的缺陷。36几何临
3、界角 筒形工件检验,折射声束轴线与内壁相切时的折射角。37 平行扫查 在斜角探伤中,将探头置于焊缝及热影响区表面,使声束指向焊缝方向,并沿焊缝方向移动的扫查方法。38斜平行扫查 在斜角探伤中,使探头与焊缝中心线成一角度,平行于焊缝方向移动的扫查方法。39 探伤截面 串列扫查探伤时,作为探伤对象的截面,一般以焊缝坡口面为探伤截面,见图2。310 串列基准线 串列扫查时,作为一发一收两探头等间隔移动基准的线。一般设在离探伤截面距离为05跨距的位置,见图2。311 参考线 探伤截面的位置焊后已被盖住,所以施焊前应予先在探伤面上,离焊缝坡口一定距离画出一标记线,该线即为参考线,将作为确定串列基准线的依
4、据,见图3。312 横方形串列扫查 将发、收一组探头,使其入射点对串 列基准线经常保持等距离平行于焊缝移动的扫查方法,见图4。313 纵方形串列扫查 将发、收一组探头使其入射点对串列基准线经常保持等距离,垂直于焊缝移动的扫查方法,见图4。4 检验人员41 从事焊缝探伤的检验人员必须掌握超声波探伤的基础技术,具有足够的焊缝超声波探伤经验,并掌握一定的材料、焊接基础知识。 42 焊缝超声检验人员应按有关规程或技术条件的规定经严格的培训和考核,并持有相应考核组织颁发的等级资格证书,从事相对应考核项目的检验工作。 注:一般焊接检验专业考核项目分为板对接焊缝;管件对接焊缝,管座角焊缝;节点焊缝等四种。4
5、3 超声检验人员的视力应每年检查一次,校正视力不得低于10。5探伤仪、探头及系统性能51 探伤仪 使用A型显示脉冲反射式探伤仪,其工作频率范围至少为15MHz,探伤仪应配备衰减器或增益控制器,其精度为任意相邻12dB误差在4-1dB内。步进级每档不大于2dB,总调节量应大于60dB,水平线性误差不大于1,垂直线性误差不大于5。52 探头521 探头应按ZBY 344标准的规定作出标志。522 晶片的有效面积不应超过500mm2,且任一边长不应大于25mm。523 声束轴线水平偏离角应不大于2。524 探头主声束垂直方向的偏离,不应有明显的双峰,其测试方法见ZBY 231。525 斜探头的公称折
6、射角为45、60、70或K值为10、15、20、25,折射角的实测值与公称值的偏差应不大于2(K值偏差不应超过5-01),前沿距离的偏差应不大于lmm。如受工件几何形状或探伤面曲率等限制也可选用其他小角度的探头。526 当证明确能提高探测结果的准确性和可靠性,或能够较好地解决一般检验时的困难而又确保结果的正确,推荐采用聚焦等特种探头。53 系统性能531灵敏度余量系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上。532远场分辨力 a直探头:X30dB; b斜探头:Z6dB,54 探伤仪、探头及系统性能和周期检查541 探伤仪、探头及系统性能,除灵敏度余量外,均应按ZBJ04 001的规定方法进行测
7、试。542 探伤仪的水平线性和垂直线性,在设备首次使用及每隔3个月应检查一次。543 斜探头及系统性能,在表1规定的时间内必须检查一次。6 试块61 标准试块的形状和尺寸见附录A,试块制造的技术要求应符合ZBY 232的规定,该试块主要用于测定探伤仪、探头及系统性能。62 对比试块的形状和尺寸见附录B。表1 斜探头及系统性能检查周期 检 查 项 目 检 查 周 期 前沿距离 折射角或K值 偏离角开始使用及每隔6个工作日 灵敏度余量 分辨力开始使用、修补后及每隔1个月6 21 对比试块采用与被检验材料相同或声学性能相近的钢材制成。试块的探测面及侧面,在以25MHz以上频率及高灵敏条件下进行检验时
8、,不得出现大于距探测面20mm处的2mm平底孔反射回来的回波幅度14的缺陷回波。622 试块上的标准孔,根据探伤需要,可以采取其他形式布置或添加标准孔,但应注意不应与试块端角和相邻标准孔的反射发生混淆。623 检验曲面工件时,如探伤面曲率半径R小于等于W2/4时,应采用与探伤面曲率相同的对比试块。反射体的布置可参照对比试块确定,试块宽度应满足式(1):b2 (1)式中 b-试块宽度,mm -波长,mm S-声程,m; De声源有效直径,mm。63 现场检验,为校验灵敏度和时基线,可以采用其他型式的等效试块。7 检验等级71 检验等级的分级 根据质量要求检验等级分为A、B、c三级,检验的完善程度
9、A级最低,B级一般,c级最高,检验工作的难度系数按A、B、C顺序逐级增高。应按照工件的材质、结构、焊接方法、使用条件及承受载荷的不同,合理的选用检验级别。检验等级应按产品技术条件和有关规定选择或经合同双方协商选定。 注:A级难度系数为11 8级为56;C级为1012。 本标准给出了三个检验等级的检验条件,为避免焊件的几何形状限制相应等级检验的有效性,设计、工艺人员应在考虑超声检验可行性的基础上进行结构设计和工艺安排。72 检验等级的检验范围721 A级检验采用一种角度的探头在焊缝的单面单侧进行检验,只对允许扫查到的焊缝截面进行探测。一般不要求作横向缺陷的检验。母材厚度大于50mm时,不得采用A
10、级检验。722 B级检验原则上采用一种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验,对整个焊缝截面进行探测。母材厚度大于100mm时,采用双面双侧检验。受几何条件的限制,可在焊缝的双面单侧采用两种角度探头进行探伤。条件允许时应作横向缺陷的检验。723 c级检验至少要采用两种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验。同时要作两个扫查方向和两种探头角度的横向缺陷检验。母材厚度大于100mm时,采用双面双侧检验。其他附加要求是: a对接焊缝余高要磨平,以便探头在焊缝上作平行扫查: b焊缝两侧斜探头扫查经过的母材部分要用直探头作检查; c焊缝母材厚度大于等于100mm,窄间隙焊缝母材厚度大于等于40mm时,一般要增加串列
11、式扫查,扫查方法见附录c。8 检验准备81 探伤面811 按不同检验等级要求选择探伤面。推荐的探伤面如图5和表2所示。812 检验区域的宽度应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10mm,最大20mm,见图6。813 探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他外部杂质。探伤表面应干整光滑,便于探头的自由扫查,其表面粗糙度不应超过63m,必要时应进行打磨:表2 探伤面及使用折射角 板厚,mm 探 伤 面探伤法 使用折射角或尺值 A B C 25 单面单侧 单面双侧(1和2或3和 4)或双面单侧(1和3或 2和4)直射法及一次反射法 70(K25,K2O) 2550
12、70或60(K25,K20,K15) 50100 直射法45或60;45和60,45和70并用(K1或K15;K1和K15,K1和K2O并用) 100 双面双侧45和60并用(K1和K15或K2并用)a采用一次反射法或串列式扫查探伤时,探头移动区应大于125P:P-2tg (2)或P2K (3) 式中 p-跨距,mm; 母材厚度,mm。 b采用直射法探伤时,探头移动区应大于075P。814 去除余高的焊缝,应将余高打磨到与邻近母材平齐。保留余高的焊缝,如焊缝表面有咬边,较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨,并作圆滑过渡以免影响检验结果的评定。815 焊缝检验前,应划好检验区段,标记出检验区段编
13、号。 82检验频率 检验频率一般在25MHz范围内选择,推荐选用225MHz公称频率检验。特殊情况下,可选用低于2MHz或高于25MHz的检验频率,但必须保证系统灵敏度的要求。83 探头角度831 斜探头的折射角或K值应依据材料厚度,焊缝坡口型式及预期探测的主要缺陷种类来选择。对不同板厚推荐的探头角度和探头数量见表2。832 串列式扫查,推荐选用公称折射角均为45的两个探头,两个探头实际折射角相差不应超过2,探头前沿长度相差应小于2mm。为便于探测厚焊缝坡口边缘未熔合缺陷,亦可选用两个不同角度的探头,但两个探头角度均应在3555范围内。84 耦合剂841 应选用适当的液体或糊状物作为耦合剂,耦
14、合剂应具有良好透声性和适宜流动性,不应对材料和人体有损伤作用,同时应便于检验后清理。842 典型的耦合剂为水、机油、甘油和浆糊,耦合剂中可加入适量的“润湿剂”或活性剂以便改善耦合性能。843 在试块上调节仪器和产品检验应采用相同的耦合剂。85 母材的检查 采用c级检验时,斜探头扫查声束通过的母材区域应用直探头作检查,以便探测是否有影响斜角探伤结果解释的分层性或其他种类缺陷存在。该项检查仅作记录,不属于对母材的验收检验。母材检查的规程要点如下: a方法:接触式脉冲反射法,采用频率25MHz的直探头,晶片直径1025mm; b灵敏度:将无缺陷处二次底波调节为荧光屏满幅的100; c记录:凡缺陷信号
15、幅度超过荧光屏满幅20的部位,应在工件表面作出标记,并予以记录。9仪器调整和校验91 时基线扫描的调节 荧光屏时基线刻度可按比例调节为代表缺陷的水平距离l(简化水平距离l);深度h;或声程s,见图7。 911 探伤面为平面时,可在对比试块上进行时基线扫描调节,扫描比例依据工件厚度和选用的探头角度来确定,最大检验范围应调至荧光屏时基线满刻度的23以上。912 探伤面曲率半径R大于W2/4时,可在平面对比试块上或与探伤面曲率相近的曲面对比试块上,进行时基线扫描调节。913 探伤面曲率半径只小于等于W2/4时,探头楔块应磨成与工件曲面相吻合,在623条规定的对比试块上作时基线扫描调节。92 距离一波
16、幅(DAC)曲线的绘制921 距离一波幅曲线由选用的仪器、探头系统在对比试块上的实测数据绘制见图8,其绘制方法见附录D,曲线由判废线RL,定量线SL和评定线EL组成,不同验收级别的各线灵敏度见表3。表中的DAC是以3mm标准反射体绘制的距离一波幅曲线-即DAC基准线。评定线以上至定量线以下为I区(弱信号评定区);定量线至判废线以下为区(长度评定区);判废线及以上区域为区(判废区)。922 探测横向缺陷时,应将各线灵敏度均提高6dB。923 探伤面曲率半径R小于等于W2/4时,距离波幅曲线的绘制应在曲面对比试块上进行。表3 距离一波幅曲线的灵敏度级别DACmm A B C 850 8300 83
17、00 判废线 DAC DAC-4dB DAC2dB 定量线DAC10dBDAC10dBDAC-8dB 评定线DAC16dBDAC16dBDAC14dB924 受检工件的表面耦合损失及材质衰减应与试块相同,否则应进行传输损失修整见附录E,在1跨距声程内最大传输损失差在2dB以内可不进行修整。925 距离一波幅曲线可绘制在坐标纸上也可直接绘制在荧光屏刻度板上,但在整个检验范围内,曲线应处于荧光屏满幅度的20以上,见图9,如果作不到,可采用分段绘制的方法见图10。93 仪器调整的校验931 每次检验前应在对比试块上,对时基线扫描比例和距离一波幅曲线(灵敏度)进行调节或校验。校验点不少于两点。932
18、检验过程中每4h之内或检验工作结束后应对时基线扫描和灵敏度进行校验,校验可在对比试块或其他等效试块上进行。933 扫描调节校验时,如发现校验点反射波在扫描线上偏移超过原校验点刻度读数的10或满刻度的5(两者取较小值),则扫描比例应重新调整,前次校验后已经记录的缺陷,位置参数应重新测定,并予以更正。934 灵敏度校验时,如校验点的反射波幅比距离一波幅曲线降低20或2dB以上,则仪器灵敏度应重新调整,并对前次校验后检查的全部焊缝应重新检验。如校验点的反射波幅比距离一波幅曲线增加20或2dB以上,仪器灵敏度应重新调整,而前次校验后,已经记录的缺陷,应对缺陷尺寸参数重新测定并予以评定。10 初始检验1
19、01 一般要求1011 超声检验应在焊缝及探伤表面经外观检查合格并满足813条的要求后进行。1012 检验前,探伤人员应了解受验工件的村质、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。1013 探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度。1014 扫查速度不应大于150mms,相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10的重叠。1015 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1012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。102 平板对接焊缝的检验1021 为探测纵向缺陷,斜探头垂直于焊缝中心线放置在探伤面上,作锯
20、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1015的左右转动。1022 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。aB级检验时,可在焊缝两侧边缘使探头与焊缝中心线成l020作斜平行扫查(图12);bC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。1023 为确定缺陷的位置、方
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