《管子管板角焊縫相控陣超聲檢測(cè)》

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CPASEXXXXX—2022

管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)

Phasedarrayultrasonictestingtechnology

fortubetotubeSheetfilletjoints

（征求意見稿）

2022-XX-XX發(fā)布2022-XX-XX實(shí)施

中國(guó)特種設(shè)備安全與節(jié)能促進(jìn)會(huì)發(fā)布

I

目錄

前言（略）...............................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

1范圍.........................................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................................................................................1

3術(shù)語(yǔ)和定義.............................................................................................................................................1

4基本要求.................................................................................................................................................3

4.1檢測(cè)人員.......................................................................................................................................3

4.2檢測(cè)設(shè)備.......................................................................................................................................3

4.3檢測(cè)探頭.......................................................................................................................................4

4.4檢測(cè)試塊.......................................................................................................................................4

4.5耦合劑...........................................................................................................................................4

4.6對(duì)角接接頭設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)要求............................................................................................4

5工藝準(zhǔn)備.................................................................................................................................................5

5.1檢測(cè)工藝參數(shù)選擇.......................................................................................................................5

5.2檢測(cè)系統(tǒng)校準(zhǔn)...............................................................................................................................5

5.3檢測(cè)工藝鑒定試驗(yàn).......................................................................................................................5

6檢測(cè)前的檢查和檢測(cè)時(shí)機(jī)選擇.............................................................................................................6

6.1檢測(cè)前對(duì)工件的檢查...................................................................................................................6

6.2檢測(cè)時(shí)機(jī).......................................................................................................................................6

7數(shù)據(jù)采集過(guò)程.........................................................................................................................................6

8數(shù)據(jù)判讀.................................................................................................................................................7

9焊縫質(zhì)量評(píng)定與分級(jí).............................................................................................................................7

9.1角接接頭質(zhì)量評(píng)定準(zhǔn)則與焊喉尺寸測(cè)量方法............................................................................7

9.2質(zhì)量等級(jí)評(píng)定..............................................................................................................................8

10檢測(cè)記錄和報(bào)告...................................................................................................................................8

附錄A（規(guī)范性附錄）換熱器管子管板角接接頭類型、結(jié)構(gòu)與特征參數(shù)..........................................9

附錄B（規(guī)范性附錄）換熱器管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)校準(zhǔn)試塊....................................10

附錄C（規(guī)范性附錄）換熱器管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)焊喉尺寸測(cè)量方法....................11

附錄D（資料性附錄）對(duì)管子管板角接接頭結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和外形的要求................................15

附錄E（資料性附錄）管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)記錄表格................................................16

附錄F（資料性附錄）管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)報(bào)告表格................................................17

II

管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)的方法和技術(shù)要求，工藝參數(shù)及焊縫質(zhì)量評(píng)級(jí)。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于管殼式換熱器、反應(yīng)器、空冷器、廢熱鍋爐、急冷器等（以下通稱換熱器）管子管板

角接接頭檢測(cè)，包括制造階段的在制產(chǎn)品的檢測(cè)，以及使用階段的在役設(shè)備的檢測(cè)。

適用的換熱管的規(guī)格尺寸：內(nèi)徑19-74mm，厚度2-8mm。對(duì)角接接頭的結(jié)構(gòu)要求包括：管子端面

不得低于管板；坡口深度不得小于1mm且坡口深度+焊腳高度不小于管子壁厚的1.2倍；焊后管子端面

不得全部熔化，管內(nèi)壁不得明顯變形。用于制作焊接接頭的金屬材料為碳素鋼、低合金鋼、奧氏體不銹

鋼、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金、銅及銅合金等。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是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/T29302無(wú)損檢測(cè)儀器相控陣超聲檢測(cè)系統(tǒng)的性能與檢驗(yàn)

GB/T32563無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)相控陣超聲檢測(cè)方法

NB/T47013.1承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)第1部分：通用要求

NB/T47013.3承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)第3部分：超聲檢測(cè)

NB/T47013.15承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)第15部分：相控陣超聲檢測(cè)

JB/T11731無(wú)損檢測(cè)超聲相控陣探頭通用技術(shù)條件

JB/T11779無(wú)損檢測(cè)儀器相控陣超聲檢測(cè)儀技術(shù)條件

3術(shù)語(yǔ)和定義

GB/T32563規(guī)定的名詞術(shù)語(yǔ)，以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

3.1

Q類角接接頭Q-filletjoint

管子伸出管板長(zhǎng)度x≥0mm，坡口深度z+焊腳高度x1≥1.2t（t為管子壁厚）的角接接頭，其結(jié)構(gòu)、

特征參數(shù)及取值范圍見附錄A。該類角接接頭容易形成較大焊喉，有利于提高焊接合格率；焊后管子內(nèi)

壁沒有熔化和變形，有利于相控陣檢測(cè)掃查。

1

3.2

D類角接接頭D-filletjoint

管子伸出管板長(zhǎng)度x＜0mm，管子端面低于管板的角接接頭，其結(jié)構(gòu)、特征參數(shù)及取值范圍見附錄

A。該類角接接頭形成的焊喉較小，對(duì)焊接合格率不利；焊后管子端面和內(nèi)壁熔化，對(duì)相控陣檢測(cè)掃查

不利。

3.3

焊喉尺寸δweldingthroatsizeδ

角焊縫剖面上阻隔管程和殼程間泄漏的焊縫金屬的最小厚度，是相控陣檢測(cè)評(píng)級(jí)的關(guān)鍵參量，其測(cè)

量與取值見附錄A，從相控陣圖譜上測(cè)量的方法見附錄C。

3.4

圓形缺陷sphericalflaw

模型為一個(gè)球，包括長(zhǎng)寬比不大于3的氣孔、夾渣和夾鎢等缺陷。圓形缺陷影響焊喉尺寸的主要參

數(shù)是直徑，其直徑按缺陷波幅當(dāng)量測(cè)量結(jié)果為準(zhǔn)。

3.5

條形缺陷stripflaw

模型為一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的圓柱，包括長(zhǎng)寬比大于3的氣孔、夾渣和夾鎢等缺陷。條形缺陷影響焊喉尺寸的

主要參數(shù)是高度，其高度以圖譜上指針測(cè)量的結(jié)果為準(zhǔn)。

3.6

根部缺陷rootflaw

位置在焊縫根部的缺陷，包括根部咬邊、根部未焊透、根部未熔合。根部缺陷影響焊喉尺寸的主要

參數(shù)是缺陷上端點(diǎn)位置。

3.7

時(shí)間增益修正（TCG）timecorrectedgain

對(duì)同一角度上不同聲程處相同尺寸反射體的回波進(jìn)行增益修正，使之達(dá)到相同幅值。

3.8

D型顯示D-display

管子管板角接接頭剖開后的焊縫端面投影，圖中橫坐標(biāo)表示水平距離，縱坐標(biāo)表示深度（見圖1）。

3.9

G型顯示G-display

2

通過(guò)映射原理形成的管子管板角接接頭整圈焊縫俯視平面的投影，采用極坐標(biāo)標(biāo)注（見圖2）。

圖1管子管板角焊縫角焊縫的D型顯示圖2管子管板角焊縫角焊縫的G型顯示

4基本要求

4.1檢測(cè)人員

4.1.1從事管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)的人員，應(yīng)按照國(guó)家的相關(guān)規(guī)定取得相應(yīng)檢測(cè)資格。持有

相控陣超聲檢測(cè)Ⅰ級(jí)及以上資格證書的人方可實(shí)施掃查操作，持有相控陣超聲Ⅱ級(jí)資格證書的人方可進(jìn)

行數(shù)據(jù)評(píng)定和檢測(cè)報(bào)告編制。

4.1.2從事管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)操作的人員應(yīng)經(jīng)過(guò)管子管板角接接頭相控陣超聲儀器系統(tǒng)

和掃查系統(tǒng)操作的專門培訓(xùn)，了解換熱器的基本結(jié)構(gòu)、管子管板角接接頭的類別、型式和特點(diǎn)，同時(shí)熟

悉本規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。

4.1.3從事管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)定的人員應(yīng)經(jīng)過(guò)管子管板角接接頭相控陣超聲數(shù)據(jù)

評(píng)定的專門培訓(xùn)，了解換熱器的基本結(jié)構(gòu)和有關(guān)設(shè)計(jì)、制造知識(shí)，管子管板角接接頭的類別、型式和特

點(diǎn)，掌握超聲向不同方向投射生成的B/C/D/G掃描圖的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以及圖像分析技能和測(cè)量技能，同

時(shí)熟悉本規(guī)范的各項(xiàng)規(guī)定。

4.2檢測(cè)設(shè)備

4.2.1管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)儀器應(yīng)滿足的有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，有產(chǎn)品合格證。應(yīng)在管子管

板角接接頭校準(zhǔn)試塊和模擬試件上對(duì)儀器進(jìn)行測(cè)試，證明其性能滿足管子管板角接接頭檢測(cè)要求。

4.2.2管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)掃查器應(yīng)保證掃查過(guò)程轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，耦合良好；采集數(shù)據(jù)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)

一圈的角度范圍應(yīng)＞360°，以保證圖譜中所采集數(shù)據(jù)終點(diǎn)能覆蓋起點(diǎn)。

3

4.2.3管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能顯示A、B、C掃描圖。為提高數(shù)據(jù)評(píng)定效率，準(zhǔn)確對(duì)

缺陷定位、定量和定性，建議配置專用離線分析軟件。離線軟件應(yīng)具備顯示疊加焊縫坡口的D掃描圖，

以及顯示缺陷周向方位的G掃描圖等功能。

4.3檢測(cè)探頭

4.3.1用于管子管板角接接頭相控陣超聲探頭應(yīng)滿足有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。應(yīng)對(duì)探頭進(jìn)行測(cè)試，證明其性

能指標(biāo)滿足檢測(cè)要求。

4.3.2探頭孔徑應(yīng)能保證線掃描采集信號(hào)范圍覆蓋角接接頭從焊腳到根部的全部，另加3mm。

4.3.3探頭楔塊曲率應(yīng)與管子內(nèi)徑匹配，其高度應(yīng)能保證有效探測(cè)聲程大于管子壁厚+焊縫寬度+3mm。

4.3.4采用水浸法檢測(cè)時(shí)，水層厚度應(yīng)保證有效探測(cè)聲程大于管子壁厚+焊縫寬度+3mm。

4.4檢測(cè)試塊

4.4.1管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)試塊包括校準(zhǔn)試塊和模擬試件。

4.4.2專用校準(zhǔn)試塊見附錄B，其形狀為圓筒形，其內(nèi)徑等于管子內(nèi)徑，在試塊上代表焊縫根部位置和

焊縫表面熔合線位置加工直徑φ1mm平底孔，用于增益設(shè)置、位置校準(zhǔn)和探測(cè)范圍標(biāo)定。只要能保證

增益設(shè)置、位置校準(zhǔn)和聲程標(biāo)定的正確性，允許使用其他形狀的校準(zhǔn)試塊。

4.4.3模擬試件采用焊接方法制作，其外形尺寸、材質(zhì)、焊接坡口型式、焊接工藝應(yīng)與實(shí)際工件一致，

應(yīng)在試件中設(shè)計(jì)若干缺陷，可以是焊接缺陷，也可以是機(jī)加工缺陷。模擬試件的用途是進(jìn)行工藝鑒定，

內(nèi)容包括掃查系統(tǒng)有效性鑒定、工藝有效性鑒定、檢測(cè)靈敏度和測(cè)量精度鑒定、人員操作技能鑒定等。

4.5耦合劑

4.5.1當(dāng)使用凝膠作為耦合劑時(shí)，應(yīng)保證其無(wú)毒，對(duì)工件沒有腐蝕。

4.5.2當(dāng)用水作為耦合劑時(shí)，應(yīng)采取措施防止腐蝕發(fā)生，例如添加防銹劑，或檢測(cè)后立即清理干凈。

4.5.3允許使用其他類型的耦合劑，例如機(jī)油、化學(xué)漿糊等。

4.6對(duì)角接接頭設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)要求

4.6.1管子管板角接接頭的焊接應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工藝文件規(guī)定，焊接完成的角接接頭的形狀、尺

寸和外形應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)附錄A和附錄D的有關(guān)要求。

4.6.2管子管板角接接頭焊接完成后，制造方應(yīng)對(duì)焊縫外觀進(jìn)行檢查，測(cè)量焊腳高度尺寸并作記錄，對(duì)

出現(xiàn)塌腰、焊腳高度不夠的焊縫應(yīng)采取補(bǔ)焊措施，以避免對(duì)焊喉尺寸造成不利影響。

4.6.3對(duì)檢測(cè)時(shí)已無(wú)法進(jìn)行焊縫外觀檢查的產(chǎn)品（例如空冷器），制造方應(yīng)向檢測(cè)方提供角接接頭外觀檢

4

查報(bào)告。報(bào)告中應(yīng)描述角接接頭外形檢驗(yàn)情況，對(duì)塌腰、焊腳高度不夠的修理情況，并給出焊腳高度、

焊縫寬度的測(cè)量數(shù)據(jù)，以及外觀檢查合格的結(jié)論。

5工藝準(zhǔn)備

5.1檢測(cè)工藝參數(shù)選擇

5.1.1從管子內(nèi)壁掃查焊縫是最有利的檢測(cè)位置，這樣不僅聲束容易覆蓋焊縫全體積，而且探測(cè)距離近，

靈敏度和信噪比高，衰減小，干擾信號(hào)少。

5.1.2采用0°波束垂直入射是最有利的檢測(cè)角度，該角度與焊縫深度方向的面積型缺陷（裂紋和未熔合）

垂直，從而能夠保證對(duì)各種缺陷的高檢出率。另一方面，從該角度檢測(cè)能夠精確測(cè)量出焊喉尺寸，以及

裂紋、未熔合、未焊透等缺陷的高度。

5.1.3根據(jù)工件的型式、材質(zhì)、規(guī)格尺寸，垂直入射的管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)的工藝參數(shù)選

擇可參考表1。

表1垂直入射的管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)推薦的工藝參數(shù)

探測(cè)聲程掃描頻率晶片間距波束傾斜角聚焦深度激發(fā)孔徑

（mm）方式（MHz）（mm）度（°）（mm）（晶片數(shù)）

探測(cè)范圍的

6～20線掃描4～100.3～1.004～12

0.7～1倍

5.1.4當(dāng)有必要時(shí)，可以增加軸向傾斜掃查或周向傾斜掃查。用于傾斜掃查的探頭尺寸較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)

雜，有時(shí)會(huì)因角接接頭結(jié)構(gòu)和規(guī)格尺寸的限制而無(wú)法實(shí)施檢測(cè)。另一方面，傾斜掃查時(shí)，影響信號(hào)質(zhì)量

和圖像質(zhì)量的因素較多，檢測(cè)工藝參數(shù)的選擇比較復(fù)雜，需要通過(guò)工藝鑒定試驗(yàn)確定工藝參數(shù)。

5.2檢測(cè)系統(tǒng)校準(zhǔn)

5.2.1管子管板角接接頭實(shí)施檢測(cè)前應(yīng)在校準(zhǔn)試塊上進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)，包括增益設(shè)置、位置校準(zhǔn)和探測(cè)范

圍標(biāo)定。

5.2.2校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)按所選擇的工藝進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，在校準(zhǔn)試塊上采集到代表根部位置和焊縫熔合線位置的

標(biāo)準(zhǔn)反射體的信號(hào)，確認(rèn)軸向位置正確，探測(cè)聲程適當(dāng)，并有足夠高的回波聲壓（≥70%）和信噪比

（≥9dB）。當(dāng)不同位置反射體聲壓差異較大時(shí)，可通過(guò)改變頻率或聚焦深度加以調(diào)整，并允許用TCG

功能進(jìn)行增益補(bǔ)償。

5.3檢測(cè)工藝鑒定試驗(yàn)

對(duì)特殊結(jié)構(gòu)工件或重要工件，檢測(cè)前應(yīng)進(jìn)行工藝鑒定試驗(yàn)。如果用戶要求，一般工件也可以進(jìn)行工

5

藝鑒定試驗(yàn)。相控陣工藝鑒定試驗(yàn)一般應(yīng)在模擬試件上進(jìn)行，按照擬定的工藝參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和

校準(zhǔn)，然后進(jìn)行相控陣檢測(cè)。相控陣超聲的檢測(cè)結(jié)果可以與棒陽(yáng)極X射線檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證，也

可通過(guò)解剖進(jìn)行驗(yàn)證。

6檢測(cè)前的檢查和檢測(cè)時(shí)機(jī)選擇

6.1檢測(cè)前對(duì)工件的檢查

6.1.1檢測(cè)前應(yīng)對(duì)待檢的換熱器的管子管板角接接頭外觀進(jìn)行檢查，合格后方可進(jìn)行檢測(cè)。

6.1.2對(duì)角接接頭被遮擋的換熱器產(chǎn)品（例如空冷器），應(yīng)對(duì)照制造方提供的角接接頭外觀檢驗(yàn)報(bào)告對(duì)管

箱和管子管板角接接頭外觀進(jìn)行檢查復(fù)核。復(fù)核項(xiàng)目至少包括：

（1）管箱變形情況，以及絲堵孔與管孔對(duì)中情況。管箱尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙要求，應(yīng)無(wú)明顯焊接

變形，絲堵孔與管子應(yīng)保證對(duì)中，對(duì)掃查器前端的插入和轉(zhuǎn)動(dòng)不形成障礙。

（2）管子內(nèi)徑尺寸和內(nèi)表面質(zhì)量。內(nèi)徑偏差應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)，管子內(nèi)壁的飛濺，銹蝕和雜物

應(yīng)采取措施去除，以保證掃查器前端能順利放入管子內(nèi)部。

（3）管子伸出長(zhǎng)度和管端面熔化情況。管子伸出管板長(zhǎng)度應(yīng)一致，管子端面應(yīng)沒有熔化痕跡。

（4）角接接頭的焊腳高度、寬度、焊縫成形情況。角接接頭焊腳高度不得小于圖紙規(guī)定，焊縫外

形應(yīng)呈30°-45°直線，允許稍稍凸起，不得有嚴(yán)重塌腰。

對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)作記錄，并通知制造方及時(shí)處理。

6.2檢測(cè)時(shí)機(jī)

檢測(cè)應(yīng)在焊接完成，外觀檢查合格后進(jìn)行。對(duì)有延遲裂紋傾向的材料，檢測(cè)至少應(yīng)延遲到焊接完成

24h后進(jìn)行。

7數(shù)據(jù)采集過(guò)程

7.1表面處理。

7.2施加耦合劑。

7.3電動(dòng)掃查：

（1）插入前端，檢查放置情況，軸向?qū)χ星闆r是否正常，端面基準(zhǔn)是否對(duì)齊。

（2）開啟按鈕，實(shí)施旋轉(zhuǎn)掃查，同時(shí)通過(guò)儀器屏幕監(jiān)視數(shù)據(jù)采集情況。

（3）數(shù)據(jù)保存。

6

（4）取出掃查器，前端回轉(zhuǎn)到原位。

（5）轉(zhuǎn)入下一個(gè)管頭檢測(cè)。

7.4手動(dòng)掃查：

（1）插入前端，撐住管壁，探頭自動(dòng)就位。

（2）手搖一圈，完成檢測(cè)，數(shù)據(jù)保存。

（3）在認(rèn)為需要的位置停頓、觀察，中間數(shù)據(jù)保存。

（4）轉(zhuǎn)入下一個(gè)管頭檢測(cè)。

8數(shù)據(jù)判讀

8.1一般不允許利用相控陣儀器屏幕進(jìn)行數(shù)據(jù)判讀和檢測(cè)結(jié)果評(píng)定。應(yīng)使用電腦屏幕進(jìn)行數(shù)據(jù)判讀，通

過(guò)專用軟件進(jìn)行觀察、測(cè)量和分析，以其結(jié)果作為檢測(cè)結(jié)論。

8.2為保證整圈焊縫信號(hào)的全采集，在B、C掃描圖上，應(yīng)能看到首部特征信號(hào)在尾部重現(xiàn)；在G掃描

圖上，應(yīng)能看到起點(diǎn)與終點(diǎn)的信號(hào)重疊。

8.3連續(xù)采集的圖譜中不應(yīng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)連續(xù)丟失，圖譜上丟失數(shù)據(jù)的單個(gè)長(zhǎng)度應(yīng)不超過(guò)該焊縫長(zhǎng)度的1%，

丟失數(shù)據(jù)的總長(zhǎng)度應(yīng)不超過(guò)該焊縫長(zhǎng)度的2%。

9焊縫質(zhì)量評(píng)定與分級(jí)

9.1角接接頭質(zhì)量評(píng)定準(zhǔn)則與焊喉尺寸測(cè)量方法

9.1.1相控陣檢測(cè)的目的是避免焊接接頭處出現(xiàn)泄漏通道，足夠大的焊喉尺寸可降低使用中發(fā)生泄漏的

概率，因此換熱器角接接頭相控陣檢測(cè)的質(zhì)量評(píng)定準(zhǔn)則是：以焊喉尺寸δ與管子壁厚t的比值評(píng)定角接

接頭質(zhì)量?jī)?yōu)劣和級(jí)別高低。

9.1.2焊喉尺寸與角接接頭結(jié)構(gòu)尺寸和缺陷情況有關(guān)。角接接頭結(jié)構(gòu)尺寸和缺陷對(duì)焊喉的影響見附錄A

的圖A.1、圖A.2和圖A.3。從相控陣檢測(cè)圖譜上測(cè)量無(wú)缺陷處的焊喉尺寸方法見附錄C的圖C.1、圖

C.2和圖C.4；測(cè)量有缺陷處的焊喉尺寸方法見附錄C的圖C.3和圖C.5。

9.1.3管子管板角接接頭的根部缺陷、條形缺陷、圓形缺陷的高度測(cè)量方法：對(duì)根部缺陷，應(yīng)測(cè)量缺陷

上端點(diǎn)的位置，以此點(diǎn)作為計(jì)算焊喉尺寸的起點(diǎn)。對(duì)圓形缺陷和條形缺陷，應(yīng)測(cè)量缺陷在焊縫中的位置，

以及缺陷的直徑或高度最大值，以此值計(jì)算焊喉尺寸。

7

9.2質(zhì)量等級(jí)評(píng)定

9.2.1管子管板角接接頭的質(zhì)量等級(jí)分為I級(jí)、II級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)。質(zhì)量最高等級(jí)是I級(jí)。

9.2.2根據(jù)焊喉尺寸δ與管子壁厚t的比值評(píng)定管子管板角接接頭的質(zhì)量等級(jí)，有關(guān)分級(jí)規(guī)定如下（無(wú)裂

紋情況下）：

δ≥1.2t，I級(jí)；

1.0t≤δ＜1.2t，II級(jí)；

0.7t≤δ＜1.0t，Ⅲ級(jí)；

δ＜0.7t，Ⅳ級(jí)。

9.2.3當(dāng)檢測(cè)人員判斷存在裂紋時(shí)，可直接評(píng)定該角接接頭為不合格。

9.2.4合格級(jí)別由產(chǎn)品設(shè)計(jì)方或采購(gòu)方?jīng)Q定，一般應(yīng)不低于II級(jí)。

10檢測(cè)記錄和報(bào)告

10.1檢測(cè)記錄格式見附錄E。

10.2檢測(cè)報(bào)告格式見附錄F。

8

附錄A

（規(guī)范性附錄）

換熱器管子管板角接接頭類型、結(jié)構(gòu)與特征參數(shù)

A.1管子管板角接接頭類型、結(jié)構(gòu)、特征參數(shù)及其取值范圍見表A.1

表A.1管子管板角接接頭類型、結(jié)構(gòu)、特征參數(shù)及其取值范圍

特征參數(shù)及其取

類別與特點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖

值范圍/mm

Q類角接接頭：通過(guò)設(shè)計(jì)較Di=19～74

深坡口z和較大焊角x1，可t=2～8

z=0.5t～1.5t

以得到較大焊喉δ，有利于

x≥0

提高接頭合格率；焊接時(shí)管

x1=0～t

端面不熔化，管內(nèi)壁不變

z+x1≥1.2t

形，有利于相控陣掃查。

w=z～z+3

D類角接接頭。由于坡口z

Di=19～74

不大于管壁t，且無(wú)法設(shè)計(jì)

t=2～5

焊腳x1，導(dǎo)致焊喉δ較小，x=-t/2～0

對(duì)焊接合格率不利；如果管x1=0～2

端面過(guò)低，管內(nèi)壁熔化，相z=t

控陣掃查困難，無(wú)法覆蓋。w=z+t+2

A.2焊喉尺寸δ在無(wú)缺陷處和有缺陷處的測(cè)量與取值見圖A.1-圖A.3。

ΔΔΔΔ

圖A.1Q類接頭無(wú)缺陷處焊喉尺寸δ（δ=Δ）圖A.2Q類接頭有缺陷處焊喉尺寸δ（δ=Δ-F）

ΔΔ

圖A.3D類接頭焊喉尺寸，無(wú)缺陷處δ（δ=Δ）和有缺陷處δ（δ=Δ-F）

9

附錄B

（規(guī)范性附錄）

換熱器管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)校準(zhǔn)試塊

B.1校準(zhǔn)試塊的用途

管子管板角接接頭相控陣校準(zhǔn)試塊的用途：一是增益設(shè)置，二是位置校準(zhǔn)，三是探測(cè)范圍標(biāo)定。

B.2校準(zhǔn)試塊的形狀材質(zhì)及結(jié)構(gòu)尺寸

B.2.1典型的校準(zhǔn)試塊設(shè)計(jì)成一圓筒形，其形狀結(jié)構(gòu)見圖B.1，采用機(jī)加工方法制作。

B.2.2校準(zhǔn)試塊材質(zhì)應(yīng)與實(shí)際工件材質(zhì)相同。當(dāng)兩種材質(zhì)的聲速和衰減系數(shù)高度接近時(shí)，也可代用。

B.2.3試塊上的人工缺陷為平底孔，其直徑為1mm。當(dāng)需要提高或降低檢測(cè)靈敏度時(shí)，孔的直徑可由合

同雙方商定。

B.2.4在試塊上對(duì)應(yīng)于工件的焊縫根部位置上和坡口熔合線位置加工4個(gè)平底孔。

B.2.5圖B.1(a)為管子規(guī)格φ25×2.5mm，坡口深度2.5mm，管子伸出管板3mm的角接接頭的校準(zhǔn)試

塊，試塊上4個(gè)平底孔尺寸均為φ1mm。

B.2.6圖B.1(b)為平底孔與焊縫的相對(duì)位置示意圖。要求孔的平底分別位于焊縫表面熔合線處，以及焊

縫根部。

A-A

圖B.1管子管板角接接頭φ25×2.5相控陣檢測(cè)校準(zhǔn)試塊

B.3只要能滿足增益設(shè)置、位置校準(zhǔn)、探測(cè)范圍標(biāo)定的要求，允許使用其他形狀的校準(zhǔn)試塊。

B.4當(dāng)采用角度線掃描時(shí)，應(yīng)采用球孔作為標(biāo)準(zhǔn)反射體，球孔直徑按照平底孔直徑當(dāng)量換算得到。

10

附錄C

（規(guī)范性附錄）

換熱器管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)焊喉尺寸測(cè)量方法

C.1換熱器管子管板角接接頭的外形輪廓對(duì)超聲信號(hào)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響到焊喉的測(cè)量。因此規(guī)定了兩

種測(cè)量焊喉尺寸的方法，分別適用于檢測(cè)不同結(jié)構(gòu)焊縫得到不同特征信號(hào)的圖譜。

C.2第一種測(cè)量方法A及其適用的角焊縫外形輪廓

第一種測(cè)量方法A適用于管子伸出管板較長(zhǎng)，角焊縫焊腳低于管端面，管端面沒有熔化，根部信

號(hào)和焊腳信號(hào)均明顯可見的圖譜：沿平行于管子外壁方向測(cè)量焊縫根部信號(hào)和焊腳信號(hào)之間距離，得到

焊喉尺寸δ，測(cè)量方法見示例圖C.1-圖C.3。

對(duì)無(wú)內(nèi)部缺陷的角接接頭，以及僅存在根部缺陷（焊縫熔深不足根部或未焊透）的角接接頭，應(yīng)選

擇適當(dāng)部位，按圖C.1和圖C.2所示方法測(cè)量和計(jì)算：分別測(cè)量根部信號(hào)深度XG與焊腳信號(hào)深度XJ，

兩者相減為焊喉尺寸δ,即δ=Δ=XG-XJ。

對(duì)有內(nèi)部缺陷的角接接頭，應(yīng)按圖C.3所示方法測(cè)量和計(jì)算，分別測(cè)量根部信號(hào)深度XG、焊腳信

號(hào)深度XJ、缺陷上端點(diǎn)Fs、缺陷下端點(diǎn)Fx，焊喉尺寸δ=Δ-F=（XG-XJ）-（Fx-Fs）

A類（根部信號(hào)與焊腳信號(hào)可見）焊縫中無(wú)缺陷處的焊喉尺寸測(cè)量與計(jì)算

注釋：①定位基準(zhǔn)點(diǎn)（管口面）=0mm②焊角信號(hào)（距管口面距離）=1.0mm

③管板面（根據(jù)圖紙標(biāo)注尺寸）④根部信號(hào)（距管口面距離）=6.1mm

⑤焊喉

焊喉尺寸δ⑤=Δ=根部信號(hào)④-焊腳信號(hào)②=6.1-1.0=5.1mm

圖C.1測(cè)量A類焊喉尺寸示例1

11

A類（根部信號(hào)與焊腳信號(hào)可見）焊縫中存在熔深不足（根部未焊透）的焊喉尺寸測(cè)量與計(jì)算

注釋：①定位基準(zhǔn)點(diǎn)（管口面）=0mm②焊腳信號(hào)（距管口面距離）=2.0mm

③管板面（根據(jù)圖紙標(biāo)注尺寸）④根部信號(hào)（距管口面距離）=3.9mm

⑤焊喉

焊喉尺寸δ⑤=Δ=根部信號(hào)④-焊腳信號(hào)②=3.9-2.0=1.9mm

圖C.2測(cè)量A類焊喉尺寸示例2

A類（根部信號(hào)與焊腳信號(hào)可見）焊縫中氣孔處的焊喉尺寸測(cè)量與計(jì)算

注釋：①定位基準(zhǔn)點(diǎn)（管口面）=0mm②焊腳信號(hào)（距管口面距離）=1.5mm

③管板面（根據(jù)圖紙標(biāo)注尺寸）④根部信號(hào)（距管口面距離）=5.7mm

⑤缺陷上端點(diǎn)（距管口面距離）=3.0mm⑥缺陷下端點(diǎn)（距管口面距離）=3.9mm

⑦焊喉

焊喉尺寸δ⑦=Δ-F=（根部信號(hào)④-焊腳信號(hào)②）-（缺陷下端點(diǎn)⑥-缺陷上端點(diǎn)⑤）

=（5.7-1.5）-（3.9-3.0）=3.3mm

圖C.3測(cè)量A類焊喉尺寸示例3

12

C.3第二種測(cè)量方法B

第二種測(cè)量方法適用于管子與管板齊平或管子伸出管板較少，管端面被熔化，根部信號(hào)明顯，而焊

腳信號(hào)不可見的圖譜：沿平行于管子外壁方向測(cè)量管端面與焊縫根部信號(hào)之間距離，得到焊喉尺寸δ，

測(cè)量方法見示例圖C.4-圖C.5。

對(duì)無(wú)內(nèi)部缺陷的角接接頭，用管端面位置取代焊腳信號(hào)作為測(cè)量基準(zhǔn)面，見圖C.4。在圖譜中選擇

適當(dāng)部位，分別用相控陣指針測(cè)量根部信號(hào)XG，用掃查器前端的定位裝置標(biāo)記管端面位置XD，兩者相

減為焊喉高度δ，即δ=Δ=XG-XD。

對(duì)有內(nèi)部缺陷的角接接頭，用掃查器前端的定位裝置標(biāo)記管端面位置XD，用相控陣指針測(cè)量根部

信號(hào)XG，以及缺陷上端點(diǎn)Fs和下端點(diǎn)Fx，然后計(jì)算焊喉尺寸δ=Δ-F=（XG-XD）-（Fx-Fs），測(cè)量方

法如圖C.5所示。

對(duì)空冷器角接接頭，由于管箱阻擋，掃查器前端的定位裝置無(wú)法使用，此時(shí)可用插尺測(cè)量管端面位

置XD，與相控陣指針測(cè)量根部信號(hào)XG兩者相減，即為焊喉高度δ，即δ=XG-XD。

B類（根部信號(hào)可見，管端面被熔化，焊腳信號(hào)不可見）焊縫中無(wú)缺陷處的焊喉尺寸測(cè)量與計(jì)算

注釋：①定位基準(zhǔn)點(diǎn)（管口面）=0mm②管端面（距管口面距離）=0mm

③管板面（根據(jù)圖紙標(biāo)注尺寸）④根部信號(hào)（距管口面距離）=5.8mm

⑤焊喉

焊喉尺寸δ⑤=Δ=根部信號(hào)④-管端面②=（5.8-0）=5.8mm

圖C.4測(cè)量B類焊喉尺寸示例1

13

B類（根部信號(hào)可見，管端面被熔化，焊腳信號(hào)不可見）焊縫中氣孔處的焊喉尺寸測(cè)量與計(jì)算

注釋：①定位基準(zhǔn)點(diǎn)（管口面）=0mm②管端面（距管口面距離）=0mm

③管板面（根據(jù)圖紙標(biāo)注尺寸）④根部信號(hào)（距管口面距離）=5.8mm

⑤缺陷上端點(diǎn)（距管口面距離）=3.4mm⑥缺陷下端點(diǎn)（距管口面距離）=4.5mm

⑦焊喉

焊喉尺寸δ⑦=Δ-F（根部信號(hào)④-管端面②）-（缺陷下端點(diǎn)⑥-缺陷上端點(diǎn)⑤）

=（5.8-0）-（4.5-3.4）=4.7mm

圖C.5測(cè)量B類焊喉尺寸示例2

14

附錄D

（資料性附錄）

對(duì)管子管板角接接頭結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和外形的要求

D.1管子管板角接接頭結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和外形對(duì)相控陣檢測(cè)和焊縫質(zhì)量評(píng)級(jí)影響很大，為保證檢測(cè)順

利實(shí)施，同時(shí)保證角焊縫獲得足夠大的焊喉，設(shè)計(jì)單位和制造單位應(yīng)重視管子管板角接接頭的結(jié)構(gòu)、形

狀、尺寸和外形。

D.2為避免不合理的角接接頭的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和外形影響相控陣檢測(cè)和結(jié)果評(píng)定，進(jìn)一步提高檢測(cè)

合格率，對(duì)管子管板角接接頭結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和外形提出以下要求：

D.2.1D類接頭形成的焊喉偏小，建議盡量采用能形成較大焊喉的Q類角接接頭。當(dāng)采用Q類角接接頭

時(shí)，建議適當(dāng)增大管子伸出管板長(zhǎng)度，采用較深坡口和適當(dāng)高度的焊腳（例如對(duì)管壁厚度為t的角接接

頭，管子伸出管板長(zhǎng)度不小于1.5t，焊腳高度不小于t，坡口深度不小于t）。

D.2.2管子管板角接接頭坡口宜采用較大寬度，焊后形成寬度較大的焊縫。角焊縫外表面成型角度以30°

為宜，最大不得超過(guò)45°。

D.2.3應(yīng)保證焊接后管子端面保持完好，不被熔化，管子內(nèi)壁不發(fā)生熔化或明顯變形，鐵水或焊渣不得

進(jìn)入管內(nèi)。

D.2.4同一管板上的管子伸出管板長(zhǎng)度應(yīng)一致，偏差不大于0.3mm。

D.2.6角焊縫余高應(yīng)呈直線，不得有焊瘤且不得有塌腰。如出現(xiàn)焊瘤，應(yīng)打磨消除；如有塌腰應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)

焊。

D.2.7焊縫不得有咬邊，如出現(xiàn)咬邊，應(yīng)打磨或補(bǔ)焊消除。

D2.8合格和不合格角焊縫外觀圖示見圖D1和D2。

圖D1焊腳高度和焊縫塌腰影響焊喉的圖示圖D2焊縫外形合格與不合格的圖示

15

附錄E

（資料性附錄）

管子管板角接接頭相控陣超聲檢測(cè)記錄表格

操作指導(dǎo)書編號(hào)：

相控陣檢測(cè)原始記錄（首頁(yè)）

原始記錄編號(hào)：

委托單位檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)Q/ZTCY-J-02-2021

檢件名稱檢件編號(hào)管子規(guī)格φ×mm

管子材質(zhì)坡口深度mm焊腳高度mm

管子伸出長(zhǎng)度mm焊縫寬度mm焊接方法

熱處理情況檢測(cè)時(shí)機(jī)焊后小時(shí)焊縫表面狀態(tài)

檢測(cè)數(shù)量檢測(cè)比例%合格級(jí)別

儀器型號(hào)/編號(hào)探頭型號(hào)/編號(hào)楔塊型號(hào)/編號(hào)

校準(zhǔn)試塊模擬試塊耦合劑

檢測(cè)面波型掃查覆蓋角度

掃查方式機(jī)械掃查步進(jìn)電子掃描方式

一次激發(fā)陣元數(shù)電子掃描步進(jìn)聲束角度

檢測(cè)靈敏度聚焦深度表面補(bǔ)償

缺陷的記錄與評(píng)定

焊縫焊喉下端焊喉上端測(cè)點(diǎn)的缺陷高度最小焊喉評(píng)定

序號(hào)備注

編號(hào)點(diǎn)（mm）點(diǎn)（mm）鐘點(diǎn)位（mm）尺寸（mm）級(jí)別

1、焊喉上端點(diǎn)和下端點(diǎn)的深度值測(cè)量以管口平面為0點(diǎn)；

2、無(wú)缺陷的角接接頭測(cè)量焊喉最小的點(diǎn)，給出焊喉尺寸，并給出測(cè)量位置的鐘點(diǎn)位；

3、有缺陷的角接接頭測(cè)量對(duì)焊喉尺寸影響最大缺陷的高度以及該點(diǎn)的焊喉尺寸，并給出測(cè)點(diǎn)的鐘點(diǎn)

位。

檢測(cè)（級(jí)別）：審核（級(jí)別）：

日期：日期：

16

附錄F