《大直徑厚壁管座角接焊接接頭相控陣超聲檢測技術(shù)規(guī)程》

ICS77.040.20

CCSH26

32

江蘇省地方標準

DB32/TXXXX—2023

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Technicalregulationofphased-arrayultrasonictestingforsocket

weldedjointsofpipewithlarge-diameterandthick-wall

（報批稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實施

江蘇省市場監(jiān)督管理局??發(fā)布

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II

DB32/TXXXX—2023

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1范圍

本文件確立了鋼制（碳鋼和低合金鋼）承壓設(shè)備大直徑厚壁管座角接焊接接頭相控陣超聲檢測工藝，

規(guī)定了有關(guān)檢測工藝的總體原則和要求、檢測準備、檢測實施、檢測數(shù)據(jù)分析和缺陷評定、檢測記錄與

報告。

本文件適用的相控陣超聲檢測的管座角接焊接接頭范圍為：筒體直徑Φ1380mm以上、壁厚40mm～

200mm，接管直徑Φ325mm～560mm、壁厚30mm～120mm的插入式管座角接焊接接頭，以及接管直徑Φ

219mm～800mm、壁厚30mm～150mm安放式管座角接焊接接頭。

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/T11345鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級

GB/T12604.1無損檢測術(shù)語超聲檢測

GB/T29302無損檢測儀器相控陣超聲檢測系統(tǒng)的性能與檢驗

JB/T8428無損檢測超聲試塊通用規(guī)范

JB/T9214無損檢測A型脈沖反射式超聲檢測系統(tǒng)工作性能測試方法

JB/T11731無損檢測超聲相控陣探頭通用技術(shù)條件

NB/T47013.1承壓設(shè)備無損檢測第1部分通用要求

NB/T47013.3承壓設(shè)備無損檢測第3部分超聲檢測

NB/T47013.15承壓設(shè)備無損檢測第15部分相控陣超聲檢測

3術(shù)語和定義

GB/T12604.1和NB/T47013.15界定的術(shù)語和定義適用于本文件。

坐標定義coordinatesdefinition

圖1所示為大直徑厚壁管座角接焊接接頭的兩種結(jié)構(gòu)形式，規(guī)定檢測起始參考點為O點，定義沿焊

縫長度方向的坐標為X軸；沿焊縫寬度方向的坐標為Y軸；沿焊縫厚度方向的坐標并Z軸。

1

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（a）插入式角接焊接接頭（b）安放式角接焊接接頭

圖1坐標定義

掃查面scanningsurface

放置探頭的工件表面，超聲聲束從該面進入工件內(nèi)部。

相關(guān)顯示relevantindication

由缺陷引起的顯示為相關(guān)顯示，相關(guān)顯示分為條狀缺陷和點狀缺陷。

非相關(guān)顯示non-relevantindication

由于工件結(jié)構(gòu)（例如焊縫余高或根部）、材料冶金結(jié)構(gòu)的偏差（例如金屬母材和覆蓋層界面）或者

異質(zhì)界面引起的顯示為非相關(guān)顯示。非相關(guān)顯示包括由錯邊、根焊和蓋面焊以及坡口形狀的變化等引起

的顯示。

聚焦法則focallaw

通過控制激發(fā)晶片數(shù)量，以及施加到每個晶片上的發(fā)射和接收延時，實現(xiàn)波束的偏轉(zhuǎn)和聚焦的算法

或相應(yīng)程序。

角度增益修正anglecorrectedgain

使扇掃描角度范圍內(nèi)不同角度的聲束檢測相同聲程和尺寸的反射體，使其回波幅度量化的增益修正

方式。也稱角度修正增益或ACG。

時間增益修正timecorrectedgain

相同角度的聲束檢測不同聲程處相同尺寸的反射體，使其回波幅度量化的增益修正方式，也稱時間

修正增益或TCG。

扇掃描sectorscanning

對相控陣探頭中的同一陣元組采用特定的聚焦法則，逐次激發(fā)部分相鄰或全部晶片，以實現(xiàn)聲束在

一定角度范圍內(nèi)的偏轉(zhuǎn)移動的過程，又稱變角度掃描或S掃描。

線掃描linearscanning

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對同一陣列探頭不同的陣元組逐次采用相同的聚焦法則，以實現(xiàn)聲束沿相控陣探頭長度方向移動的

過程，有類似A型脈沖反射法超聲檢測探頭掃查移動的效果。

步進掃查stepscan

探頭與工件之間的相對移動，通過檢測人員手工操作或采用機械掃查。其中，機械掃查指采用機械

裝置移動探頭的方式。對于焊接接頭，根據(jù)探頭移動方向與焊縫長度方向之間的關(guān)系，又可再細分為縱

向掃查、橫向掃查、柵格掃查等方式。

激發(fā)孔徑activeaperture

激發(fā)孔徑（A）是相控陣探頭沿排列方向一次激發(fā)陣元組晶片數(shù)的有效長度。激發(fā)孔徑長度按照公

式（1）計算，如圖2所示。

···············································(1)

式中：?=?×?+?×??1

A——激發(fā)孔徑

n——晶片數(shù)量

e——晶片寬度

g——晶片間隔

p——相鄰晶片間中心間距

圖2一維線陣探頭激發(fā)孔徑

時基掃查timebasesweep

位置傳感器按時間（時鐘）調(diào)節(jié)的掃查，且數(shù)據(jù)采集基于掃查時間（秒）。時基模式的數(shù)據(jù)采集時

間T等于采集總數(shù)N除以采樣率a，即T=N/a（式中a—每秒A掃描顯示數(shù)）。

角度分辨力angularresolution

能夠?qū)⑽挥谕疃鹊南噜弮扇毕莘直骈_的相鄰兩A掃描之間的最小角度值。

成像橫向分辨力lateralimagingresolution

成像系統(tǒng)在與聲束軸線垂直方向的分辨力。

成像縱向分辨力axialimagingresolution

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成像系統(tǒng)在聲束軸線方向的分辨力。

管座角接焊接接頭filletweldingjoint

接管與筒體（或封頭）角接接頭型式分為插入式、安放式等，具體如圖3所示。其中，圖3（a）為

插入式結(jié)構(gòu)示意圖，圖3（b）為安放式結(jié)構(gòu)示意圖。

（a）插入式（b）安放式

圖3接管與筒體（或封頭）角接接頭型式示意圖

4總體原則和要求

檢測人員

4.1.1相控陣超聲檢測人員應(yīng)符合NB/T47013.1的有關(guān)規(guī)定。

4.1.2從事相控陣超聲檢測的人員應(yīng)通過相控陣超聲檢測技術(shù)培訓，取得相應(yīng)資格證書。

檢測設(shè)備和器材

4.2.1相控陣超聲檢測設(shè)備主要包括相控證超聲檢測儀器、檢測軟件、掃查裝置、探頭，上述各項應(yīng)

成套或單獨具有產(chǎn)品質(zhì)量合格證或制造廠出具的合格文件。

4.2.2相控陣超聲儀器

相控陣超聲儀器應(yīng)符合以下要求：

a)相控陣儀器放大器的增益調(diào)節(jié)步進不應(yīng)大于1dB；

b)應(yīng)配備與其硬件相匹配的延時控制和成像軟件；

c)-3dB帶寬下限不高于1MHz，上限不低于15MHz；

d)采樣頻率不應(yīng)小于探頭中心頻率的6倍；

e)幅度模數(shù)轉(zhuǎn)換位數(shù)應(yīng)不小于8位；

f)儀器的水平線性誤差不大于1%，垂直線性誤差不大于5%；

g)所有激勵通道的發(fā)射脈沖電壓具有一致性，最大偏移量應(yīng)不大于設(shè)置值的5%；

h)各通道的發(fā)射脈沖延遲精度不大于5ns。

4.2.3軟件

相控陣超聲檢測軟件應(yīng)符合以下要求：

a)儀器所帶軟件至少應(yīng)有A、B、C、D、S型顯示的功能，且具有在掃描圖像上對缺陷定位、測

量及分析功能；

4

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b)能夠存儲、調(diào)出A、B、C、D、S圖像，并能將存儲的檢測數(shù)據(jù)拷貝到外部存儲空間中；

c)儀器軟件應(yīng)具有聚焦法則計算功能、TCG增益校準功能和ACG校準功能；

d)儀器的數(shù)據(jù)采集應(yīng)與掃查裝置的移動同步，掃查步進值應(yīng)可調(diào)，其最小值應(yīng)不大于0.5mm；

e)儀器應(yīng)能存儲和分辨各A掃描信號之間相對位置的信息，如位置傳感器位置；

f)離線分析軟件應(yīng)能對檢測時設(shè)置的關(guān)鍵參數(shù)進行查看；

g)儀器應(yīng)具備對象建模功能，至少實現(xiàn)工件輪廓線的結(jié)構(gòu)仿真及相應(yīng)檢測數(shù)據(jù)分析。

4.2.4相控陣探頭

相控陣探頭應(yīng)符合以下要求：

a)探頭應(yīng)符合JB/T11731標準要求。探頭可加裝用以輔助聲束偏轉(zhuǎn)的楔塊或延遲塊，楔塊形狀

應(yīng)與被檢工件曲率相匹配;

b)針對厚壁管座角焊接接頭，宜采用低頻，大激發(fā)孔徑的探頭，單次激發(fā)的陣元數(shù)不得少于16

個，激發(fā)孔徑一般在8mm~32mm，孔徑隨管厚的增大而增大；

c)采用橫波斜聲束探頭的脈沖回波技術(shù)時，使橫波探頭垂直于被檢測工件表面發(fā)射和接收超聲

信號；

d)探頭實測中心頻率與標稱頻率間的誤差應(yīng)不大于10%；

e)探頭的-6dB相對頻帶寬度不小于55%；

f)同一探頭晶片間靈敏度差值應(yīng)不大于4dB，晶片靈敏度的均勻性應(yīng)滿足均方差不大于1dB；

g)使用中的相控陣探頭如出現(xiàn)損壞晶片，可在選擇激發(fā)孔徑范圍時設(shè)法避開壞晶片；如無法避

開，則要求在掃查使用的每個聲束組中，損壞晶片不應(yīng)超過總使用晶片數(shù)的12.5%，且沒有連

續(xù)損壞晶片；如果晶片的損壞超過上述規(guī)定，可通過仿真軟件計算且通過試塊測試，確認壞

晶片對聲場和檢測靈敏度、信噪比無明顯不利影響，才允許使用。

4.2.5試塊

4.2.5.1試塊分類

試塊分為標準試塊、對比試塊及模擬試塊。

4.2.5.2標準試塊

4.2.5.2.1標準試塊是指具有規(guī)定的化學成分、表面粗糙度、熱處理及幾何形狀的材料塊，用于評定

和校準相控陣超聲檢測設(shè)備，即用于儀器探頭系統(tǒng)性能校準的試塊。本文件采用的標準試塊為CSK-IA、

DBPZ20-2、A型相控陣試塊和B型相控陣試塊。

4.2.5.2.2CSK-IA試塊的具體形狀和尺寸見NB/T47013.3，DBPZ20-2試塊的具體形狀和尺寸見JB/T

9214，A型相控陣試塊和B型相控陣試塊(聲束控制評定試塊)見附錄A。

4.2.5.2.3標準試塊的制造和尺寸精度應(yīng)滿足JB/T8428的要求。該試塊與國家標準樣品或類似具備

量值傳遞基準的試塊進行檢測比對時，其最大反射波幅差應(yīng)小于或等于2dB。

4.2.5.3對比試塊

4.2.5.3.1本文件采用的對比試塊有NB/T47013.3中規(guī)定的CSK-IIA系列試塊和RB-C試塊。其適用

范圍和使用原則均按NB/T47013.3的規(guī)定執(zhí)行。當安放式接管角焊縫曲率半徑小于250mm時，應(yīng)采用

RB-C試塊。采用RB-C試塊時，工件檢測面曲率半徑應(yīng)為對比試塊的曲率半徑的0.9～1.5倍。

4.2.5.3.2在滿足靈敏度要求時，試塊上的參考反射體根據(jù)檢測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試塊或采用專用對比試塊。

4.2.5.4模擬試塊

4.2.5.4.1模擬試塊與被檢測工件在材質(zhì)、形狀、主要幾何尺寸、坡口型式和焊接工藝等方面應(yīng)相同

或相近，主要用于檢測工藝驗證、掃查靈敏度的確定。按缺陷制作方式可分為人工焊接缺陷試塊和機加

工缺陷試塊。

4.2.5.4.2焊接缺陷試塊：其缺陷類型主要包括裂紋、未熔合、未焊透、條形缺陷、圓形缺陷等典型

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焊接缺陷。

4.2.5.4.3機加工缺陷試塊：其缺陷類型主要包括橫孔、V形槽及其他線切割槽等人工反射體。

4.2.6耦合劑

4.2.6.1選用具有良好的透聲性、易清洗、無毒無害，有適宜流動性的材料；對被檢工件無腐蝕，對

工件表面的性質(zhì)、人體及環(huán)境無損害，符合健康環(huán)保要求，同時便于檢測后清理的材料。典型的耦合劑

包括水、化學糨糊、洗滌劑、機油和甘油，在零度以下建議使用乙醇水溶液、機油或類似的液體介質(zhì)。

4.2.6.2耦合劑應(yīng)在工藝文件規(guī)定的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定可靠。

4.2.6.3應(yīng)選擇粘度系數(shù)大的耦合劑，如潤滑脂、甘油膏、漿糊、粘度較大的機油等。

4.2.7掃查裝置

掃查裝置應(yīng)符合以下要求：

a)探頭夾持部分在掃查時應(yīng)保證聲束與焊縫長度方向垂直。

b)導向部分應(yīng)能在掃查時使探頭運動軌跡與擬掃查軌跡保持一致。

c)掃查裝置可以采用電動或人工驅(qū)動。

d)掃查裝置應(yīng)具有確定探頭位置的功能，可通過步進電機或位置傳感器實現(xiàn)對位置的探測與控

制。

4.2.8儀器設(shè)備的校準、核查及檢查要求

相控陣儀器的校準、核查及檢查應(yīng)符合以下要求：

a)性能指標應(yīng)每年進行一次校準。儀器的水平線性和垂直線性應(yīng)每隔六個月至少進一次運行核

查。

b)在探頭首次開始使用時，應(yīng)按照JB/T11731對探頭進行一次全面的性能校準。

c)校準應(yīng)在相應(yīng)的試塊上進行，扇掃角度分辨力在A型試塊上進行，幾何尺寸測量誤差在B試

塊上進行，具體調(diào)校方法見GB/T29302校準規(guī)范。

d)位置傳感器在檢測前及結(jié)束時，均應(yīng)進行校準。校準方法是使位置傳感器移動一定距離，將

檢測設(shè)備顯示的位移與實際位移相比較，要求誤差應(yīng)小于1％，最大值不超過10mm。

掃描類型及顯示方式

4.3.1掃描類型

一般采用扇形掃描或線性掃查?？筛鶕?jù)被檢產(chǎn)品的焊縫類型、工作介質(zhì)，預(yù)計可能產(chǎn)生的缺陷種類、

形狀、部位和取向，選擇將兩種掃查方式進行結(jié)合。

4.3.1.1扇形掃描

也稱S掃描或方位角掃描(S-scan)。扇形掃描可指聲束移動或數(shù)據(jù)顯示方式。作為數(shù)據(jù)顯示方式時,

它指的是經(jīng)延遲和折射角校準后的特定一組陣元的所有A掃描的二維視圖。作為聲束移動方式時,它指的

是同一組陣元在一定的角度范圍內(nèi)聲束移動掃描所采用的聚焦法則。

4.3.1.2線性掃查

單次線性掃查：探頭放置于距焊縫邊緣（或焊縫中心）一定距離位置上，無需移動探頭位置即可實

現(xiàn)檢測區(qū)域的全覆蓋，將探頭沿平行于焊縫方向移動則完成單次線性掃查，如圖4所示。

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圖4單次線性掃查

多次線性掃查：探頭放置于距焊縫邊緣（或焊縫中心）一定距離位置上，需更換或移動探頭位置才

能實現(xiàn)檢測區(qū)域的全覆蓋或多重覆蓋，將探頭沿平行于焊縫的方向移動則完成多次線性掃查，如圖5所

示。

圖5多次線性掃查

4.3.1.3柵格掃查

探頭在距焊縫邊緣（或焊縫中心）一定距離的位置上，需要移動探頭位置實現(xiàn)檢測區(qū)域的全覆蓋或

多重覆蓋，探頭沿平行于焊縫的方向移動實現(xiàn)柵格掃查，如圖6所示。

圖6柵格掃查

4.3.2顯示類型

相控陣超聲的多種成像顯示方法：A顯示（波型顯示）、B/D顯示（橫斷面顯示）、C顯示（水平面

顯示）、S顯示（扇形顯示）等多種形式來顯示結(jié)果，利用不同形式的掃描組合可獲得整體檢測圖像，

如圖7所示。

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圖7成像視圖

4.3.3在掃查數(shù)據(jù)的圖像中應(yīng)有位置傳感器掃查位置顯示。

檢測工藝文件

檢測前，應(yīng)根據(jù)被檢工件情況編制相控陣檢測工藝規(guī)程和操作指導書。

4.4.1相控陣檢測工藝規(guī)程至少應(yīng)包括以下內(nèi)容:

a)適用范圍和對被檢工件的要求；

b)遵循的標準規(guī)范；

c)被檢工件情況（名稱、材質(zhì)、成型方法、坡口形狀尺寸、焊接情況、熱處理情況、母材檢測

情況等）；

d)檢測的目的、檢測覆蓋區(qū)域、檢測時機；

e)對檢測人員資格和能力的要求，檢測人員培訓和工藝驗證試驗要求；

f)對檢測設(shè)備（儀器、探頭、試塊）的要求；

g)檢測參數(shù)及要求：包括檢測覆蓋區(qū)域、檢測時機、儀器、探頭及楔塊的參數(shù)設(shè)置或選擇、掃

查方法的選擇、掃查面的確定、探頭位置的確定、掃查面的準備等，以及檢測系統(tǒng)的設(shè)置（激

發(fā)孔徑、扇掃角度和步進、線掃步進、聚焦、時間窗口、靈敏度等）和校準（靈敏度、位置

傳感器等）方法；

h)掃查示意圖：圖中應(yīng)標明工件厚度、坡口參數(shù)、掃查面、探頭位置、掃查移動方向和移動范

圍、掃描波束角度和覆蓋范圍等；

i)檢測溫度、掃查速度、數(shù)據(jù)質(zhì)量要求；

j)掃查和數(shù)據(jù)采集過程的一般要求；

k)對數(shù)據(jù)分析、缺陷評定與記錄報告的一般要求。

4.4.2操作指導書至少應(yīng)包括以下內(nèi)容:

a)被檢工件情況；

b)檢測設(shè)備器材；

c)檢測準備：包括確定檢測區(qū)域、掃查面的確定及準備、探頭及楔塊的選取、掃描方式及掃查

方式的選擇、探頭位置的確定等；

d)檢測系統(tǒng)的設(shè)置和校準；

e)掃查和數(shù)據(jù)采集要求；

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f)數(shù)據(jù)分析、缺陷評定及出具報告的要求。

工藝驗證試驗

4.5.1操作指導書在首次應(yīng)用前應(yīng)進行工藝驗證，驗證方式可在相關(guān)試塊或軟件上進行；驗證內(nèi)容為

檢測范圍內(nèi)靈敏度、信噪比等是否滿足檢測要求。

4.5.2符合以下情況之一時應(yīng)在模擬試塊上進行工藝驗證試驗：

a)信噪比和聲速與細晶粒鋼差異明顯的非細晶粒鋼工件檢測；

b)合同約定要求進行。

4.5.3經(jīng)合同雙方同意，允許使用相控陣仿真軟件計算部分或全部代替工藝驗證試驗內(nèi)容。

5檢測準備

檢測區(qū)域

5.1.1檢測區(qū)域由焊接接頭檢測區(qū)寬度和焊縫接頭檢測區(qū)厚度表征。

5.1.2安放式接管焊縫檢測高度為接管壁厚加焊縫余高；插入式接管焊縫檢測高度為筒體壁厚加焊縫

余高。

5.1.3檢測寬度為焊縫本身加上焊縫熔合線兩側(cè)各5mm或?qū)崪y熱影響區(qū)寬度（取大者）。

5.1.4超聲檢測應(yīng)覆蓋整個檢測區(qū)。必要時，可增加檢測探頭數(shù)量、增加檢測面（側(cè)）、增加輔助檢

測或采用其他無損檢測方法，確保檢測能覆蓋整個檢測區(qū)。

靈敏度確定與設(shè)置

5.2.1靈敏度的確定

5.2.1.1采用通用對比試塊進行靈敏度調(diào)節(jié)時，至少選用試塊中與壁厚相適應(yīng)的3組不同深度的平底

孔（校準的深度或聲程范圍應(yīng)至少包含檢測擬覆蓋的深度或聲程范圍，常見的有Φ2mm和Φ4mm），以

TCG方式進行靈敏度設(shè)置，再根據(jù)被檢試件與試塊實際情況進行耦合補償、衰減補償和曲面補償，以此

作為基準靈敏度。

5.2.1.2采用專用對比試塊時,至少選用試塊中3組不同深度平底孔（校準的深度或聲程范圍應(yīng)至少包

含檢測擬覆蓋的深度或聲程范圍，常見的有Φ2mm和Φ4mm），以TCG方式進行靈敏度設(shè)置，再根據(jù)被

檢試件與試塊表面情況差異進行耦合補償，以此作為基準靈敏度。

5.2.2靈敏度的設(shè)置

5.2.2.1選用TCG（含ACG）方式進行靈敏度設(shè)置。

5.2.2.2推薦采用TCG（含ACG）進行靈敏度設(shè)置。

5.2.2.3按所用的相控陣檢測儀和相控陣探頭在所選擇的對比試塊上進行靈敏度設(shè)置，校準的深度（或

聲程）范圍應(yīng)至少包括檢測擬覆蓋的深度（聲程）范圍，校準所使用的參考反射體一般不少于3個不同

深度點。

5.2.2.4檢測面曲率半徑R≤W2/4時，TCG曲線的制作應(yīng)在與檢測面曲率相同的對比試塊上進行。

5.2.2.5在校準過程中，應(yīng)控制噪聲信號，信噪比應(yīng)大于或等于12dB。

5.2.2.6TCG曲線靈敏度應(yīng)符合表1的規(guī)定。

5.2.2.7工件表面耦合損失和材質(zhì)衰減與試塊保持相同或相近，否則需測定聲能傳輸損失差，并根據(jù)

實測結(jié)果對檢測靈敏度進行補償，補償量應(yīng)計入TCG曲線。在一跨距聲程內(nèi)最大傳輸損失差小于或等于

2dB時可不進行補償。

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表1距離-波幅曲線的靈敏度

壁厚mm評定線定量線判廢線

＞30～40Φ2-18dBΦ2-12dBΦ2-4dB

＞40～100Φ2-14dBΦ2-8dBΦ2+2dB

＞100～200Φ2-10dBΦ2-4dBΦ2+6dB

掃查面制備

5.3.1探頭移動區(qū)內(nèi)應(yīng)清除焊接飛濺、鐵屑、油漆及其他雜質(zhì)，一般應(yīng)進行打磨。掃查面應(yīng)平整，便

于探頭的移動和耦合，其表面粗糙度Ra值不宜大于12.5μm，如使用設(shè)備在現(xiàn)場進行表面制備，可適

當放寬要求。

5.3.2插入式接管的母管與支管一般為大直徑大厚度，掃查面一般在筒體上，固定鏈條及掃查裝置并

安裝于支管。如圖8所示。其打磨寬度應(yīng)大于二次波檢測時探頭后端距焊縫的距離，一般不小于150mm。

圖8插入式管座角焊接接頭檢測效果圖

安放式接管角焊縫掃查面一般為管座接管面，如圖9所示，其打磨寬度應(yīng)按工藝設(shè)置確定，滿足檢

測要求，一般不小于60mm。

圖9管座角接焊接接頭檢測效果圖

5.3.3焊縫的表面質(zhì)量應(yīng)經(jīng)外觀檢查合格后方可進行檢測。檢測前應(yīng)在工件掃查面上予以標記，標記

內(nèi)容至少包括掃查起始點和掃查方向，如果需要進行二次波檢測，還需標注一次波與二次波檢測時的探

頭前端與焊縫的距離。

10

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掃查方式選擇

5.4.1檢測時推薦選用以下方式：

a)線性掃查+扇形掃查；

b)柵格掃查＋扇形掃描;

5.4.2聲線追蹤動態(tài)掃查視圖輔助分析：顯示超聲聲束在工件中的傳播情況的動態(tài)橫截面圖（如圖10

所示），閘門的范圍、缺陷指示在工件中的位置、楔塊及焊縫圖形。工件厚度顯示在垂直軸上，步進軸

為水平軸。使用聲線追蹤分析模式時，聲線跟蹤視圖上能及時觀察檢測時聲束變化與工件作用情況，并

清晰呈現(xiàn)出整個聲束傳播檢測過程。

圖10聲線追蹤掃查

5.4.3對可疑部位，允許采用扇形掃描，結(jié)合矩形、前后、左右等掃查方式進行檢測。

探頭參數(shù)選擇

根據(jù)工件厚度選擇相控陣檢測探頭的參數(shù)。具體的探頭參數(shù)選擇見表2。

表2承壓設(shè)備用相控陣超聲檢測探頭參數(shù)選擇表

工件厚度mm一次激發(fā)晶片數(shù)激發(fā)孔徑面積/mm2晶片間距/mm標稱頻率MHz

>30~60≥1660～1600.3～0.83.5～7.5

>60~120≥16160~3200.5～1.02～5

>120~200≥32≥3200.5～1.01～3.5

楔塊選擇

5.6.1楔塊的選擇主要包括選擇其類型和形狀規(guī)格等。對于縱波直入射法，一般選用平楔塊或薄膜;

對于斜入射法，一般選用帶角度的楔塊。對于曲面工件，當楔塊與被檢工件接觸面的間隙大于0.5mm

時，應(yīng)采用曲面楔塊或?qū)π▔K進行適當修磨,修磨后宜重新測量楔塊的幾何尺寸，同時考慮對聲束的影

響。

5.6.2根據(jù)GB/T11345的規(guī)定，通常檢測情況下，楔塊底面應(yīng)被其與工件曲面的交線平分為對稱的兩

部分。如圖13所示，圖中ｗ為楔塊沿檢測方向的寬度，AC為楔塊沿檢測方向長度的一半，AC為w/2；

AE為工件直徑，AE為2R。此時的BC值為楔塊與工件表面的最大間隙（x）。實際檢測時，為了耦合良

好，應(yīng)使間隙（x）值盡量小，此時可認為AB=AC，即可得:

11

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·····················································(1)

22

?/2?

式中：?=2?=8?

x——探頭楔塊邊緣與管子外表面間隙

w——楔塊沿檢測方向的寬度

R——工件半徑（外徑）

圖11探頭楔塊邊緣與管子外表面間隙的示意圖

5.6.3相控陣探頭楔塊的大小應(yīng)要考慮被檢管件的直徑及曲率相吻合。當楔塊邊緣與被檢工件接觸面

的間隙（x）小于0.5mm時，能達到該要求，也就是說當R>w2/4時，能滿足耦合要求。

檢測工藝流程與設(shè)置

5.7.1聲束覆蓋方式：檢測方法一般采用橫波直入射檢測焊縫的下半部分，二次波檢測焊縫的上半部

分。此外，馬鞍狀焊縫形式對缺陷的定位以及缺陷指示長度的測量有一定影響，要根據(jù)實際焊接接頭結(jié)

構(gòu)及尺寸進行修正計算處理。聲束角度范圍的選定則應(yīng)綜合考慮選擇的楔塊及焊縫尺寸。應(yīng)在廠家推薦

值的范圍內(nèi)，盡量選擇大范圍的聲束。當一組聲束設(shè)置成最大范圍后，仍不能有效覆蓋被檢區(qū)域時，則

應(yīng)增加一組或多組聲束。

5.7.2檢測區(qū)域要求：采用B級檢測等級進行檢測時，焊縫一般從單面雙側(cè)進行橫向缺陷的檢測，如

受條件限制，也可以選擇雙面單側(cè)或單面單側(cè)進行檢測。對于按NB/T47013.3要求進行雙面雙側(cè)檢測的

焊縫，當受幾何條件限制或由于堆焊層（或復(fù)合層）的存在而選擇單面雙側(cè)檢測時，應(yīng)補充斜探頭作近

表面缺陷檢測。而大直徑厚壁接管角焊縫的檢測中也可以參考NB/T47013.3的要求。當采用線掃描時，

若采用2種或2種以上角度對同一區(qū)域進行檢測時，則線掃角度分辨力不應(yīng)小于10°。如果因內(nèi)部條

件受限而無法檢測，可以只從外部進行檢測，但同時需要輔助一些其他檢測方法以盡可能保證覆蓋檢測。

B級檢測時不同母材厚度采用的檢測方法見表3

12

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表3B級檢測時不同母材厚度采用的檢測方法

母材厚度，mm檢測方法

40～100多種角度的橫波聲束用直射法在焊接接頭的雙面雙側(cè)檢測；多種角度的橫波聲束用直射法和

一次反射法在焊接接頭的單面雙側(cè)進行檢測；如受幾何條件限制，可用多種角度的橫波聲束在焊

接接頭雙面單側(cè)、單面雙側(cè)或單面單側(cè)檢測。

100～200多種角度的橫波聲束，直射法在焊接接頭雙面雙側(cè)檢測。由于結(jié)構(gòu)限制，只能在單面雙側(cè)或

單面單側(cè)進行檢測時，應(yīng)將焊縫余高磨平。

應(yīng)作橫向缺陷檢測。檢測時，在焊縫兩側(cè)邊緣使探頭與焊縫中心線成10°~30°作兩個方向的斜平行掃查。對余高

磨平的焊縫，將探頭放在焊縫及熱影響區(qū)上作兩個方向的平行掃查。

5.7.3插入式管座角接焊接接頭檢測采用二次波進行檢測，具體檢測要求按圖12和表4的規(guī)定。

a)橫截面b）俯視圖

圖12插入式管座角焊縫探頭位置示意圖（A、B、C-探頭位置）

13

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表4插入式管座角焊縫超聲相控陣檢測具體要求

檢測技術(shù)等級筒體厚度直入射扇掃

斜入射

t/mm或線掃

檢測面（側(cè)）探頭位置掃描設(shè)置探頭位置

一次波和二次波．每面

≥1種探頭位置

40<t≤100

一次波和二次波,每面

BA和B扇掃C

≥2種探頭位置

一次波,每面≥3種探頭

100<t≤200

位置

一次波和二次波，每面

≥1種探頭位置

40<t≤100一次波,每面≥2種探頭

CA和B扇掃位置;或一次波和二次C

波,每面≥2種探頭位置

一次波,每面≥3種探頭

t>100

位置

注1：如需進行橫向缺陷的檢測，則按47013.3執(zhí)行。

注2：如接管厚度與筒體或封頭厚度相當，允許接管上放置探頭進行檢測、以替代A或B其中的一個探頭位置的檢測。

注3：如仍不能實現(xiàn)檢測區(qū)域的全覆蓋,允許增加探頭位置檢測。

注4：如接管內(nèi)徑大于或等200mm或其他必要情況，允許增加探頭位置檢測。

5.7.4三種常見規(guī)格的大直徑厚壁管座角接焊接接頭的檢測工藝設(shè)置見附錄B。

5.7.5安放式管座角接焊接接頭檢測采用一次波和二次波進行檢測，一次波能檢測到角焊縫根部，二

次波檢測表面及中部。橫波斜聲束扇形掃描角度一般不應(yīng)超出35°～75°，特殊情況下，確需使用超

出該角度范圍的聲束檢測時，應(yīng)驗證其檢測靈敏度。針對大直徑厚壁管座角接焊接接頭，為保證檢測范

圍以及檢測效率宜采用大角度聲束，但是要合理控制角度范圍，以免底面一次反射波進入楔塊產(chǎn)生干擾，

應(yīng)采用中心聲束角度為55°或60°的楔塊。具體檢測位置見圖13。

a)橫截面b）俯視圖

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a)橫截面b）俯視圖

圖13安放式管座角焊縫探頭位置示意圖（A、B、C-探頭位置）

5.7.6探頭頻率設(shè)置

管壁厚度在80mm以下，應(yīng)選擇標稱頻率為4～7.5MHz的探頭；管壁厚度在80～120mm范圍的，應(yīng)選擇

標稱頻率為4～5MHz的探頭；管壁厚度在120～200mm范圍的，應(yīng)選擇標稱頻率為2～5MHz的探頭。

5.7.7聚焦法則設(shè)置

設(shè)置聚焦法則的具體要求時，若因條件限制一次掃查無法確保檢測區(qū)域全覆蓋，應(yīng)采用不同的聚焦

法則，設(shè)置不同探頭位置及角度掃查范圍進行檢測。

5.7.8步進設(shè)置

在檢測開始前應(yīng)將檢測系統(tǒng)設(shè)置為根據(jù)掃查步進采集信號，當工件厚度t≤20mm時，掃查步進最大

值Δxmax≤1.0mm；當20mm＜t≤150mm時，掃查步進最大值Δxmax≤2.0mm。扇形掃描角度步進設(shè)置應(yīng)

≤1°。

6檢測實施

方向識別

檢測前在工件掃查面上予以標記，標記內(nèi)容至少包括掃查起始點和掃查方向，并保證所有標記對掃

查無影響。

參考線設(shè)定

6.2.1檢測開始前，在工件掃查面上標定參考線，參考線距焊縫邊緣（或焊縫中心）的距離根據(jù)檢測

聚焦法則設(shè)置確定，其距離誤差為±0.5mm。

6.2.2參考線設(shè)定依照工藝參數(shù)設(shè)置將檢測系統(tǒng)的硬件及軟件置于檢測狀態(tài)，將探頭擺放到設(shè)定的參

考線位置，沿標識方向路徑進行掃查。

6.2.3掃查時應(yīng)保證掃查速度小于或等于最大允許掃查速度vmax，同時應(yīng)保證耦合效果和數(shù)據(jù)采集

的要求。最大允許掃查速度按公式（3）計算：

······················································(1)

???

????15

?=?×??

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式中：

Vmax--最大允許掃查速度，mm/s

PRF--脈沖重復(fù)頻率，Hz

Δx--設(shè)置的掃查步進值，mm

N--設(shè)置的信號平均次數(shù)

A--A掃描的數(shù)量（如扇形掃描時，激發(fā)如35°～75°的扇形掃描，角度步進為1°，則=41）

6.2.4圓周掃查速度應(yīng)按下式計算：

····················································(2)

??

式中：?=?×???/3

Vc--圓周掃查速度，單位為毫米每秒，mm/s

PRF--脈沖重復(fù)頻率，Hz

Wc--探頭在檢測有效距離處的最窄聲束寬度（用半波高度法測量)，mm

掃查覆蓋范圍

6.3.1根據(jù)聚焦法則的參數(shù)，用相控陣超聲檢測設(shè)備中的理論模擬軟件（繪制相貫線并根據(jù)不同角度

建立焊縫模型）進行相貫角演示，調(diào)整探頭前端距焊縫邊緣（或焊縫中心）的距離，使所選用的檢測聲

束將檢測區(qū)域完全覆蓋。確認演示結(jié)果后，將演示模擬圖及參數(shù)保存，并附在檢測工藝中。

6.3.2檢測時，一般應(yīng)在厚壁管座角接焊接接管側(cè)掃查。若因條件限制一次掃查無法確保檢測區(qū)域全

覆蓋，應(yīng)采用不同的聚焦法則，設(shè)置不同探頭位置及角度掃查范圍進行檢測。具體的檢測要求參考附錄

B。

6.3.3檢測結(jié)束時，掃查停止位置應(yīng)越過起始位置至少30mm。線性掃查時，若在焊縫長度方向進行分

段掃查，則各段掃查區(qū)的重疊范圍至少為30mm。需要多個線性掃查覆蓋整個焊接接頭體積時，各線性

掃查之間的重疊至少為所用相控陣探頭線性陣列長度的10%。

檢測系統(tǒng)的復(fù)核

6.4.1當出現(xiàn)下列情況之一時，需進行復(fù)核：

a)探頭、耦合劑和儀器調(diào)節(jié)發(fā)生改變時；

b)懷疑掃查靈敏度或定位精度有變化時；

c)連續(xù)工作4h以上時；

d)工作結(jié)束時。

6.4.2復(fù)核內(nèi)容與要求

復(fù)核內(nèi)容主要包括靈敏度、位置傳感器和深度顯示偏離情況。復(fù)核與初始設(shè)置時所使用的對比試塊

及其他技術(shù)條件均應(yīng)相同，若復(fù)核時發(fā)現(xiàn)初始設(shè)置的參數(shù)偏離，應(yīng)按下列要求的規(guī)定執(zhí)行：

a)若位移偏差≤5%則不需要采取措施，若位移偏移>5%，應(yīng)對上次設(shè)置以后所檢測的位置進行

修正。

b)若靈敏度≤3dB，則不需要采取措施，若靈敏度>3dB，應(yīng)重新設(shè)置，并重新檢測上次設(shè)置后所

檢測的部位。

c)若深度≤2mm或板厚3%(取較大值)，則不需要采取措施，若深度>2mm或板厚的3%(取較大值)，

應(yīng)重新設(shè)置，并重新檢測上次設(shè)置后所檢測的部位。

7檢測數(shù)據(jù)分析和缺陷評定

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檢測數(shù)據(jù)的有效性評價

7.1.1分析檢測數(shù)據(jù)前，對已采集數(shù)據(jù)進行評估以確定其有效性.數(shù)據(jù)至少應(yīng)滿足以下要求：

a)采集的數(shù)據(jù)量滿足所檢測焊縫長度的要求；

b)數(shù)據(jù)丟失量不允許超過整個掃查長度的5%，且不允許相鄰數(shù)據(jù)連續(xù)丟失；

c)掃查圖像中耦合不良長度不允許超過整個掃查長度的5%，單個耦合不良長度不允許超過2mm。

7.1.2若已采集數(shù)據(jù)不滿足上述要求，應(yīng)檢查掃查裝置工況，排除故障后重新進行掃查。

顯示的分類

檢測結(jié)果的顯示分為相關(guān)顯示和非相關(guān)顯示。

缺陷定性

7.3.1首先對相控陣掃查數(shù)據(jù)進行整體分析，結(jié)合A掃描、B掃描、C掃描、D掃描、S掃描顯示判斷

掃查數(shù)據(jù)中缺陷的性質(zhì)。

7.3.2缺陷性質(zhì)判定為裂紋、未熔合、未焊透缺陷評定為不允許。

7.3.3根據(jù)缺陷輪廓確定缺陷的長度，長度與寬度之比大于3的相關(guān)顯示按條狀缺陷處理；長度與寬

度之比不大于3的相關(guān)顯示按點狀缺陷處理。點狀缺陷用點狀缺陷評定區(qū)進行評定，點狀缺陷評定區(qū)為

一個與俯視圖平行的矩形，其尺寸為10mm×10mm，點狀缺陷評定區(qū)應(yīng)選在缺陷最嚴重的區(qū)域。

7.3.4性質(zhì)判定為條狀缺陷和點狀缺陷的，應(yīng)進行缺陷定量，評定為允許或不允許。

缺陷定量

7.4.1缺陷定量以評定線為基準，對回波波幅達到或超過評定線的缺陷，應(yīng)確定其深度、波幅和指示

長度、高度（若需要）等，如有需要，可采用各種聚焦方法提高定量精度。

7.4.2缺陷最大反射波幅的測定方法是，在掃查數(shù)據(jù)中將測量光標移動至缺陷出現(xiàn)最大反射波信號的

位置，測定波幅大小。

7.4.3缺陷長度的測定方法如下：

a)當缺陷反射波只有一個高點，且位于定量線以上時，用-6dB法測其指示長度；

b)缺陷反射波峰值起伏變化，有多個高點，且位于定量線以上時，應(yīng)以端點-6dB法測量其指示

長度；

c)當缺陷的最大反射波幅位于評定線以上定量線以下時，使波幅降到評定線，用以評定線絕對

靈敏度法測量其指示長度；

d)對于裂紋、未熔合、未焊透缺陷，其最大反射波幅不超過評定線時，參照-6dB法或端點-6dB

法測量其指示長度；對于其他類型缺陷，其最大反射波幅不超過評定線時，允許不進行評定；

e)相鄰兩缺陷在一直線上，其間距小于其中較小的缺陷長度時，應(yīng)作為一條缺陷處理，以兩缺

陷長度之和作為其單個缺陷的指示長度（間距計入缺陷長度）；

f)缺陷實際指示長度I應(yīng)按式（5）計算（適用于管徑小且壁厚大時）：

···················································(1)

式中：?=?×???/?

L—測定的缺陷指示長度，mm；

R—管子外半徑，mm；

H—缺陷距外表面（指示深度），mm；

g)當圓形缺陷評定區(qū)域內(nèi)存在多個圓形缺陷時，采用分別測長相加的方法，計算缺陷總長度。

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對所有允許和不允許存在的缺陷，均對其位置、深度和指示長度等進行測定。裂紋、未熔合、未焊

透的測長方法參照上述條形缺陷的定量方法。

7.4.4缺陷自身高度的評定結(jié)合A掃在S掃描或D掃描視圖上進行缺陷自身高度測定：

a)選擇圖像上任一點采用-6dB半波高度法或端點衍射法進行測定，也可采用當量法及其他有效

方法進行測定。橫波端點衍射法。

b)對于表面開口型缺陷，選擇圖像上任一點采用端點衍射法，或-6dB半波高度法，或其他有效

方法測定缺陷上端點或下端點的位置。

c)以任一點測定的最大值作為該缺陷的自身高度。

d)對滿足檢測要求的承壓設(shè)備焊接接頭,允許采用其他無損檢測方法(如TOFD等）進行缺陷自身

高度測量。

7.4.5相鄰兩個或多個缺陷顯示（非圓形)，其在X軸方向間距小于其中較小的缺陷長度、在Y軸方向

間距小于5mm，且在Z軸方向間距小于其中較小的缺陷自身高度時，允許作為一個缺陷處理，該缺陷深

度、缺陷長度及缺陷自身高度按如下原則確定：

a)缺陷深度:以兩缺陷深度較小值作為單個缺陷深度;

b)缺陷波幅:以兩缺陷的波幅大者作為單個缺陷波幅;

c)缺陷指示長度:兩缺陷在X軸投影上的前、后端點間距離;

d)缺陷自身高度:若兩缺陷在X軸投影無重疊，以其中較大的缺陷自身高度作為單個缺陷自身高

度;若兩缺陷在X軸投影有重疊,則以兩缺陷自身高度之和作為單個缺陷自身高度(間距計入)。

缺陷評定

7.5.1根據(jù)缺陷性質(zhì)以及缺陷的大小，缺陷評定為允許和不允許存在兩類。也可按合同雙方協(xié)定要求

或參照其它相關(guān)驗收標準規(guī)范進行質(zhì)量評定。

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7.5.2缺陷的評定與質(zhì)量分級見表5：

表5承壓設(shè)備焊接接頭質(zhì)量分級方法（單位為mm）

單個缺陷

質(zhì)量表面缺陷埋藏缺陷

工件厚度多個缺陷

等級若l＞lmax若l＞lmax

長度lmax高度h3長度lmax高度H2

缺陷高度h1缺陷高度h1

30<t≤40152.51.5152.51.5對于單個或多個

40<t≤602532.0253.02.0允許的表面缺陷,

60<t≤100353.52.0354.02.5其最大累計長度

Ⅰ級

100<t≤200453.52.5455.03.0不得大于整條焊

t>200453.52.5455.03.0縫長度的5%且最

長不得超過200mm

30<t≤40t2.51.5t3.02.0對于單個或多個

40<t≤60402.51.5404.02.5允許的表面缺陷,

60<t≤100503.02.0605.03.0其最大累計長度

Ⅱ級

100<t≤200603.02.0806.03.5不得大于整條焊

t>200803.52.51006.03.5縫長度的10%且最

長不得超過300mm

Ⅲ級30~500超過Ⅱ級者

注：母材壁厚不同時，取薄側(cè)厚度值

8檢測記錄與報告

檢測記錄主要內(nèi)容

檢測記錄主要內(nèi)容包括工程名稱、工件編號、焊縫編號、坡口形式、焊接方法、母材材質(zhì)、規(guī)格、

表面質(zhì)量、檢測方法、檢測標準、驗收標準、檢測比例、儀器型號、探頭規(guī)格、耦合劑、試塊、檢測靈

敏度、所發(fā)現(xiàn)的缺陷及評定記錄、檢測人員及其資格等級和檢測日期等。

檢測報告至少應(yīng)包括如下內(nèi)容：

a)委托單位；

b)檢測標準；

c)被檢工件：名稱、編號、規(guī)格、材質(zhì)、坡口型式、焊接方法和熱處理狀況；

d)檢測設(shè)備及器材：儀器型號及編號、探頭、位置傳感器、試塊、耦合劑等；

e)檢測工藝參數(shù)：掃描類型、顯示方式、掃查方式、探頭配置及掃查靈敏度等；

f)檢測覆蓋區(qū)域：理論模擬軟件演示的檢測區(qū)域覆蓋圖及參數(shù)；

g)檢測示意圖：檢測部位以及所發(fā)現(xiàn)的缺陷位置和分布圖；

h)掃查數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)文件名稱、掃查數(shù)據(jù)以電子版形式保存；

i)檢測結(jié)論：評定出缺陷性質(zhì)、位置、尺寸及是否允許；

j)檢測人員和審核人員簽字；

k)檢測日期。

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