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文檔簡介
20世紀70年代中期,英國原子能管理局MAURIC提出了超聲衍射時差方法(TOFD),該方法成為了一種標準的定量方法。TOFD使用一發(fā)一收探頭對進行檢測,主要利用缺欠端點的衍射波信號來測定缺欠的位置及尺寸。TOFD數(shù)據(jù)的顯示是掃查過程中采集的A掃描信號連續(xù)拼接而成的,水平軸代表探頭移動的距離,垂直軸代表時間(聲程),一般用灰階表示A掃描信號的幅度。TOFD不但能精確測量缺陷深度,而且也適用于常規(guī)的焊縫檢查。在很多不同的結(jié)構(gòu)中,包括復雜的幾何結(jié)構(gòu),只要通過合理的設(shè)置,TOFD就能得到充分的應用。1ISOTOFD驗收標準的變化2011年2月ISO(國際標準化組織)出版了第一版ISO15626:2011《焊縫無損檢測-衍射時差技術(shù)-驗收等級》,2018年7月第二版取消并替代了第一版,進行了技術(shù)修訂。與先前版本相比,有以下內(nèi)容進行了修訂:①規(guī)范性引用文件的變化;②將原先第三部分分成了兩個部分,原有章節(jié)序號進行了更新;③在6.3.1節(jié)中增加了高度確定的測量方法;④在表2,3,4中增加了備注b;⑤在7.4節(jié)中將“群不連續(xù)時不考慮點狀不連續(xù)”修訂為“群不連續(xù)時不考慮點狀不連續(xù)以及高度小于h1的單個不連續(xù)”;⑥在7.4節(jié)群不連續(xù)中增加一條“如果一個不連續(xù)的高度有變化,其最大的局部高度h應按照圖6評估”;⑦增加了參考文獻;⑧補全了所有圖中注的解釋。2ISO15626:2018介紹和解讀適用范圍01ISO15626:2018是一個驗收標準,其規(guī)定的適用范圍是板厚為6~300mm鐵素體鋼全熔透焊縫TOFD技術(shù)的驗收等級。標準中規(guī)定的驗收等級是基于ISO5817:2014《鋼,鎳,鈦及其合金的熔化焊焊縫——缺欠評定組別》的相應焊縫質(zhì)量等級,并根據(jù)ISO10863:2011《焊縫無損檢測-超聲檢測-使用衍射時差技術(shù)》進行焊縫檢測時發(fā)現(xiàn)的不連續(xù)的等級分類。不連續(xù)的分類02常規(guī)焊縫無損檢測中,缺欠的分類是:氣孔?夾渣?未熔合?未焊透?裂紋和表面缺欠。ISO15626:2018標準中不連續(xù)的分類有所不同,不連續(xù)分為表面開口不連續(xù)和埋藏型不連續(xù)。表面開口不連續(xù)是連接到近表面(掃查面)或遠表面(對面)的不連續(xù)。埋藏型不連續(xù)是不與表面相連,位于材料內(nèi)部的不連續(xù)。質(zhì)量等級與驗收等級的關(guān)系03在ISO15626:2018標準中涉及了焊縫的質(zhì)量等級?檢驗等級和驗收等級。這幾個等級的對應關(guān)系可在ISO17635:2016《焊接的無損檢測金屬材料的一般規(guī)則》中查閱相關(guān)方法的表格。ISO5817:2014給出了焊縫的質(zhì)量等級。標準中規(guī)定了3個級別的質(zhì)量等級以適用于不同的焊接結(jié)構(gòu),分別用B,C,D來表示,B級表示最高的質(zhì)量要求。ISO10863:2011規(guī)定了TOFD檢驗等級,檢驗等級的劃分決定了檢測的可靠性。檢驗等級分為A級?B級?C級和D級。ISO15626:2018給出了TOFD檢測的驗收等級。驗收等級劃分是根據(jù)焊縫質(zhì)量的等級要求,將其分為1級?2級和3級的。ISO焊縫檢測標準中TOFD方法涉及的質(zhì)量等級?檢驗等級?驗收等級如表1所示。長度和高度的定義和確定04ISO15626:2018對不連續(xù)的驗收基于不連續(xù)的定量。不連續(xù)的定量包括根據(jù)ISO10863:2011檢測所得的不連續(xù)的長度和高度。長度定義為不連續(xù)在x軸方向上投影的距離;高度定義為沿著x軸向的某個位置,不連續(xù)在z軸方向上投影的最大值。不連續(xù)長度的確定對于不同的不連續(xù)類型,ISO15626:2018有不同的測長要求。(1)
細長型直不連續(xù)的長度定量細長型直不連續(xù)是指在壁厚方向尺寸較小的不連續(xù)。因為只有在不連續(xù)的兩側(cè)端頭才能與雙曲線光標擬合良好,所以測量時,需將雙曲線光標擬合在不連續(xù)的兩側(cè)端頭上,這兩側(cè)端頭之間的距離才能被認為是不連續(xù)的長度。
圖1擬合放置弧形光標的長度定量示意(2)細長型彎曲不連續(xù)的長度定量細長型彎曲不連續(xù)是在壁厚方向有較大尺寸的不連續(xù)。不連續(xù)的兩端是不連續(xù)在厚度方向時間延遲的三分之一處,測量時把雙曲線光標放在不連續(xù)的兩端,兩端之間的距離才能被認為是不連續(xù)的長度。圖2細長型彎曲不連續(xù)的長度定量示意不連續(xù)高度的確定TOFD檢測技術(shù)使用未檢波信號,因此應在未檢波的A掃信號上進行不連續(xù)的高度測量,需選擇同一個信號位置,并且需要考慮相位反轉(zhuǎn)。圖34種方法進行時間測量的光標位置示意ISO15626:2018推薦了4種測量方法,檢測人員應選擇其中一種方法進行測量(見圖3,其中1為方法一,2為方法二,3為方法三,4為方法四,5為測量穿越時間的位置)。方法1為測量信號前沿之間的穿越時間;方法2為測量信號第一個波峰之間的穿越時間;方法3為測量信號最大幅度之間的穿越時間;方法4為測量信號第一個零值交點之間的穿越時間。(1)表面開口不連續(xù)的高度由直通波與下尖端衍射信號在z軸方向上投影的最大差值決定。圖4掃查表面開口不連續(xù)高度的定義圖4中1為掃查表面,z1為起始深度,2為對側(cè)表面,z2為終止深度,x1為不連續(xù)的起點,h為高度z2-z1,x2為不連續(xù)的終點,l
為長度x2-x1。(2)對于一個對側(cè)表面開口不連續(xù),不連續(xù)的高度由上尖端衍射信號與背面回波在z軸方向上投影的最大差值決定。圖5對側(cè)表面開口不連續(xù)高度的定義(3)埋藏型不連續(xù)的高度由同一x軸向某位置的上端衍射信號與下端衍射信號在z軸方向上投影的最大差值決定。圖6埋藏型不連續(xù)高度的定義驗收等級05ISO15626:2018中列出了3個驗收等級。針對檢測過程中發(fā)現(xiàn)的單個不連續(xù)?群不連續(xù)和點狀不連續(xù),分別進行評定。對不等厚焊縫接頭進行檢測時,驗收等級應基于兩塊母材中較薄的板厚,對承受動載荷或有開裂傾向的焊縫,應規(guī)定更嚴格的近表面驗收等級或應用其他無損檢測方法。通用驗收條件示意如圖7所示(其中,1為對于l
≤
lmax的驗收,2為對于l
>lmax的驗收,3為拒收,h1為對于任意l
>
lmax的不連續(xù)的可接受最大高度,a為高度)。圖7通用驗收條件示意單個不連續(xù)(1)ISO15626:2018中驗收等級1的要求當檢測到表面開口不連續(xù),分辨率不足以分辨深度時,應使用其他方法或技術(shù)來確定可接受性,如果無法使用其他方法或技術(shù),所有的表面開口不連續(xù)應被視為不可接受;高度小于h1的不連續(xù)不予考慮(適用于表3~4)。(2)ISO15626:2018中驗收等級2的要求(3)ISO15626:2018中驗收等級3的要求(4)不連續(xù)的累計長度對于沿著焊縫12t的長度內(nèi),所有高度超過h1的單個不連續(xù)的累計長度如下所述。①驗收等級1:3.5t,最大150mm;②驗收等級2:4.0t,最大200mm;③驗收等級3:4.5t,最大250mm。群不連續(xù)評定群不連續(xù)時應不考慮點狀不連續(xù)以及高度小于h1的單個不連續(xù)。群不連續(xù)的評定是基于單個不連續(xù)的尺寸以及不連續(xù)之間的間距。一個群不連續(xù)的長度和尺寸將不可用于其他群不連續(xù)的評定。出現(xiàn)下列情況時,一個群不連續(xù)可作為單個不連續(xù)評估:沿著焊縫長度的兩個單個不連續(xù)之間的間距小于較長不連續(xù)的長度;兩個不連續(xù)在焊縫厚度方向上的間距小于高度較大不連續(xù)的高度。如果一個不連續(xù)的高度有變化,其最大的局部高度h應按照圖6進行評估。對于一個群不連續(xù),總高度hg定義為單個不連續(xù)的高度加上這些不連續(xù)之間間距的總和;對于一個群不連續(xù),總長度lg定義為單個不連續(xù)的長度加上這些不連續(xù)之間間距的總和。群不連續(xù)的尺寸示意如圖8所示(其中1,2,3代表3個不連續(xù),h為不連續(xù)1,2,3的最大高度;l
為不連續(xù)1,2,3的最大長度,hg為群不連續(xù)的總高度,lg為群不連續(xù)的總長度),圖8中的不連續(xù)2和3應作為一個不連續(xù),因為其在x方向的間距小于l,且在z方向的間距小于h。不連續(xù)1不包含在群不連續(xù)中,因為在厚度方向的間距大于h。圖8群不連續(xù)的尺寸示意點狀不連續(xù)對于所
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