超声波检测作业指导书.doc

1、 - 1 - 无损检测实训中心 超 声 波 检 测 实 训 指 导 书- 1 - 目录 1 目的 . - 2 - 2 适用范围 . - 2 - 3 引用标准 . - 2 - 4 检测准备 . - 2 - 4.1 工艺准备 . - 2 - 4.2 检测作业人员 . - 3 - 4.3 检测设备与器材 . - 3 - 4.4 作业条件 . - 4 - 5 检测实施 . - 4 - 5.1 检测控制流程图 . - 4 - 5.3 锻件超声波检测 . - 6 - 5.4 无缝钢管超声波检测 . - 8 - 5.5 焊接接头超声波探伤 . - 10 - 5.6 平板对接焊接接头的超声检测 . - 20

2、- 5.7 管座角焊缝的检测 . - 23 - 5.9 钢制管道对接焊缝超声波探伤 . - 25 - 5.10 中厚壁管对接焊缝的超声波探伤 . - 27 - 5.11 中小径薄壁管对接焊缝的超声波探伤 . - 27 - 5.12 高压螺栓件的超声检测 . - 29 - 5.13 例外情况的处理方法 . - 30 - 6 质量检查 . - 30 - 6.1 质量检查要求和方法 . - 30 - 6.2 质量检验标准 . - 31 - 6.3 质量控制点 . - 31 - 6.4 质量记录 . - 31 - 6.5 应注意的质量问题 . - 31 - 7 职业健康安全和环境管理 . - 32 -

3、 7.1 职业健康安全主要控制措施 . - 32 - 7.2 环境管理主要控制措施 . - 32 - - 2 - 1 目的 为了规范超声波检测工作，保证超声波检测的工作质量，特制定本作业指导书。 2 适用范围 2.1 适用于 4-300mm 板厚的压力容器和锅炉的对接焊缝超声波 探伤。包括了用A型探伤仪按照脉冲回 波技术手工检测全焊透焊缝、钢结构、其他设备及其原材料、零部件的超声波检测和材料的实施 2.2 不适用于铸钢以及奥氏体不锈钢焊缝的超声波探伤，不适用于外径么250mm 或内外径之比么 80%的纵向焊缝探伤。 2.3 本作业指导书与有关标准、规范、施工技术文件有抵触时，应以有关标准、规范

4、、施工技术文件为准。 3 引用标准 3.1 GB50273 工业锅炉安装工程施工及验收规范 3.2 GB150 钢制压力容器 3.3 GB50235 工业金属管道工程施工及验收规范 3.4 GB50236 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 3.5 GB/T15830 钢制管道对接环焊缝超声波探伤方法和检验结果的分析 3.6 GB/T 11345-1989钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 3.7 DL/T821-2002电力建设施工及验收技术规范管道焊接接头超声波检验检验技术规程 3.8 DL/T439-2006火力发电厂高温紧固件技术导则 3.9 GB/T5777 元缝钢管超声波

5、探伤检验 3.10SY/T4109 石油天然气钢质管道无损检测 3.11 工业锅炉 T型接头对接焊缝超声波探 伤规定 3.12 压力容器安全技术监察规程 3.13 蒸汽锅炉安全技术监察规程 3.14 压力管道安全管理与监察规定 3.15 特种设备无损检测人员考核与监督管理规则 4 检测准备 4.1 工艺准备 4.1.1 检测方案 大型检测项目或客户有特殊要求的检测项目以及本工艺规程未包括的超声- 3 - 波检测项目应单独编制超声检测方案（或包含在无损检测方案中）。超声检测方案由 UT-II 级以上人员编制，无损检测工程师审核，项目技术负责人批准后执行。 4.1.2 检测工艺卡 检测前应编制检测

6、工艺卡。检测工艺卡由 UT- II 级人员编制，无损检测工程师审核，现场无损检测技术负责人批准。 4.2 检测作业人员 4.2.1 超声检测应由按特种设备无损检测人员考核与监督管理规则考核合格，并取得超声检测 II 级或 II 级以上资格证书的检测人员担任。 4.2.2 I 级人员应在级或级人员的指导下进行超声检测操作和记录。级或级人员有权对检测结果进行评定，签发检测报告。 4.2.3 检测人员的视力应符合有关检测标准的要求。 4.3 检测设备与器材 4.3.1 仪器 1) 采用 A 型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为 0. 5MHz lOMHz 2) 仪器至少在荧光屏满刻度的 80%

7、范围内呈线性显示 3) 探伤仪应具有 80dB 以上的连续可调衰减器（增益），步进级每档不大于 2dB， 其精度为任意相邻 12dB 误差在 ldB 以内，最大累计误差不超过 ldB 4) 水平线性误差不大于 1% 5) 垂直线性误差不大于 5% 6) 探伤仪的性能核对 探伤仪应根据给定的项目核对，应开始使用时每 3个月核查，结果不满足规定的性能时，探伤仪不能使用。 4.3.2 探头 4.3.2.1 直探头 1) 晶片有效面积一般不应大于 50mm2，且任一边长原则上不大于 25mm。 2) 频率为 2 5 MHz。 4.3.2.2 斜探头 1） 斜探头声束轴线水平偏离角不大于 2。，主声束垂

8、直方向不应有明显的双 峰。 2） 实际的角度 K值、前沿距离应在检验调校时检查和确认并且记录在检测 报告上。 4.3.3 超声波探伤仪和探头的系统性能 1) 在达到所探公件的最大检测深程时，其有效灵敏度余量应大于或等于 lOdB。 2) 仪器和探头的组合频率于公称频率误差不得大于 10%。 3) 仪器和直探头组合的始脉冲宽度：对于频率为 5 MHz 的探头，其卣宽不得而知大于 10MM;对于频率为 2.5 MHz 的探头，其占宽不得而知大于 15MM。 4) 直探头的远场分辨力应大于或等于 30 dB，斜探头的远场分辨力应大于或等 于 6dB。 5) 仪器和探头的系统性能应按 ZB J04 0

9、01 和 ZB Y231 的规定进行测试。 - 4 - 4.3.4 耦合剂 应采用透声性好，且不损伤检测表面的耦合剂，如机油、化学浆糊、甘油和水 等。 4.4 作业条件 4.4.1 工件表面准备 4.4.1.1 探头移动区范围内应清除飞溅、焊疤、焊渣、氧化皮等，且表面粗糙度应为 Ra 6.3p m。 4.4.1.2 被检 工件的表面质量应由委托单位的质量检查人员检验合格并在检测委托单上签字认可。检测人员操作前应对工件的表面质量进行复核，当表面质量不符合检测要求时，应在委托单上注明原因，退回委托单位进行表面修整，直至符合检测要求。 4.4.2 检测时机 4.4.2.1 锻件的检测原则上应安排在热

10、处理后，孔、台等结构机加工前进行。 4.4.2.2 焊接接头超声波检测一般在焊接完成后进行。有延迟裂纹倾向的材质，应在焊接完成 24h 以后进行检测操作。 4.4.2.3 电渣焊焊接接头的超声波检测应在正火处理后进行。 4.4.3 设施与环 境 4.4.3.1 容器内作业时应采取有效通风设施，保证通风良好。 4.4.3.2 夜晚现场检测或容器内检测操作时，应有足够的照明设施，保证良好的照明条件。 5 检测实施 5.1 检测控制流程图 5.2 适用范围 本节适用于板厚 6-250mm 的碳素钢、低合金钢板材的超声波检测。奥氏体钢板材、镍及镍合金板材以及双相不锈钢板材的超声波检测，也可参照本条执行

11、。 5.2.2 检测器材 5.2.2.1 探头 钢板厚度为 6-20mm 时，选用双晶直探头，公称频率为 5MHz，晶片面积不少于 150mm2；钢 板厚度大于 20mm-40mm 时，选用单晶直探头，公称频率为 5MHz，圆晶片直径为 14-20mm;钢板厚度大于 40mm-250mm 时，选用单晶直探头，公称频率为 2. 5MHz，圆晶片直径为 20-25mm。 5.2.2.2 试块 (1) 用双晶直探头检测壁厚小于或等于 20mm 的钢板时，采用 JB/T47304 规定的 - 5 - CB-I试块。 (2) 用单晶直探头检测壁厚大于 20mm 的钢板时，采用 JB/T4730 规定的

12、CBII 试 块，试块的厚度应与被检钢板的厚度相近。 5.2.3 工艺参数 5.2.3.1 检测频率 钢板厚度大于 40mm时，检测频率为 2.5MHz;钢板厚度小于或等于 40mm 时检测频率为 5MHz。 5.2.3.2 扫描时基绒调节 钢板厚度小于或等于 20mm 时，应使荧光屏出现 5次底波，壁厚大于或等于20mm 时，应使荧光屏出现至少 2次底波。 5.2.3.3 基准灵敏度： (1) 板厚不大于 20mm 时，用 CB I 试块将与工件等厚部位第一次底波高度调整到 满刻度的 50%，再提高 lOdB 作为基准灵敏度。 (2) 板厚大于 20mm 时，应将 CBII 试块 5 平底孔

13、第一次反射波高调整到满刻度 的 50%作为基准灵敏度。 (3) 板厚不小于探头的三倍近场区时， 也可取钢板无缺陷完好部位的第一次底波 来校准灵敏度，其结果应与 5.2.3.3(2)的要求相一致。 5.2.3.4 表面补偿 (1) 应用灵敏度试块与检测的等厚钢扳（无缺陷部位）测定其表面补偿。 (2) 测定方法：将探头分别放置在灵敏度试块上和等厚钢扳（无缺陷部位）部位， 将第一次反射底波调整到相同波高，分别读出两次测试的衰减器（增益）的数值，其差值即为表面补偿分贝值。 (3) 用钢板无缺陷完好部位的第一次底波来校准灵敏度时，无需表面补偿。 5.2.3.5 检测面：钢板的任一轧制表面，若检测人员认为

14、需要或设计 上有要求时，也可选钢板的上、下两轧制表面分别进行检测。 5.2.3.6 耦合方式：直接接触法。 5.2.3.7 验收标淮：除非设计文件另有规定，应按 JB/T4730 标准进行评定验收。 5.2.4 检测操作 5.2.4.1 连接仪器和探头，在试块上调节探伤灵敏度。 5.2.4.2 在工件上涂布耦合剂，探头沿垂直于钢板的压延方向作间距为 lOOmm的平行线扫查。坡口两侧 50mm（板厚超过 lOOmm 时，以板厚的一半为准）内作100%扫查。 5.2.4.3 探头的扫查速度不应超过 150mm/s。当采用自动报警装置扫查 时，不受此限。做 100%扫查时探头每次扫查的覆盖范围应大于

15、探头直径的 15%。 5.2.5 缺陷的测定与记录 5.2.5.1 在检测过程中，发现下列三种情况之一即作为缺陷： (1) 缺陷第一次反射波 (Fl)波高大于或等于满刻度的 50%，即 Fl 50%。 (2) 当底面第一次反射波 (Bl)波高未达到满刻度，此时，缺陷第一次反射波 (Fl)波高与底面第一次反射波 (Bl)波高之比大于或等于 50%，即 Bl100%，而 Fl/Bl 50%。 (3) 底面第一次反射波 (Bl)波高低于满刻度的 50%，即 Bl50%。 5.2.5.2 缺陷的边界范围或指示长度的测定方法 (1) 检出缺陷后，应在它的周围继续进行检测，以确定缺陷的范围。 (2) 用双

16、晶直探头确定缺陷的边界范围或指示长度时，探头的移动方向应与探头 - 6 - 的隔声层相垂直，并使缺陷波下降到基准炅敏度条件下荧光屏满刻度的 25%或使缺陷第一次反射波高与底面第一次反射波高之比为 50%。此时，探头中心的移动距离即为缺陷的指示长度，探头中心点即为缺陷的边界点。两种方法测得的结果以较严重者为准。 (3) 用单直探头确定缺陷的边界范围或指示长度时，移动探头使缺陷波第一次反 射波高下降到基准灵敏度条件 下荧光屏满刻度的 25%或使缺陷第一次反射波与底面第一次反射波高之比为 50%。此时，探头中心的移动距离即为缺陷的指示长度，探头中心即为缺陷的边界点。两种方法测得的结果以较严重者为准。

17、 (4) 确定 5.2.5.1(3)中缺陷的边界范围或指示长度时，移动探头（单直探头或 双直探头）使底面第一次反射波升高到荧光屏满刻度的 50%。此时探头中心移动距离即为缺陷的指示长度，探头中心点即为缺陷的边界点。 (5) 当板厚较薄，确需采用第二次缺陷波和第二次底波来评定缺陷时，基准灵敏度应以相应的第二次反射波来校准。 5.2.5.3 检测时应记录 缺陷反射波情况，缺陷指示长度或指示面积，并绘制缺陷位置图。 5.2.6 缺陷评定 除非设计文件另有规定，缺陷评定应按 JB/T4730.3 标准执行。 5.3 锻件超声波检测 5.3.1 适用范围： 本条款适用于碳索钢和低合金钢锻件的超声波检测和

18、缺陷等级评定，不适用于奥氏体钢等粗晶材料锻件的超声检测，也不适用于内、外半径之比小于 80%的环形和筒形锻件的周向横波检测。 5.3.2 检测器材 5.3.2.1 探头 (1) 双晶直探头的公称频率应选用 5MHz，探头晶片面积不小于 150mm2。 (2) 单晶直探头的公称 频率应选用 2 5MHz，探头晶片一般为 14 25mm。 (3) 斜探头的公称频率应选用 2. 5MHz，探头晶片面积为 140 400mm2。 5.3.2.2 试块 (1) 采用纵波单晶直探头时采用 CS I 试块；工件检测距离小于 45mm 时，采用纵波双晶探头时应采用 CSII 标准试块。 (2) 检测面是曲面时

19、，应采用 CS标准试块来测定由于曲率不同而引起的声能损失，其形状和尺寸应符合 JB/T4730 标准的要求。 (3) 横波检测时，可利用被检工件壁厚或长度上的加工余量部分制作对比试块。 在锻件的内外表面，分别沿轴向和周向加工平行的 V 形 槽作为标准沟槽。 V 形槽长度为 25mm，深度为锻件壁厚的 1%，角度为 60。也可采用其他等效的反射体（如边角反射等）。 5.3.2.3 耦合剂：化合浆糊、机油。 5.3.3 检测时机：检测原则上应安排在热处理后，孔、台等结构机加工前进行，检测面的表面粗糙度 Ra 6.3m。 5.3.4 工艺参数 5.3.4.1 检测频率 双晶直探头检测时检测频率为 5

20、MHz; 单晶直探头检测时检测频率为 2- 7 - 5MHz;斜探头的检测时检测频率为 2.5MHz。 5.3.4.2 检测方法及检测面 (1) 锻件一般应进行纵波检测，对筒形和环 形锻件还应进行横波检测。 (2) 在纵波检测时，原则上应从两个相互垂直的方向进行检测，尽可能地检测到锻件的全体积，但锻件厚度超过 400mm 时，应从两端面进行 100%的扫查。 (3) 横波检测时，应从锻件的轴向和周向两个方向进行 100%的扫查。 5.3.4.3 灵敏度确定 (1) 单直探头基准灵敏度的确定 当被检部位的厚度大于或等于探头的三倍近场区长度，且探测面与底面平行时，原则上可采用底波计算法确定基准炅敏

21、度。对由于几何形状所限，不能获得底波或壁厚小于探头的三倍近场区时，可直接采用 CSI 标准试块确定基准灵敏度 。 (2) 双晶直探头基准灵敏度的确定 使用 CS试块，依次测试一组不同检测距离的（ 3 平底孔（至少三个）。调节衰减器，作出双晶直探头的距离一波幅曲线，并以此作为基准灵敏度。 (3) 扫查灵敏度一般不得低于最大检测距离处的 ( 2mm 平底孔当量直径。 (4) 横波检测灵敏度的确定 从锻件外圆面将探头对准内圆面的标准沟槽，调整增益，使最大反射高度为满刻度的 80%，将该值标在面板上，以其为基准灵敏度。不改变仪器的调整状态，再移动探头测定外圆面的标准沟槽，并将最大的反射高度也标在面板上

22、，将上述两点用直线连接并延长， 绘出距离一波幅曲线，并使之包括全部检测范围。内圆面检测时基准灵敏度也按上述方法确定，但探头斜楔应与内圆曲率一致。 5.3.4.4 表面补偿 (1) 将探头分别放置在灵敏度试块上和等厚工件（无缺陷部位）部位，将第一次 反射底波调整到相同波高，分别读出两次测试的衰减器（增益）的数值，其差值即为表面补偿分贝值。 (2) 用锻件无缺陷完好部位的第一次底波来校准灵敏度时，无需表面补偿。 5.3.4.5 耦合方式：直接接融法。 5.3.4.6 验收标准：除非设计文件另有规定，应按 JB/T4730 标准进行评定验收。 5.3.5 检 测操作 5.3.5.1 连接仪器和探头，

23、在试块或大平底上调节探伤灵敏度。 5.3.5.2 在工件上涂布耦合剂。在纵波检测时，原则上应从两个相互垂直的方向进行检测，尽可能地检测到锻件的全体积，但锻件厚度超过 400mm 时，应从两端面进行 100%的扫查。横波检测时，应从锻件的轴向和周向两个方向进行 100%的扫查。 5.3.5.3 探头的扫查速度不应超过 150mm/s。扫查时探头每次扫查的覆盖范围应大于探头直径的 15%。 5.3.6 缺陷当量的确定 5.3.6.1 纵波检测时缺陷当量的确定 (1) 被检缺陷的深度大于或等于 探头的三倍近场区时，采用 AVG 曲线及计算法确 定缺陷当量。对于三倍近场区内的缺陷，可采用单直探头或双晶

24、直探头的距离一波幅曲线来确定缺陷当量。也可采用其他等效方法来确定。 (2) 计算缺陷当量时，若材质衰减系数超过 4dB m，应考虑修正。材质衰减系数的测定应按有关标准执行。 - 8 - 5.3.6.2 横波检测时缺陷当量的缺定 当缺陷的反射波波幅大于距离一一波幅曲线（基准线）高度 50%时用 6dB 法测定其指示长度。当相邻两个缺陷间距小于或等于 25mm 时，按单个缺陷处理（中间间距不计）。 5.3.7 缺陷记录 5.3.7.1 记录当 量直径超过（ p 4mm 的单个缺陷的波幅和位置。 5.3.7.2 密集区缺陷：记录密集区缺陷中最大当量缺陷的位置和缺陷分布。饼形锻件应记录大于或等于 4m

25、m 当量直径的缺陷密集区，其他锻件应记录大于或等于 3mm 当量直径的缺陷密集区。缺陷密集区面积以 50mm 50mm 的方块作为最小量度单位，其边界用 6dB 法决定。 5.3.7.3 底波降低量应按下表要求记录 5.3.7.4 横波检测时，记录反射波幅幅度大于距离一波幅曲线（基准线）高度50%的缺陷反射波和缺陷位置。 5.3.8 质量等级评定 除非设 计文件另有规定，缺陷评定应按 JB/T4730.3 标准执行。 5.4 无缝钢管超声波检测 5.4.1 适用范围 本条款适用于外径为 12mm 660mm、壁厚大于等于 2mm 的碳钢和低合金无缝钢管或外径为 12mm 400mm、壁厚为 2

26、mm 35mm 的奥氏体不锈钢无缝管的超声检测和质量等级评定。不适用于内、外径之比小于 80%的钢管周向直接接触法横波检测，也不适用于分层缺陷的超声检测。 5.4.2 检测器材 5.4.2.1 探头 探头的公称频率为 2. 5MHz 5MHz。液浸法检测使用线聚焦或点聚焦探 头，接触法检测使用与钢管表面吻合良好的斜探头或聚焦斜探头。单个探头压电晶片长度或直径小于或等于 25mm。 5.4.2.2 对比试块 (1) 对比试块应选取与被检钢管规格相同，材质、热处理工艺和表面状况相同或相似的钢管制备。对比试块不得有大于或等于 (p 2mm 当量的自然缺陷。对比试块的长度应满足检测方法和检测设备要求。

27、 (2) 钢管纵向缺陷、横向缺陷对比试块的尺寸、 V 形槽和位置应符合所使用的检洌标准的规定。 5.4.2.3 耦合剂：液浸法用水作耦合剂，接触法用机油或化学浆糊作耦合剂。 5.4.3 工艺参数 5.4.3.1 检测频率： 2.5 MHz-5MHz。 5.4.3.2 检测方法及检测面 (1) 钢管的检测主要针对纵向缺陷。如用户有要求时，也可按本条进行横向缺陷的检测。 - 9 - (2) 钢管的检测可根据钢管规格选用液浸法或接触法检测。 (3) 检测纵向缺陷时超声波束应由钢管横截面中心线一侧倾斜入射，在管壁内沿 周向呈锯齿形传播，检测横向缺陷时超声波束应沿轴向倾斜入射呈锯齿形传播。 (4) 探头

28、相对钢管螺旋进给的螺距应保证超声波束对钢管进行 100%扫查时，有不小于 15%的覆盖率。 (5) 自动检测应保证动态时的检测灵敏度，且内、外槽的最 大反射波幅差不超过2dB。 (6) 每根钢管应从管子两端沿相反方向各检测一次。 5.4.3.3 检测灵敏度 (1) 直接接触法纵向缺陷检测时，在对比试样上将内壁人工 V 形槽的回波高度调到荧光屏满刻度的 80%，再移动探头，找出外壁人工 V形槽的最大回波，在荧光屏上标出，连接两点即为距离一波幅曲线，作为检测时的基准灵敏度。 (2) 液浸法法纵向缺陷检测时，一面用适当的速度转动管子，一面将探头慢慢偏 心，使对比试样管内、外表面人工缺陷所产生的回波幅

29、度均达到荧光屏满刻度的50%，以此作为基准灵敏度。如不能达到此要求，也 可在内、外槽设立不同的报警电平。 (3) 横向缺陷的检测时灵敏度的确定 a可直接在对比试块上将 V 形槽的反射回波幅度调节为荧光屏满刻度的50%，以此作为基准灵敏度。 b对于内、外表面加工槽的对比试块，应将内表面槽的回波幅度调到满刻度的 80%。然后再将外表面槽的反射回波幅度点标在荧光屏上，作出距离一波幅曲线。 (4) 扫查灵敏度一般应比基准灵敏度高 6dB。 5.4.4 检测操作 5.4.4.1 纵向缺陷的检测 (1) 直接接触法 a按照 5.4.3.3(1)的要求调节检测炅敏度。 b检测时超声波 束由钢管横截面一侧倾斜

30、入射，在管壁内沿周向呈锯齿传播。探头相对钢管螺旋进给应保证超声波束对钢管进行 100%扫查，并有不小于15%的覆盖率。 (2)液浸法 a偏心距的选择： x= (0.25R+O.485r) 2 式中： x：偏心距 R：管材外径 r：管材内径 b水层厚度的选择：水层厚度应大于钢管中横波声程的 1/2。 c探头焦距 F 的选择： F=H+ (R2-x2) 1/2 式中： H：水层厚度 d按照 5.4.3.3(2)的要求调节检测灵敏度。 e检测时超声波束应由钢管横截面一侧倾斜入射，在管壁内沿周向呈锯齿 传播。探头相对钢管螺旋进给应保证超声波束对钢管进行 100%扫查，并 有不小于 15%的覆盖率。 5.4.4.2 横向缺陷的检测 (1) 按照 5.4.3.3(2)的要求调节检测灵敏度。