核電廠薄壁奧氏體不銹鋼焊縫交流電磁場檢驗技術(shù)規(guī)范（征求意見稿）

1T/CEPPCXXXX—XXXX核電廠薄壁奧氏體不銹鋼焊縫交流電磁場檢驗本文件規(guī)定了奧氏體不銹鋼焊縫交流電磁場檢驗（AlternatingCurrentFieldMeasurement，ACFM）的要求。本文件適用于核電廠中壁厚不大于6mm的奧氏體不銹鋼對接焊縫檢驗，包括表面和體積檢驗。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T3280-2015不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶GB/T14976-2012流體輸送用不銹鋼無縫鋼管ASTME2261StandardPracticeforExaminationofWeldsUsingtheAlternatingCurrentFieldMeasurementTechniqueASNTSNT-TC-1APersonnelQualificationandCertificationinNondestructiveTesting3術(shù)語和定義ASTME2261界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1坐標系coordinatesystem用于描述磁場方向，表征探頭、焊縫和缺陷相對位置的基準，見圖1。a)環(huán)焊縫的坐標系b）縱焊縫的坐標系標引序號說明：X——沿掃查方向；Y——與掃查方向垂直方向；Z——與掃查面垂直方向。圖1焊縫檢驗坐標系3.2掃查面scanningsurface放置探頭的工件表面，檢驗時該區(qū)域內(nèi)生成感應(yīng)電流。3.3實基平面圖timebaseplotBx信號與時間關(guān)系形成的平面信號圖。2T/CEPPCXXXX—XXXX3.4梯度圖gradientplotBx信號經(jīng)過梯度算法（求梯度、濾波降噪、模式識別等）后得到的缺陷判定信號圖。3.5成像圖visualfigure根據(jù)梯度信號所繪制的超閾值信號可視化圖。3.6閾值thresholdvalue根據(jù)對比試塊設(shè)定的允許梯度信號最大值。3.7標準試塊standardblock具有規(guī)定的材料牌號、表面粗糙度、熱處理及幾何形狀的材料塊。3.8對比試塊referenceblock具有與被檢工件同材質(zhì)或具有相似電磁學(xué)特性、同規(guī)格、同焊接方法，含有特定人工缺陷的試塊。3.9相關(guān)顯示relevantindication由于缺陷引起的電磁場變化而形成的典型特征信號。3.10非相關(guān)顯示non-relevantindication由于工件形狀突變、工件上表面狀態(tài)影響等引起的電磁場變化形成的典型特征信號。3.11偽顯示falseindication由于操作原因，外部磁場干擾等并非由材料本身缺陷引起的電磁場變化形成的典型特征信號。4一般要求4.1檢驗人員檢驗人員應(yīng)持有ASNTSNT-TC-1A的ACFMⅡ級及以上證書。核安全級、放化安全級物項的無損檢驗人員還需滿足所承擔(dān)項目的相關(guān)監(jiān)督管理部門的規(guī)定。4.2檢驗時機與范圍除其它設(shè)計文件規(guī)定外，應(yīng)符合以下規(guī)定：a)檢驗時機：目視檢查合格后和液體滲透檢驗后（若有）；b)檢驗范圍：焊縫及兩側(cè)熱影響區(qū)各5mm。4.3工藝規(guī)程要求4.3.1基本要求ACFM檢驗應(yīng)按照制定的工藝規(guī)程實施，工藝規(guī)程應(yīng)至少包含表1中列出的變素，并明確相關(guān)變素的具體范圍和要求。3T/CEPPCXXXX—XXXX表1ACFM檢驗變素清單√√√√√√√√√√√√√√4.3.2規(guī)程驗證首次應(yīng)用或當(dāng)表1中的重要變素發(fā)生變化時，應(yīng)對工藝規(guī)程進行驗證；非重要變素發(fā)生變化時，不要求重新驗證。所有重要變素和非重要變素的變化，都要求對工藝規(guī)程進行修改或升版。驗證采用對比試塊，要求試塊中每個特定人工傷的特征信號和梯度信號基本一致，梯度信號響應(yīng)幅值變化不超過10%。驗證是為確保儀器可檢出特定人工缺陷的同時，確定設(shè)置的閾值信號信噪比處于良好的信號范圍，閾值線宜位于全屏高的50%(±10%）。5檢驗設(shè)備和器材5.1概述ACFM設(shè)備包括檢驗儀器、探頭、軟件和電纜線等；輔助器材一般包括標準試塊、對比試塊、機殼、掃查裝置等。5.2檢驗儀器檢驗儀器功能應(yīng)滿足實施檢驗作業(yè)的要求，具有數(shù)據(jù)采集、記錄功能，具有指示和分析功能，且至少滿足以下要求：a)激勵頻率應(yīng)為1KHz；除非材料、表面狀態(tài)或涂層變化要求采用其他頻率；b)數(shù)據(jù)采集硬件的位數(shù)不能低于16位；c)支持探頭熱插拔；d)可在溫度-20℃~50℃、濕度95%的環(huán)境中使用；e)儀器應(yīng)為便攜式，重量宜不大于20Kg，電池宜保證3小時以上連續(xù)使用。5.3檢驗探頭a)在保證整個系統(tǒng)功能和靈敏度的情況下，可用延長電纜線連接探頭與儀器主機；b)探頭覆蓋寬度應(yīng)包含檢驗范圍，宜不小于30mm；c）探頭傳感器靈敏度應(yīng)不小于5mV/Oe。5.4檢驗軟件ACFM檢驗軟件至少應(yīng)具備實基平面圖、梯度圖和成像圖顯示功能，如圖2所示。4T/CEPPCXXXX—XXXX圖2儀器顯示圖示例5.5掃查裝置為保證探頭運動的穩(wěn)定性，宜采用掃查裝置。掃查裝置探頭夾持部分應(yīng)能調(diào)整探頭位置，在掃查時保持探頭相對距離和相對角度不變。驅(qū)動部分可采用自動或手動。對于直徑大于50mm的管道環(huán)焊縫和縱焊縫，推薦采用編碼器定位。5.6儀器和探頭校準儀器和探頭校準周期不應(yīng)超過12個月。校準對象和要求見表2。表2校準對象和要求5.7試塊ACFM試塊分標準試塊和對比試塊，應(yīng)由具有CNAS（中國國家認證委員會）或CMS（中國計量認證）資格的機構(gòu)出具合格證書。試塊上人工缺陷為加工孔。試塊的人工缺陷尺寸允許偏差均為±0.05mm，其余尺寸允許偏差均為±0.1mm。試塊的加工孔深度約等于孔徑；除人工缺陷外，試塊上不允有影響檢測的其他缺陷。5.7.1標準試塊本條采用的標準試塊為GZK-I型、BZK-I型和II型交流電磁場試塊。標準試塊通常采用符合GB/T14976-2012的022Cr19Ni10鋼管，或符合GB/T3280-2015的022Cr19Ni10冷軋鋼板。標準試塊應(yīng)以固溶處理狀態(tài)并經(jīng)酸洗、鈍化后交貨，內(nèi)外表面粗糙度Ra≤12.5μm。a)GZK-I型標準試塊：為特定規(guī)格(φ33.4×3.38×200mm）鋼管，在其長度方向中間處的內(nèi)表面加工φ0.3×0.3mm（1號）、φ0.5×0.5mm（2號）、φ1.0×1.0mm（3號）孔，沿圓周方向間隔120°±5°對稱均布，見圖3。5T/CEPPCXXXX—XXXX圖3GZK-I型標準試塊b)BZK-I型標準試塊：規(guī)格為200×150×4mm鋼板，在其內(nèi)表面加工φ0.3×0.3mm（1號）、φ0.5×0.5mm（2號）、φ1.0×1.0mm（3號）孔，沿長度方向上均勻分布，見圖4。圖4BZ-I型標準試塊c)BZK-II型標準試塊：規(guī)格2：200×150×6mm鋼板，在其內(nèi)表面加工φ0.5×0.5mm（1號）、φ1.0×1.0mm（2號）、φ1.5×1.5mm（3號）孔，沿長度方向上均勻分布，見圖5。6T/CEPPCXXXX—XXXX圖5BZK-II型標準試塊5.7.2對比試塊具有與被檢工件同材質(zhì)或具有相似電磁學(xué)特性、同規(guī)格、同焊接方法。在焊縫內(nèi)表面加工不少于3個孔，沿焊縫方向均勻分布，加工孔直徑不大于設(shè)計允許最小圓形缺陷直徑的80%。除上述加工孔外，對比試塊中不允許有影響檢測的其他缺陷。6系統(tǒng)校驗和復(fù)核6.1一般要求檢驗前應(yīng)對檢驗系統(tǒng)進行校驗，校驗采用標準試塊。校驗應(yīng)包括整個ACFM系統(tǒng)（即儀器、軟件、探頭和線纜），應(yīng)在系統(tǒng)使用前進行校驗。校驗和復(fù)核應(yīng)使用相同的探頭。影響對標準孔響應(yīng)的任何儀器和軟件設(shè)定（如激勵電壓、頻率等在校驗、復(fù)核和實際檢驗時應(yīng)一致。6.2校驗打開ACFM檢驗儀器，點擊“刷新”按鈕一次，清理軟件以前數(shù)據(jù)。探頭在標準試塊無加工孔區(qū)域勻速掃查，可設(shè)定此時梯度信號最大值3倍為校驗標定線。探頭經(jīng)過2號加工孔時軟件界面出現(xiàn)缺陷信號特征，且缺陷信號梯度值達到校驗標定線，表明系統(tǒng)靈敏度滿足要求。根據(jù)設(shè)計需求，也可以選取其他加工孔作為校驗孔。6.3復(fù)核以下情況發(fā)生時需對檢驗系統(tǒng)進行復(fù)核：a)檢驗過程中檢驗設(shè)備開停機；b)當(dāng)檢驗系統(tǒng)的任一部分發(fā)生改變時；c)檢驗操作人員發(fā)生改變時；d)檢驗過程中每隔4小時；7T/CEPPCXXXX—XXXXe)檢驗時，環(huán)境溫濕度變化超過規(guī)定的范圍；f)檢驗結(jié)束時。若復(fù)核時，同一孔的缺陷信號梯度值的變化超過±10%，則前次校驗或復(fù)核的數(shù)據(jù)應(yīng)記為無效或刪除，而這些數(shù)據(jù)涉及的相關(guān)區(qū)域應(yīng)重新檢驗。7檢驗技術(shù)7.1一般要求檢驗應(yīng)遵循如下要求：a)掃查速度儀器和探頭掃查速度應(yīng)為5mm/s～20mm/s，掃查過程宜保持勻速；b)探頭接觸掃查時探頭應(yīng)與檢驗面保持接觸，應(yīng)保證探頭移動過程中晃動幅度小于±1mm。7.2實施條件實施前應(yīng)滿足如下要求：a)被檢表面及鄰近區(qū)25mm范圍內(nèi)，應(yīng)沒有焊接飛濺、鐵屑、銹皮、污垢、油跡及其他可能影響檢驗的外來物。可用任何對工件和檢驗沒有不利影響的方法進行清潔；b)焊縫待檢表面宜進行打磨或修整處理，表面粗糙度Ra≤25μm，應(yīng)圓滑過渡；c)焊縫表面的凹凸，在焊縫任意25mm長度范圍內(nèi)，焊縫余高hmax-hmin的差值≤1mm。d)環(huán)境溫度不超過50℃,不低于-20℃,環(huán)境濕度不超過95%；e)盡量避免結(jié)構(gòu)差異，被檢驗區(qū)域兩側(cè)20mm內(nèi)宜無結(jié)構(gòu)突變；f)在實施檢驗時，焊縫周圍5米區(qū)域內(nèi)應(yīng)無焊接操作或其他電磁干擾。7.3焊縫檢驗區(qū)域的標識焊縫檢驗區(qū)域標識應(yīng)遵循如下要求：a)焊縫位置及其標識應(yīng)記錄在檢驗記錄中；b)如允許在焊縫上作永久標記，可采用既不污染材料也不產(chǎn)生明顯加工硬化和缺口效應(yīng)的方法，要避開應(yīng)力集中區(qū)，對于標記會產(chǎn)生ACFM非相關(guān)顯示的情況，應(yīng)將標記布置在檢驗區(qū)以外；c)對于直徑大于50mm的管道環(huán)焊縫和縱焊縫，應(yīng)通過坐標系定位和標識。7.4閾值確定缺陷判定閾值通過對比試塊確定，主要步驟應(yīng)符合附錄A規(guī)定。7.5掃查掃查應(yīng)滿足如下規(guī)定：a)探頭運動的方向沿焊縫長度方向；b)焊縫所有區(qū)域至少應(yīng)經(jīng)過相反方向的兩次掃查；c)若在長度方向進行分段掃查，掃查重疊部位至少應(yīng)為25mm，直徑小于50mm管道環(huán)焊縫至少應(yīng)為一個時鐘位；d)當(dāng)對在0.5mm以下氣孔類缺陷有檢驗要求時，探頭掃查速度宜不超過10mm/s，避免漏檢。具體情況應(yīng)符合附錄B的規(guī)定。7.6顯示信號的判定顯示信號分為偽顯示、相關(guān)顯示、非相關(guān)顯示，見附錄C。顯示信號的判定過程見圖6。8T/CEPPCXXXX—XXXX圖6顯示信號判定流程圖a)首先對檢驗區(qū)域進行完整掃查，若無閾值超標信號，則判定合格；若有閾值超標信號，應(yīng)對閾值超標信號對應(yīng)區(qū)域重復(fù)掃查；b)在重復(fù)掃查過程中，應(yīng)該首先判斷閾值超標信號是否為偽顯示；若是，則判定合格；若否，則應(yīng)對閾值超標信號對應(yīng)區(qū)域進行表面復(fù)核；c)若復(fù)核結(jié)果為非相關(guān)顯示，則進行表面處理（局部打磨等），并重新對該區(qū)域進行掃查；若復(fù)核結(jié)果為相關(guān)顯示，判定為不合格；d)若限深打磨后，閾值超標信號仍然存在，則判定為不合格；若限深打磨后，閾值超標信號消失，則判為合格。8檢驗記錄和報告8.1檢驗記錄對每次檢驗，應(yīng)記錄以下內(nèi)容：工藝規(guī)程編號和版本；a)ACFM儀器型號和編號；b)軟件編號和版本；c)探頭編號；d)標準試塊、對比試塊編號；e)被檢焊縫編號和位置；f)檢驗時機；g)被檢焊縫表面狀態(tài)；h)檢驗到的非缺陷顯示（打磨處理前后）和缺陷顯示區(qū)域的信號、位置；i)檢驗不可達區(qū)域（若有）；j)檢驗結(jié)果；9T/CEPPCXXXX—XXXXk)檢驗人員及日期。檢驗原始數(shù)據(jù)應(yīng)保存成固定格式以便于進行數(shù)據(jù)分析。檢驗保存圖像屬性應(yīng)包含不可修改，以確保檢驗真實性。8.2檢驗報告應(yīng)依據(jù)檢驗記錄出具檢驗報告，檢驗報告應(yīng)包括8.1中說明的記錄，示例見附錄D。檢驗報告和原始信號數(shù)據(jù)應(yīng)存檔。T/CEPPCXXXX—XXXX（規(guī)范性）閾值設(shè)定步驟A.1一般要求缺陷判定閾值主要通過對比試塊確定。主要包括A.2-A.4三個步驟：A.2選取對比試塊根據(jù)被檢產(chǎn)品選取相應(yīng)的對比試塊。A.3系統(tǒng)噪聲參數(shù)測量將ACFM探頭放置在試塊無加工孔焊縫區(qū)域靜止不動，讀取交流電磁場梯度信號背景噪聲最大幅值，按照上述方式測試三次取平均值，在軟件中設(shè)置噪聲參數(shù)為a（如圖A.1所示用于在后續(xù)處理中濾除背景噪聲。圖A.1背景噪聲最大幅值A(chǔ).4設(shè)置缺陷判定閾值將ACFM探頭沿著對比試塊焊縫方向10mm/s左右勻速掃查，儀器軟件獲取無加工孔區(qū)域梯度信號背景噪聲最大值b，同時儀器軟件獲取勻速移動過程對比試塊三個及以上人工缺陷位置的梯度信號最大值的平均值c（如圖A.2所示）。c即為缺陷判定閾值，需在檢測報告中記錄。T/CEPPCXXXX—XXXX圖A.2掃查過程中背景噪聲最大幅值及閾值設(shè)定需要注意的是，一般情況下缺陷判定閾值c需大于無缺陷位置移動過程中梯度信號最大值b的3倍。調(diào)節(jié)梯度信號圖中縱坐標系，使得閾值線位于全屏高的50%處(±10%）。T/CEPPCXXXX—XXXX（資料性）焊縫掃查B.1管道環(huán)焊縫掃查對焊縫在長度方向進行分段掃查，則各段掃查區(qū)應(yīng)重疊掃查，每180°記為一段，并添加標識線，直徑小于50mm管道環(huán)焊縫覆疊部位應(yīng)至少為一個時鐘位，見圖B.1所示。圖B.1管道環(huán)焊縫掃查方式每遍掃查過程中應(yīng)密切注意檢驗信號狀況，如有閾值超標信號，不應(yīng)停止，而應(yīng)繼續(xù)完成焊縫的分段掃查；對于掃查過程中出現(xiàn)的缺陷，應(yīng)進一步復(fù)核，并形成報告。掃查速度5mm/s～20mm/s，避免漏檢。探頭中間指示線每過180°應(yīng)進行標記。B.2縱焊縫掃查將探頭沿焊縫長度方向進行勻速掃查，掃查方式應(yīng)符合B.1的要求，每段掃查重疊部位至少應(yīng)為25mm。每遍掃查過程中應(yīng)密切注意檢驗信號狀況，如有閾值超標信號，不應(yīng)停止，而應(yīng)繼續(xù)完成焊縫掃查；對于掃查過程中出現(xiàn)的缺陷，應(yīng)進一步復(fù)核，并形成報告。T/CEPPCXXXX—XXXX（資料性）信號顯示示例C.1說明在操作過程中存在偽顯示、相關(guān)顯示、非相關(guān)顯示。示例如下：a)相關(guān)顯示：由于缺陷引起的電磁場變化而形成的典型特征信號。b)非相關(guān)顯示：由于工件形狀突變、工件上表面狀態(tài)影響等引起的電磁場變化形成的典型特征信c)偽顯示：由于操作原因，外部磁場干擾等并非由材料本身缺陷引起的電磁場變化形成的典型特征信號。C.2偽顯示C.2.1啟動信號啟動信號是指儀器啟動過程中，Bx信號會產(chǎn)生明顯畸變信號，如圖C.1所示。該信號屬于儀器啟動引起的信號畸變，不屬于缺陷響應(yīng)。將探頭放置在管道表面后應(yīng)刷新數(shù)據(jù)，待信號穩(wěn)定后方可檢驗。圖C.1儀器啟動信號C.2.2探頭提離又靠近試塊信號探頭提離又靠近試塊信號是指探頭提離試塊一定高度，又靠近試塊產(chǎn)生明顯畸變信號，如圖C.2所示。該類信號遠大于缺陷響應(yīng)閾值。應(yīng)檢查探頭是否產(chǎn)生抖動、探頭是否遠離或靠近試塊。T/CEPPCXXXX—XXXX圖C.2探頭提離又靠近試塊信號（提離高度20mm）C.2.3邊緣效應(yīng)信號邊緣效應(yīng)信號是指當(dāng)探頭進入試塊邊緣區(qū)域或復(fù)雜結(jié)構(gòu)突變區(qū)域時，可能產(chǎn)生信號突然畸變，如圖C.3～C.5所示該類信號Bx信號響應(yīng)幅值會發(fā)生急劇變化，梯度信號響應(yīng)遠大于缺陷響應(yīng)閾值。應(yīng)當(dāng)避免邊緣區(qū)域檢驗，或采用平行邊緣區(qū)域方式掃查。圖C.3邊緣效應(yīng)（從空氣進入試塊）T/CEPPCXXXX—XXXX圖C.4邊緣效應(yīng)（從試塊進入空氣）圖C.5邊緣效應(yīng)（探頭進入復(fù)雜結(jié)構(gòu)區(qū)域）C.2.4探頭晃動信號探頭晃動信號是指當(dāng)探頭晃動時，產(chǎn)生的明顯連續(xù)劇烈波動的Bx響應(yīng)信號，如圖C.6～C.7所示。抖動信號通常幅值較大，呈現(xiàn)連續(xù)波動狀態(tài)。該信號可采用往復(fù)掃查方式核驗，若第二次掃查不存在顯著響應(yīng)，表明為探頭抖動引起的偽信號。T/CEPPCXXXX—XXXX圖C.6探頭抖動信號（探頭前后晃動）圖C.7探頭抖動信號（探頭左右晃動）C.3相關(guān)顯示由于焊縫缺陷產(chǎn)生磁場變化而形成的典型特征信號。示例如下：C.3.1裂紋信號探頭裂紋信號是指探頭掃查經(jīng)過裂紋上方時，產(chǎn)生明顯的Bx波動信號，且信號超出閾值，如圖C.8所示。當(dāng)探頭經(jīng)過裂紋時，均勻電流從裂紋的兩端和底部繞過，特征信號出現(xiàn)明顯的波動，走過裂紋以后，特征信號幅值回歸基值。T/CEPPCXXXX—XXXX圖C.8裂紋信號C.3.2圓形缺陷信號探頭圓形缺陷信號是指探頭掃查經(jīng)過圓形缺陷上方時，產(chǎn)生明顯的Bx波動信號，且信號超出閾值，如圖C.9所示。當(dāng)探頭經(jīng)過圓形缺陷時，均勻電流從圓形缺陷的兩邊和底部繞過，特征信號出現(xiàn)明顯的波動，走過圓形缺陷之后，特征信號幅值回到