DB12T 760-2018 鋼制承壓設(shè)備焊接接頭超聲相控陣檢測

DB12Ultrasonicphasedarraystestingofsteelpressureequipmentsweldedjoint天津市市場和質(zhì)量監(jiān)督管理委員會發(fā)布I利慧、王恒、劉宏臣、李衛(wèi)星、惠楠、牛衛(wèi)飛、王澤軍1鋼制承壓設(shè)備焊接接頭超聲相控陣檢測本標(biāo)準(zhǔn)適用于壁厚為3.5mm~200mm鐵素體鋼制承壓設(shè)備全熔化焊焊接接頭的檢測，也適用于在役本標(biāo)準(zhǔn)不適用于奧氏體鋼制承壓設(shè)備焊接接頭的超聲相否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的JB/T7913超聲波檢測鋼制對比試塊的制作與校驗JB/T11731無損檢測超聲相控陣探頭通NB/T47013.4承壓設(shè)備無損檢測第4部分：磁粉檢測NB/T47013.5承壓設(shè)備無損檢測第5部分：滲透檢測NB/T47013.6承壓設(shè)備無損檢測第6部分：渦流檢測由于工件結(jié)構(gòu)(例如焊縫余高或根部)或者材料冶金結(jié)構(gòu)的偏差(例如金屬母材和覆蓋層界面)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2超聲相控陣檢測ultrasonicphasearrayt超聲相控陣檢測是將按一定規(guī)律排列的相控陣探頭中多個聲電元件(晶片)，按預(yù)先規(guī)定的設(shè)置(延時、增益、振幅等)激發(fā)，被激發(fā)的發(fā)射(或接收)的超聲波疊加，形成一個O：設(shè)定的檢測起始參考點Y：沿焊縫寬度方向的坐標(biāo)Z：沿焊沿相控探頭長度上以一個恒定的角度進行時，相控陣探頭進行檢測。固定角度掃描是電子掃描和扇形掃描動態(tài)深度聚焦（DDF），是利用聚焦深度的不同來完成掃描，即用一個單發(fā)的聚焦測。掃查器對焊縫掃查一次，即可對整個焊縫厚度方向的分區(qū)進行全3全自動超聲相控陣檢測fullyautomaticultrasonicphasedar度方向全面檢測，并自動將檢測結(jié)果和聲耦合結(jié)果顯示在圖像上的檢測過鋸齒形掃查是指將探頭垂直于焊縫中心線放置在掃查面上，作鋸齒形掃查，如圖2所示。探頭前后移動的范圍應(yīng)保證掃查到全部焊接接頭截面，在保持探頭垂直焊縫作前后移動的同時，還應(yīng)作10°~15°線性掃查是指探頭在距焊縫中心線一定距離的位置上，平行于焊縫方向進行的直線移動，如圖3所(a)采用一個相控陣探頭的線性掃查(b)采用兩個相控主動孔徑(A)是相控陣探頭激發(fā)晶片數(shù)的有效長度。A=n?e+g?(n-1)................4A—主動孔徑g—相鄰晶片之間的間隙e—晶片寬度n—晶片數(shù)量p—相鄰兩晶片中心線間距W—被動孔徑(即晶片寬度)4.1.1檢測人員應(yīng)取得特種設(shè)備行業(yè)超聲檢測Ⅱ級及以上資格證書；并進行設(shè)備的性能、調(diào)試方法及4.1.2采用超聲相控陣橫波端點衍射法測量缺陷自身高度，還要作超聲相控陣橫波端點衍射法實際操4.2.1.1超聲相控陣設(shè)備應(yīng)符合b)應(yīng)能提供足夠數(shù)量的檢測通道，以保證24.2.2.1.1中心頻率要求檢驗結(jié)果允許與標(biāo)稱值偏差±10%；相對帶寬檢驗結(jié)果允許與標(biāo)稱值偏差±15%。如果高低端頻率fu和fl之間的頻譜有多于一個的最大值，相鄰最小值與過3dB。對于相對帶寬超過100%的寬帶探頭，低端頻率不應(yīng)高于fl+10%，高4.2.2.1.2脈沖持續(xù)時間要求檢驗結(jié)果允許與標(biāo)稱值偏差b)中心頻率一致性：變異系數(shù)C2V≤3.3%；c)相對帶寬一致性：變異系數(shù)C2V≤5%；4.2.2.3相控陣探頭的晶片數(shù)量、4.2.2.4相控陣探頭應(yīng)標(biāo)出廠家的名稱、探頭類型、頻率和晶片參數(shù)、楔塊聲速和楔塊角度。4.2.3.2試塊的材料a)試塊應(yīng)采用與被檢測工件聲學(xué)性能相同或及到兩種或兩種以上不同厚度部件焊接接頭的檢測，試塊的厚度應(yīng)由其最大厚度來確定。模擬缺陷試塊用于檢測工藝驗證及超聲相控陣橫波端點衍射法測高驗證。模擬試塊應(yīng)滿足下列要b)模擬缺陷試塊中的缺陷位置應(yīng)具有代表性，至少應(yīng)包含表面和內(nèi)部。34.3.2掃查方式分為鋸齒形掃查和線性4.3.4線性掃查是采用編碼器記錄掃查位置，將相控陣探頭與編碼器相連，或?qū)⑾嗫仃囂筋^和編碼器線性掃查是采用手動方式推動探頭或掃查器移動。自動線性掃查是采用機械方式推動掃查超聲相控陣顯示方式分為按聲程顯示成像和按實際幾何結(jié)構(gòu)顯示成像兩種方式。根據(jù)檢測要求選掃描類型分為電子掃描、扇形掃描和固定角度掃描。要根據(jù)具體的檢測情況選擇掃描類型。一般在檢測和缺陷定量時，應(yīng)對由表面粗糙度引起的耦合損失進行在檢測和缺陷定量時，應(yīng)對材質(zhì)衰減引起的檢測靈掃查靈敏度不低于基準(zhǔn)靈敏度，掃查橫向缺陷時，靈敏度應(yīng)4a)檢測過程中更換電池，校準(zhǔn)后的探頭、耦合劑和核以來所有的檢測結(jié)果進行復(fù)檢；如幅度上升2dB或20%，則應(yīng)對所有的記錄信號每天檢測之前應(yīng)對編碼器進行復(fù)核。編碼器的校準(zhǔn)符合6.5.10的規(guī)定，否則應(yīng)重新校準(zhǔn)。身高度。超聲相控陣橫波端點衍射法測量缺陷自身高度見附4.11.2對超聲相控陣檢測發(fā)現(xiàn)表面可疑的顯示，可55.2角接接頭應(yīng)采用扇形掃描和電子掃描組合檢測。顯示方式宜采用按實際幾何結(jié)構(gòu)顯示成像，見圖5.3T型接頭應(yīng)采用扇形掃描和電子掃描組合檢測。顯示方式宜采用5.4根據(jù)被檢工件的焊縫類型及產(chǎn)生缺陷的特點，也可輔以特定角度的扇形掃描或電子掃描及串列掃5.5鋸齒形掃查應(yīng)根據(jù)檢測工件的特點及現(xiàn)場條件選擇手動扇形掃描、手動電子掃描及手動固定角度7表1焊接接頭超聲檢測適用范圍≥500，縱向?qū)咏宇^時，內(nèi)外徑比≥70%—— ——本章適用于母材厚度為6mm~200mm的全熔化焊焊接接頭的超聲相控陣檢測。如有需求，母材厚度A級僅適用于母材厚度為6mm~40mm的焊接接頭，用多種角度的橫波聲束采用直射波法和一次反射法a）B級適用于工件厚度為6mm~200mm焊8c）對于按NB/T47013.3-2015附錄N要求進行雙面雙側(cè)檢測的焊接接頭，如受幾何條件限制或堆焊層（或復(fù)合層）的存在而選擇單面雙側(cè)檢測時，還應(yīng)補充斜探頭作近表面缺陷檢a）C級適用于工件厚度大于等于6mm~200mm焊接f)母材厚度為6mm~100mm時，用多種角度的橫波聲束采用直射法和一次反射法在焊接接頭的單面g)母材厚度為100mm~200mm時，用多種角度的橫波聲束采用直射法在h)應(yīng)進行橫向缺陷的檢測。檢測時，將相控陣探頭放在熱影響區(qū)上作兩個方向的斜平行掃查。將相控陣探頭放在焊縫及熱影響區(qū)上作兩個方向的平9檢測曲面工件時，如檢測面曲率半徑R≤W2/4(W為6.4.1.1檢測區(qū)由焊接接頭檢測區(qū)寬度和焊接接頭6.4.1.3對接接頭檢測區(qū)厚度應(yīng)為工件厚6.4.1.4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)便于探頭的移動，機加工表面粗糙度Ra值不大于6.3μm，噴丸表面不大于12.5μ較大的隆起和凹陷等也應(yīng)進行適當(dāng)?shù)男弈ィ⒆鲌A滑過渡以免影響檢測結(jié)果的評定。檢測前應(yīng)在工件掃查面上予以標(biāo)記，標(biāo)記內(nèi)容至少包括掃查起始點和掃查方向，起始標(biāo)記應(yīng)用“0”6.4.4.1參考線用于規(guī)定鋸齒形掃查時探頭移動的區(qū)域，見（改成6.4.4.2在檢測之前，應(yīng)在工件掃查面上畫參考線，參考線在檢測區(qū)一側(cè)距焊縫中心線測設(shè)置而定。參考線距焊縫中心線距離的誤差為±0.6.4.5.1應(yīng)選用具有良好的透聲性、易清洗、無毒無害，有適宜的流動性的材料；對材6.5.1.3相控陣探頭與檢測面應(yīng)緊密接觸，當(dāng)檢測面曲率半徑R≤W2/4時，相控陣探頭楔塊根據(jù)檢測對象現(xiàn)場條件選擇掃描類型確定延時法則。延時法則的具體參數(shù)符合4.8的塊制作而成，距離-波幅曲線的制作方法見Φd2.工件的表面耦合損失和材質(zhì)衰減應(yīng)與試塊相同，否則應(yīng)進行聲能傳輸損失差的測定，并根對檢測靈敏度進行補償，補償量應(yīng)計入距離-波幅曲線。在一跨距聲程內(nèi)最大傳輸損失差小鋸齒形掃查檢測選擇單探頭配置。線性掃查檢測既可選擇單探頭配置，也可選擇雙探頭配置。6.5.8.1扇形掃描所使用聲束角度的增量對于環(huán)焊縫，掃查停止位置應(yīng)越過起始位置至少50mm。需要多個線6.5.8.4鋸齒形掃查時，為確保檢測時超聲聲束能掃查到工件的整個被檢區(qū)域，相鄰兩掃查增量指掃查過程中A掃描信號間的空間采樣間隔。檢測前應(yīng)將檢測系統(tǒng)設(shè)置為根據(jù)掃查增量采塊上調(diào)試耦合監(jiān)控。將底波最大波幅調(diào)整到滿屏高度的80%(誤差為±5%)，在此基礎(chǔ)上提高6dB，即為6.6.2.2檢測面為曲面時，應(yīng)優(yōu)先按平板對接接頭的檢測方法進行檢測。對于受幾何形狀限a)根據(jù)工件的曲率和厚度選擇扇形掃查角度范圍，確保聲束能掃查到整個焊b)在容器內(nèi)壁采用電子掃描檢測，見圖8位表7管座角焊縫電子掃描(縱波)距離-波采用電子掃描(縱波)檢測時，按照NB/T47013.3中的相關(guān)規(guī)定制作距離-波幅曲線及確定基準(zhǔn)靈敏本條款適用于厚度為6mm~50mm的承壓類特種設(shè)備全熔化焊T型接頭的超聲相控陣檢測。其他用途a)從翼板外側(cè)用電子掃描進行檢測，見圖9位置1、圖10位置1和c)用扇形掃描從翼板外側(cè)采用直射法進行檢測b)距離-波幅曲線靈敏度的確定扇形掃描時，距離-波幅曲線靈敏度應(yīng)以腹板厚度按表4確定；電子掃描檢測時，距離-波幅曲線靈T型接頭電子掃描距離-波幅曲線的制作和基準(zhǔn)靈敏度的確采用線性掃查時應(yīng)保證掃查速度小于或等于最大掃查速度vmax，同時應(yīng)保證耦合效果和數(shù)據(jù)采集的v=PRFX..............................(2)vmax——最大掃查速度，mm/s；6.8.2在掃查數(shù)據(jù)的圖像中應(yīng)有編碼器掃查位置顯示。鋸齒形掃查可沒有編碼器掃查6.9.1.1分析數(shù)據(jù)之前應(yīng)對所采集的數(shù)據(jù)進行評估以確定其有效性，數(shù)據(jù)丟失量不得超個缺陷自身高度，若兩缺陷在X軸投影有重疊，則以兩缺陷自身高度之6.10.4在定量線(含定量線)以上、判廢線以下(即Ⅱ區(qū)2)線性掃查時，測量缺陷長度采用絕對靈敏度測長。鋸齒形掃查時，測量b)點狀缺陷、密集型點狀缺陷及線狀缺陷表9焊接接頭超聲檢測質(zhì)量分級許值/L’ⅠⅠ--Ⅱ在任意9t焊縫長度范圍內(nèi)L’≤t/3最大不超過50ⅡⅠ--Ⅱ在任意4.5t焊縫長度范圍內(nèi)L’ⅢⅡⅢⅠ注當(dāng)焊縫長度不足9t(Ⅰ級)或4.5t(Ⅱ級)時表10焊接接頭條狀顯示的質(zhì)量分級單位為mm高度h1高度h1I6262727343252t2t2t2t3tt43254367鋼制承壓設(shè)備管子和壓力管道環(huán)向?qū)咏宇^超聲相控7.1.1本章規(guī)定了鋼制承壓設(shè)備管子和壓力管道環(huán)向?qū)雍附咏宇^的超聲相控陣檢R1R2R1R2觸面的間隙x大于0.5mm，應(yīng)采用曲面楔塊。a)線性掃查時，采用二次反射波、一次反射波或三次反射波的扇形掃描或電子掃描進7.4.7.2檢測時應(yīng)測定聲能傳輸損失差，并根據(jù)實測結(jié)果對檢測靈敏度作補償，補7.8.4在定量線(含定量線)以上、判廢線以下(即Ⅱ區(qū)b)點狀缺陷、密集型點狀缺陷及線狀缺陷2)管壁厚度大于或等于6mm的環(huán)向?qū)咏宇^，條狀缺陷的評定按表9中表14對接接頭質(zhì)量分級ⅠⅡⅡⅡⅢⅡc)被檢工件：名稱、編號、規(guī)格、材質(zhì)、坡口型式、焊接f)檢測覆蓋區(qū)域：理論模擬軟件演示的檢測區(qū)g)檢測示意圖：檢測部位以及所發(fā)現(xiàn)的缺h)掃查數(shù)據(jù)：掃查數(shù)據(jù)以電子版形式保存和打印出彩色掃查數(shù)據(jù)的圖A.1.1本附錄規(guī)定了采用橫波端點衍射法測量缺陷自身高度的超聲相控陣檢測方法。A.1.2本附錄規(guī)定了在使用超聲相控陣扇形掃描或電子掃描檢測發(fā)現(xiàn)缺陷時，方可采用超聲相控陣橫A.2檢測人員A.3.1采用單探頭接觸式超聲相控陣橫波A.3.2盡量選用焊縫單面兩側(cè)進行直射波法測量缺陷自身高度，也可采用一次反射回波法測量缺陷自A.3.3原則上應(yīng)選擇采用超聲相控陣進行檢測的探頭頻率、激發(fā)的晶片數(shù)及范圍內(nèi)的角度。將超聲相A.3.4選擇缺陷幅度最高位置進行測量缺陷自身高度。A.3.5測高時靈敏度應(yīng)根據(jù)需要確定，但應(yīng)使噪聲回波高度不超過熒光屏滿刻度的20%。A.3.6超聲相控陣聚焦橫波聲束的寬度與聲束范圍等主要技術(shù)參數(shù)，均A.4端點衍射法測高的方法A.4.1首先根據(jù)超聲相控陣檢測時發(fā)現(xiàn)的A.4.2確定最佳檢測參數(shù)后，將超聲相控陣聲束的A.4.3找到最大反射波位置，將探頭置于工件表面，移動探頭找到該缺陷最大反射波高位置，也就是聲束軸線對準(zhǔn)缺陷的最佳位置，將該波高調(diào)整A.4.4識別端點衍射波信號，找到缺陷最大反射波位置后，固定探頭位置，將該波高調(diào)整到滿屏高度A.4.5測量缺陷自身高度，對于開口缺陷，記錄反射波最佳位置的深度值和缺陷的最佳衍射波位置的A.4.6讀取缺陷端點衍射回波峰值信號幅度應(yīng)大于等于熒光屏滿刻度的10%。A.4.7為保證測量缺陷自身高度的精度，A.4.8在記錄缺陷高度時，應(yīng)將閘門確定在端點衍射回波峰值上。C.1.2本附錄規(guī)定的聲速測量方法適用于自動超聲波檢測系統(tǒng)；其它超聲波檢測設(shè)備