鋼焊縫超聲無損檢測的基礎技術

1、鋼焊縫超聲無損檢測的基礎技術：關于GB/T 11345-2013焊縫無損檢測 超聲檢測技術、檢測等級和評定2013年9月18日正式發(fā)布的鋼焊縫超聲檢測國家標準GB/T 11345-2013焊縫無損檢測 超聲檢測技術、檢測等級和評定，2014年6月1日實施。而舊的國家標準為GB/T 11345-1989鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級是1989年5月8日發(fā)布，1990年1月1日實施。新老標準交替的周期為24年。舊標準GB/T 11345-1989是包括檢測技術和評定等級方法兩部分，而這次更新的標準與國際接軌：把檢測技術和評定等級方法分開，各自形成一個獨立的新標準。實際上GB/T 11345

2、-2013里面是不包含評定等級的詳細內容，而是需要引用GB/T 29712-2013焊縫無損檢測 超聲檢測 驗收等級。如果有規(guī)定要求檢測方對缺欠的顯示特征進行評定，則需要引用GB/T 29711-2013焊縫無損檢測 超聲檢測 焊縫中的顯示特征為什么國際標準要把檢測技術和評定等級方法分開？標準模塊化，有利于檢測技術和評定方法兩部分的獨立更新。檢測技術標準和評定方法標準分開后，有需要的話，可以單獨更新其中任何一個標準。下面是關于GB/T 11345新老標準的部分差異?？傮w而言，GB/T 11345-1989的許多模糊地帶都在GB/T 11345-2013被明確了，例如，舊標準要求檢測面的粗糙度不

3、應超過6.3m，但是我們不可能去實測粗糙度。而新標準要求，探頭和工件的接觸間隙不應超過0.5mm，這樣一線檢測人員就知道如何判斷檢測面是否符合不平整度的要求了。在檢測技術方面，新標準的詳細規(guī)定，減少了超聲檢測人員的隨意性，提高了檢測結果的一致性。同時標準的用語也變得嚴謹了，舉個例子，GB/T 11345-1989會把焊縫里的不連續(xù)性稱為“缺陷”，而新標準GB/T 11345-2013則采用一個中性詞：缺欠。一、GB/T 11345-2013會規(guī)定工件檢測時溫度在060。純鐵中聲速與溫度的關系：GB/T 11345-2013是基于橫波聲速為（325530）m/s和縱波聲速為（592050）m/s

4、的鋼材而設立的，因此需要控制工件溫度。同時標準還明確提出：每次檢測前應設定時基線和靈敏度，并考慮溫度的影響。時基線和靈敏度設定時的溫度與焊縫檢測時的溫度之差不應超過15，其目的也是為了避免聲速變化太大，影響定位精度。超聲波在鋼傳播的聲速和探頭折射角一般都在特定溫度下測定的。實際工作中，工件溫度會隨環(huán)境發(fā)生不同程度的變化，當溫度降低時，超聲波在鋼中的聲速會上升，一方面會造成缺陷定位產(chǎn)生誤差，另一方面會造成探頭折射角下降。因此當環(huán)境溫度發(fā)生較大變化后，我們必須對超聲檢測儀器和探頭的參數(shù)重新校正，保證超聲檢測結果的可靠性。關于工件溫度的規(guī)定在GB/T 11345-1989是完全沒有提及的，而GB/T

5、 11345-2013控制了一個影響焊縫超聲檢測的客觀因素。實際上，我們常用的工業(yè)耦合劑為漿糊，工件溫度太低容易結冰；溫度太高容易蒸發(fā)。二、取消探頭K值的說法探頭K值=tan， 為探頭折射角，這只是中國人的提法。外國人是不用K值來描述探頭的折射角 。此舉完全就是為了和國際接軌，規(guī)范超聲檢測術語的使用。GB/T 11345-2013規(guī)定當用橫波且超聲波需要從底面反射時，探頭折射角在3570之間，換算成K值為0.72.7，如果檢測等級要求只需1個角度的斜探頭檢測，而且探頭移動區(qū)寬度為1.25P時，這時候意味著K值在0.72.7以外的探頭都不能使用了，例如K3探頭。還有注意的是，某些檢測等級要求使用

6、2個角度的斜探頭進行檢測，GB/T 11345-2013規(guī)定：2個角度探頭間的折射角應不小于10，且應保證其中一個探頭的折射角在3570之間。這就意味著，選用多個探頭時K值的差異要足夠大。常見K值與折射角的換算：三、驗收等級與評定方法的區(qū)別這個區(qū)別是根本性的，GB/T 11345-2013的驗收等級的評定方法和GB/T 11345-1989完全不一樣。GB/T 11345-2013的評級方法引用GB/T 29712-2013焊縫無損檢測 超聲檢測 驗收等級。驗收等級的評定包含兩個主要內容：第一是檢測靈敏度，第二是缺欠測長。舉個例子，基于橫孔技術（基于直徑為3mm的橫孔）的檢測靈敏度設定，GB/

7、T 11345-2013規(guī)定了四個等級：1）參考等級：所謂的參考等級，就是以直徑為3mm橫孔作為基準反射體，制作的距離-波幅曲線（DAC），記為Ho。2）評定等級：所謂的評定等級，此線的主要作用是為了測量缺欠的顯示長度，采用固定回波幅度等級法：找到超過評定等級的缺欠最高波后，移動探頭使回波降至評定等級線，此時探頭移動距離為該缺欠的顯示長度。舊標準GB/T 11345-1989采用的是：相對靈敏度測長法和端點峰值測長法。新舊標準的測長法對比，新標準的測長法操作性更強，大幅減低操作人員的隨意性，測長結果會更一致。3）記錄等級：記錄等級是對應的驗收等級-4dB，記錄等級的主要作用是，如果單位焊縫長度

8、內存在單個或多個間斷的缺欠，記錄缺欠的累計長度。GB/T29712-2013的5.4小節(jié)還規(guī)定：只要超過了記錄等級的相鄰兩個單獨可驗收的缺欠，只要兩者在焊縫長度方向的間距小于其中較長顯示的2倍長度數(shù)值，就會被評定為單個顯示，其長度應為：兩個相鄰缺欠的顯示長度與兩者間距的疊加。舉例：缺欠1的顯示長度為5mm，缺欠2的顯示長度為10mm，兩者在焊縫長度方向的間距為15mm，缺欠1和2的回波幅度均超過了記錄等級，且單獨可驗收，那么由于兩者的間距15mm小于缺欠2顯示長度的2倍數(shù)值，所以缺欠1和2應判定為單個顯示，其顯示長度為：5+10+15=20（mm）。GB/T 11345-1989有一個漏洞，就

9、是不計多個缺欠的累計長度，如果一條焊縫上有多個缺欠的顯示，但是只要每個缺欠不超標，也能通過驗收。GB/T 11345-2013已經(jīng)堵住了這個漏洞，這意味著：在特定的單位焊縫長度內，如果缺欠數(shù)量過多，即使單獨每個都可以驗收，也有可能因為缺欠的累計長度超標，而不符合驗收等級。4）驗收等級：目前GB/T 11345-2013有兩個驗收等級，分別是2級和3級，驗收等級的靈敏度設定比較復雜，它是根據(jù)焊縫母材厚度、缺欠顯示長度與板厚之間的倍數(shù)關系而變化的。以新標準GB/T 11345-2013的基于橫孔技術的評定等級方法為例：a）首先確定驗收等級是2級，還是3級。此時可確定評定等級，2級對應為Ho-14d

10、B，3級對應為Ho-10dB，可見2級比3級嚴格?；夭úǚ^評定等級的缺欠需要測量其顯示長度。橫孔技術的驗收等級2級和驗收等級3b）然后確定母材板厚t，t以15mm為分界線，當8mmt15mm為一種情況，當15mmt100mm為另一種情況。c）接著根據(jù)缺欠回波波幅H（dB）以及缺欠顯示長度l與板厚t之間的倍數(shù)n（n等于缺欠顯示長度除以板厚），確定驗收等級、記錄等級。以驗收等級2級為例，看看記錄等級、驗收等級是如何設定的。設焊縫母材厚度為t，缺欠的顯示長度為l，缺欠顯示長度與板厚之間的倍數(shù)n=l/t。1）當8mmt15mm時：情況一：當n1時，驗收等級為Ho-4dB，此時記錄等級為Ho-8dB

11、。情況二：當n1時，驗收等級為Ho-10dB，此時記錄等級為Ho-14dB。此時，任意6t的焊縫長度內，所有超過記錄等級的可單獨驗收顯示的最大累計長度 1.2t。適用于板厚8mm15mm的橫孔技術的等級2）當15t100mm：情況一：當n0.5時，驗收等級為Ho dB，此時記錄等級為Ho-4dB。情況二：當0.5n1時，驗收等級為Ho-6dB，此時記錄等級為Ho-10dB。情況三：當n1時，驗收等級為Ho-10dB，此時記錄等級為Ho-14dB。此時，任意單位焊縫長度為100mm，所有超過記錄等級的可單獨驗收顯示的最大累計長度 20mm。適用于板厚15mm100mm的橫孔技術的等級細心的朋友，

12、還會發(fā)現(xiàn)，對于驗收等級2級，當缺欠長度l大于板厚t時，評定等級和記錄等級會重疊，這意味著通常情況下，凡是顯示長度超過板厚的缺欠都會記入累計長度中去。相比之下，舊標準GB/T 11345-1989的靈敏度等級設定是：判廢線Ho-4dB，定量線Ho-10dB，評定線Ho-16dB。評定線以上至定量線以下為I區(qū)(弱信號評定區(qū))，定量線至判廢線以下為II區(qū)(長度評定區(qū))，判廢線及以上區(qū)域為III區(qū)(判廢區(qū))。一般情況下，我們對位于II區(qū)的反射源測長，然后根據(jù)長度進行評價，超過標準允許最大長度則判定為不合格，而對位于III區(qū)的反射源直接判不合格，無論其長度如何。總體來說，新標準GB/T 11345-2013會綜合考慮檢測母材的板厚、缺欠回波波幅、顯示長度、累計長度等因素進行等級評定，與舊標準GB/T 11345-1989對比，驗收等級的評定更為復雜、合理，對檢測人員的標準熟悉度要求更高了。四、檢測等級區(qū)別GB/T 11345-2013規(guī)定來四個檢測等級（A、B、C和D），檢測等級從A級到C級，通過增加掃查探頭的種類、數(shù)量、掃查次數(shù)和探頭移動區(qū)域來提高缺欠的檢出率，檢測等級D適用于特殊情況，在符合通用要求的情況下，制定書面工藝規(guī)程。和GB/T 11345-1989對比，相同檢測等級下，探