3UT超声检测通用工艺规程83.docx
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3UT超声检测通用工艺规程83
超声检测通用工艺规程
1.目的
为了保证本公司检测工作质量，提供准确可靠的检测数据，特制订本通用工艺规程，本规程对超声检测各环节质量控制要求做出了规定。
2.适用范围
2.1本规程适用于金属材料制承压设备用原材料或者零部件和焊接接头的超声检测，也适用于金属材料制在用承压设备的超声检测。
2.2本规程规定了承压设备厚度的超声波测量方法。
3.编制依据
下列凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本文件。
3.1GB/T11345《焊缝无损检测超声波检测技术、检测等级和评定》
3.2GB/T11259《无损检测超声检测用钢参考试块的制作与检验方法》
3.3GB/T27664.1《无损检测超声检测设备的性能与检验第1部分：
仪器》
3.4GB/T27664.2《无损检测超声检测设备的性能与检验第2部分：
探头》
3.5JB/T8428《无损检测超声检测用试块》
3.6JB/T9214《无损检测A型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法》
3.7JB/T10061《A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件》
3.8JB/T10062《超声探伤用探头性能测试方法》
3.9NB/T47013.1《承压设备无损检测第1部分：
通用部分》
3.10NB/T47013.3《承压设备无损检测第3部分：
超声检测》
4.职责
4.1检测责任师职责
4.1.1负责协助技术负责人对检测过程质量进行控制。
负责编制新的检测项目方案或计划，参与组织实施。
4.1.2负责收集查询检测所需的标准和技术资料。
确定检测方法并负责编制检测作业指导书。
负责确保无损检测所使用的受控文件有效并能满足检测工作的需要。
4.1.3追踪无损检测新技术及发展动态，向无损检测技术负责人反映现有人员技术及仪器设备是否满足检测要求和发展需要，并提出建议和计划。
4.1.4负责编制《金属检验专业施工组织设计》、专业检测方案或工艺卡。
4.1.5负责进行检测数据的审核与校验。
4.1.6负责指导新试验的实施与操作。
4.1.7负责对检测报告的审核和抽查。
4.2检测人员职责
4.2.1树立“安全施工，人人有责”的思想，认真学习，自觉遵守有关安全施工的规定，严格执行安全工作规程及安全施工措施，不违章作业。
4.2.2不断增强环境保护意识，认真学习并自觉遵守有关环境保护的管理规定，按照作业指导书的要求进行施工，主动提出改善环境保护的意见和措施。
4.2.3正确使用，精心维护和保管使用的工器具和劳动保护用品、用具，并在使用前进行认真的检查。
4.2.4不操作自己不熟悉的或非本专业使用的机械，设备及工器具。
4.2.5深入现场，了解被检测工件的规格、结构和施工工艺，按质、按量完成检测任务，及时填写原始记录、检验报告或试验总结，并对各项检测结果负责。
4.2.6施工中发现不安全问题应妥善处理或向上级报告。
爱护安全施工设施，不乱拆乱动。
4.2.7认真参加安全活动，主动提出改进安全施工的建议，积极参加改善安全施工的技术革新活动，帮助新工人增加安全施工知识和提高操作水平。
4.2.8坚持“谁施工，谁负责施工”的原则，把好自己施工的每一个关口，预防和避免事故的发生。
4.2.9施工中应加强管理信息的积累，倾听顾客的意见，保证自己作业的项目能使顾客满意或非常满意。
5.检测控制流程图
6.检测控制要求
6.1检测人员资格及要求
6.1.1从事超声检测的人员，应按照国家特种设备无损检测人员考核的相关规定取得相应无损检测人员资格。
6.1.2无损检测人员资格级别分为Ⅰ级（初级）、Ⅱ级（中级）和Ⅲ级（高级）。
6.1.3取得不同无损检测方法不同资格级别的人员，只能从事与该方法和该资格级别相应的无损检测工作。
6.1.3.1Ⅰ级（初级）检测人员正确调整和使用检测仪器；按照无损检测作业指导书或工艺卡进行检测操作；记录检测数据，整理检测资料；遵守有关安全防护规则。
6.1.3.2Ⅱ级（中级）检测人员实施或者监督Ⅰ级检测人员的工作；按照工艺文件要求调试和校准检测仪器，实施无损检测操作；根据无损检测工艺规程编制针对具体工件的无损检测作业指导书或者工艺卡；按照规范、标准规定，评定检测结果，编制或者审核无损检测报告；对Ⅰ级检测人员进行技能培训和工作指导。
6.1.3.3Ⅲ级（高级）检测人员实施或者监督Ⅰ级和Ⅱ级检测人员的工作；负责无损检测工程的技术管理、无损检测装备性能和人员技能评价；编制和审核无损检测工艺规程；确定用于特定对象的特殊无损检测方法、技术和工艺规程；对无损检测结果进行分析、评定或者解释；向Ⅰ级和Ⅱ级检测人员说明规范、标准、技术条件和工艺规程的相关规定；对Ⅰ级和Ⅱ级检测人员进行技能指导和培训。
6.1.4超声检测人员应具有一定的金属材料、设备制造安装、焊接及热处理等方面的基本知识，应熟悉被检工件的材质、几何尺寸及透声性等，对检测中出现的问题能作出分析、判断和处理。
6.2检测前准备
6.2.1设备和器材产品质量合格证明
超声检测仪产品质量合格证中至少应给出预热时间、低电压报警或低压自动关机电压、发射脉冲重复频率、有效输出阻抗、发射脉冲电压、发射脉冲上升时间、发射脉冲宽度（采用方波脉冲作为发射脉冲的）以及接收部分频带等主要性能参数；探头产品质量合格证中至少应给出中心频率、带宽、电阻抗或静电容、相对脉冲回波灵敏度、脉冲宽度以及声束性能（包括探头前沿距离（入射点）、K值（折射角β）、主声束偏离、偏向角及偏移、声束扩散角等）主要参数。
6.2.2检测仪器、探头和组合性能
6.2.2.1检测仪器
采用A型脉冲反射式超声检测仪，其工作频率按-3dB测量至少包括0.5MHz～10MHz频率范围，超声检测仪器各性能的测试条件和指标要求应满足NB/T47013.3附录A的要求并提供证明文件，测试方法按GB/T27664.1的规定。
现使用仪器为PXUT-350B型号和HS610e等型号仪器。
6.2.2.2探头
圆形晶片直径一般不应大于40mm，方形晶片任一边长一般不应大于40mm，其性能指标符合NB/T47013.3附录B的要求。
6.2.2.3仪器和探头的组合性能
包括水平线性、垂直线性、组合频率、灵敏度余量、盲区（仅限直探头）和远场分辨力。
6.2.2.3.1需要测定其组合性能的三种情况：
a）新购置的超声仪器和探头；
b）仪器和探头在维修或更换主要部件后；
c）检测人员有怀疑时。
6.2.2.3.2水平线性误差不大于1％，垂直线性误差不大于5％。
6.2.2.3.3仪器和探头的组合频率与探头标称频率之间偏差不得大于±10%。
6.2.2.3.4在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于10dB。
6.2.2.3.5与直探头组合的灵敏度余量应不小于32dB；在基准灵敏度下，对于标称频率为5MHz的探头，盲区不大于10mm；对于标称频率为2.5MHz的探头，盲区不大于15mm；直探头的远场分辨力不小于20dB。
6.2.2.3.6与斜探头组合的灵敏度余量应不小于42dB；斜探头的远场分辨力应不小于12dB。
6.2.2.3.7仪器和探头组合频率的测试方法按JB/T10062的规定，其他组合性能的测试方法参照JB/T9214的规定。
6.2.3试块
6.2.3.1试块分为标准试块和对比试块两种。
标准试块用于评定和校准超声检测设备，本规程采用的标准试块为CSK-ⅠA、DZ-Ⅰ和DB-PZ20-2。
对比试块即用于检测校准的试块，采用与被检材料声学性能相同或相近的材料制成，采用直探头检测时，不得有大于或等于ф2mm平底孔当量直径的缺陷。
6.2.3.2标准试块的制造要求应满足JB/T8428的要求，对比试块的尺寸精度有要求时应提供相应的证明文件，无明确要求时参照JB/T8428的规定。
6.2.4耦合剂
6.2.4.1采用机油、浆糊、甘油和水等透声性好，且不损伤检测表面的耦合剂。
6.2.4.2镍基合金上使用的耦合剂含硫量不应大于250mg/L。
6.2.4.3奥氏体不锈钢或钛材上使用的耦合剂氯和氟的总含量不应大于250mg/L。
6.2.5超声仪器和探头校准、核查、运行核查和检查的要求
6.2.5.1校准、核查、运行核查应在标准试块上进行，校准时应使探头主声束垂直对准反射体的反射面，以获得稳定和最大的反射信号。
6.2.5.2校准或核查
a）每年至少对超声仪器和探头组合性能中的水平线性、垂直线性、组合频率、盲区（仅限直探头）、灵敏度余量、分辨力以及衰减器精度，进行一次校准并记录，测试要求应满足6.2.2.3规定。
b）每年至少对标准试块与对比试块的表面腐蚀与机械损伤，进行一次核查。
6.2.5.3运行核查
a）数字超声检测仪每6个月至少对仪器和探头组合性能中的水平线性和垂直线性，进行一次运行核查并记录，测试要求应满足6.2.2.3的规定。
b）每3个月至少对盲区（仅限直探头）、灵敏度余量和分辨力进行一次运行核查并记录，测试要求应满足6.2.2.3的规定。
6.2.5.4检查
a）每次检测前应检查仪器设备器材外观、线缆连接和开机信号显示等情况是否正常。
b）检测前仪器和探头系统测定：
斜探头的前沿与K值、灵敏度余量和分辨力，调节或复核扫描量程和扫查速度；直探头测定盲区、灵敏度余量和分辨力，调节或复核扫描量程和扫查速度。
6.2.6检测工艺文件
6.2.6.1检测工艺文件包括工艺规程和操作指导书。
6.2.6.2工艺规程除满足NB/T47013.1的要求外，还应规定表1和相关章节所列相关因素的具体范围或要求。
相关因素的变化超出规定时，应重新编制和修订工艺规程。
6.2.6.3应根据工艺规程的内容以及被检工件的检测要求编制操作指导书。
其内容除满足NB/T47013.1的要求外，至少还应包括：
a）检测技术要求：
检测技术（直探头检测、斜探头检测等）和检测波形等；
b）检测对象：
承压设备类型，检测对象的名称、规格、材质和热处理状态。
检测部位等；
c）检测设备器材：
仪器型号、探头规格、耦合剂、试块种类，仪器和探头性能检测的项目、时机和性能指标等；
d）检测工艺相关技术参数：
扫查方向及扫查范围、缺陷定量方法、检测记录和评定要求、检测示意图等。
表1超声检测工艺规程涉及的相关因素
序号
相关因素的内容
1
工件形状包括规格、材质等
2
检测面要求
3
检测技术（直探头检测、斜探头检测等）
4
探头折射角及在工件中的波形（横波、纵波）；
探头标称频率、晶片尺寸和晶片形状
5
检测仪器类型
6
耦合剂类型
7
校准（试块及校准方法）
8
扫查方向及扫查范围
9
缺陷定量方法
10
人员资格要求；检测报告要求
6.2.7在承压设备的制造、安装及在用检验中，超声检测时机及检测比例的选择等应符合相关法规、标准及有关技术文件的规定。
6.2.8所确定的检测面应保证工件被检部分能得到充分检测。
6.2.9焊缝的表面质量应经外观检查合格。
检测面（探头经过的区域）上所有影响检测的油漆、锈蚀、飞溅和污物等均应予以清除，其表面粗糙度应符合检测要求。
表面的不规则状态不应影响检测结果的有效性。
6.3检测的实施
6.3.1承压设备焊接接头超声检测方法
6.3.1.1范围
a）铁素体钢制承压设备焊接接头的超声检测和质量分级适用范围和使用原则见表2。
b）对于其他细晶各项同性和低声衰减金属材料，可参照本章的规定进行，但应考虑材料声学特性的变化。
c）与承压设备有关的支承件和结构件的超声检测可参照本章的规定进行。
表2钢制承压设备焊接接头超声检测适用范围和使用原则单位为mm
承压设备类别
焊接接头类型
工件厚度t
检测面直径
检测方法
质量
分级
锅炉、压力容器
筒体
（或封头）
对接接头
≥6～500
≥500，纵向对接接头时，内外径比≥70%
6.3.1.3
6.5.1
≥100～500的纵向对接接头且内外径比大于等于70%
6.3.1.4
≥159～500的环向对接接头
6.3.1.5
接管与筒体（或封头）角接接头
≥6～500
插入式：
筒体（或封头）≥500且内外径比≥70%，接管公称直径≥80
安放式：
筒体（或封头）≥300且接管公称直径≥100
6.3.2
T型焊接接头
≥6～300
-
6.3.3
管子环向对接接头
≥6～150
外径≥500
6.3.1.3
6.5.2
≥6～150
外径≥159～500
6.3.1.5
6.5.2
≥6～50
外径≥32～159
6.3.1.6
6.5.2
4～6
外径≥32
6.3.1.6
6.5.2
管子纵向对接接头
≥6～150
外径≥500,内外径比≥70%
6.3.1.3
6.5.2
外径≥100～500,内外径比≥70%
6.3.1.4
6.5.2
压力管道
环向对接接头
≥6～150
外径≥500
6.3.1.3
6.5.3
≥6～150
外径≥159～500
6.3.1.5
6.5.3
≥6～50
外径≥32～159
6.3.1.6
6.5.3
4～6
外径≥32
6.3.1.6
6.5.3
纵向对接接头
≥6～150
外径≥500,内外径比≥70%
6.3.1.3
6.5.3
外径≥100～500,内外径比≥70%
6.3.1.4
6.5.3
6.3.1.2承压设备焊接接头超声检测工艺文件
除了满足表6.2.6的要求之外，还应包括表3所列的相关因素。
表3焊接接头超声检测工艺规程涉及的相关因素
序号
相关因素的内容
1
焊接接头类型和几何形状，包括工件规格、厚度、尺寸和产品形式（如板焊、锻焊等）
2
焊接方法、焊接工艺（如坡口型式、角度等）
3
检测技术等级
4
母材检测
5
检测时机（如焊后或热处理后或耐压试验后等）
6
检测区（范围等）
7
附加检测（如需要）及要求
8
验收级别（质量等级）
6.3.1.3承压设备Ⅰ型焊接接头超声检测方法
6.3.1.3.1范围
本条适用于Ⅰ型焊接接头的超声检测，Ⅰ型焊接接头范围见表4。
6.3.1.3.2超声检测技术等级
a）超声检测技术等级分为A、B、C三级。
b）超声检测技术等级的选择
应符合制造、安装等有关规范、标准及设计图样规定。
承压设备焊接接头的制造、安装时的超声检测，一般应采用B级超声检测技术等级进行检测。
对重要设备的焊接接头可采用C级超声检测技术等级进行检测。
c）不同类型焊接接头超声检测的具体要求见NB/T47013.3附录N。
d）A级检测
适用于工件厚度为6mm～40mm焊接接头的检测。
可用一种折射角（K值）斜探头采用直射法和一次反射波法在焊接接头的单面双侧进行检测。
如受条件限制，也可以选择双面单侧或单面单侧进行检测。
一般不要求进行横向缺陷的检测。
e）B级检测
1）B级适用于工件厚度为6mm～200mm焊接接头的检测；
2）焊接接头一般应进行横向缺陷的检测；
3）对于按附录N要求进行双面双侧检测的焊接接头，如受几何条件限制或由于堆焊层（或复合层）的存在而选择单面双侧检测时，还应补充斜探头作近表面缺陷检测。
表4Ⅰ型焊接接头的超声检测适用范围单位为mm
承压设备类别
焊接接头类型
工件厚度t
检测面直径
检测技术等级要求
锅炉、压力容器
筒体（或封头）对接焊接接头
≥6～500
≥500，纵向对接接头时，内外径比≥70%
6.3.1.3.2
≥100～500的纵向对接接头且内外径比≥70%
6.3.1.3.2
≥159～500环向对接接头
6.3.1.3.2
接管与筒体（或封头）角接接头
≥6～500
插入式：
筒体（或封头）≥500且内外径比≥70%，接管公称直径≥80
安放式：
筒体（或封头）≥300且接管公称直径≥100
6.3.1.3.2
T型焊接接头
≥6～300
-
6.3.1.3.2
管子环向对接焊接接头
≥6～150
外径≥159
6.3.1.3.2
管子纵向对接焊接接头
≥6～150
外径≥100，内外径比≥70%
6.3.1.3.2
压力
管道
环向对接焊接接头
≥6～150
外径≥159
-
纵向对接焊接接头
≥6～150
外径≥100，内外径比≥70%
-
f）C级检测
1）C级适用于工件厚度为6mm～500mm焊接接头的检测；
2）采用C级检测时应将焊接接头的余高磨平。
对焊接接头斜探头扫查经过的母材区域要用直探头进行检测,检测方法按4.2.7的规定进行。
3）工件厚度大于15mm的焊接接头一般应在双面双侧进行检测，如受几何条件限制或由于堆焊层（或复合层）的存在而选择单面双侧检测时，还应补充斜探头作近表面缺陷检测。
4）对于单侧坡口角度小于5º的窄间隙焊缝，如有可能应增加检测与坡口表面平行缺陷的有效方法；
5）工件厚度大于40mm的对接焊接接头，还应增加直探头检测；
6）焊接接头应进行横向缺陷的检测。
g）用两种或两种以上不同折射角（K值）斜探头检测时，探头间折射角相差不应小于10º。
6.3.1.3.3试块
a）本条采用的标准试块为CSK-ⅠA，如图1所示。
b）对比试块采用的为CSK-ⅡA和CSK-ⅢA。
CSK-ⅡA试块适用壁厚范围6mm～200mm的焊接接头。
图1CSK-ⅠA试块
c）若对不同厚度对接焊接接头进行检测时，试块厚度的选择应由较大工件厚度确定，扫查灵敏度和质量分级由薄侧工件厚度确定。
6.3.1.3.4检测区
a）检测区由焊接接头检测区宽度和焊接接头检测区厚度表征。
b）焊接接头检测区宽度应是焊缝本身加上焊缝熔合线两侧各10mm确定。
V型坡口对接接头检测区示意图见图2。
c）焊接接头检测区厚度应为工件厚度加上焊缝余高。
d）超声检测应覆盖整个检测区。
若增加检测探头数量或增加检测面（侧）还不能完全覆盖，应增加辅助检测，包括采用其他无损检测方法。
6.3.1.3.5检测面准备
a）探头移动区宽度
应能满足检测到整个检测区。
见图3。
b）采用一次反射法的探头移动区宽度应大于或等于1.25P：
P=2Kt（P—跨距，t—母材厚度，K—探头K值）
图2检测区示意图
图3探头移动区宽度示意图
c）采用直射法检测时，探头移动区应大于或等于0.75P。
d）检测面应清除油漆、焊接飞溅、铁屑、油垢及其他异物，以免影响声波耦合和缺陷判断。
检测面应平整，检测面与探头楔块底面或保护膜间的间隙不应大于0.5mm,其表面粗糙度Ra应小于或等于25μm。
检测面一般应进行打磨。
e）去除余高的焊缝，应将余高打磨到与邻近母材平齐。
保留余高的焊缝，如果焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免影响检测结果的评定。
6.3.1.3.6探头折射角（K值）、标称频率
a）斜探头折射角（K值）、标称频率的选取可参照表5的规定。
条件允许时，应尽量采用较大折射角（K值）探头。
表5推荐应用的斜探头折射角（K值）和标称频率
工件厚度t/mm
折射角（K值）
标称频率/MHz
≥6～25
63°～72°（2.0～3.0）
4～5
＞25～40
56°～68°（1.5～2.5）
2～5
＞40
45°～63°（1.0～2.0）
2～2.5
b）采用一次反射法检测时，斜探头折射角（K值）的选取应尽可能使主声束与检测面相对的底面法线夹角在35°～70°之间，当使用两种或两种以上折射角（K值）探头检测时，应至少有一种折射角（K值）的探头满足这一要求。
c）直探头标称频率的选取可参照表6的规定。
表6推荐应用的直探头标称频率
工件厚度t/mm
标称频率/MHz
≥6～40
4～5
＞40
2～5
6.3.1.3.7母材的检测
对于C级检测或必要时，斜探头扫查声束通过的母材区域，应先用直探头检测，以便检测是否有影响斜探头检测结果的分层或其它种类缺陷存在。
该项检测仅作记录，不属于对母材的验收检测。
母材检测的要点如下：
a）扫查灵敏度：
将无缺陷处第二次底波调节为显示屏满刻度的100%；
b）凡缺陷信号幅度超过显示屏满刻度20%的部位，应在工件表面作出标记，并予以记录。
6.3.1.3.8仪器调节
a）斜探头入射点、折射角（K值）
斜探头入射点的测定一般采用CSK-ⅠA试块，折射角（K值）的测定可采用CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA或CSK-ⅣA试块。
b）仪器时基线
仪器时基线的调整一般采用CSK-ⅠA试块，以及根据被检工件厚度选择CSK-ⅡA、CSK-ⅢA或CSK-ⅣA试块。
c）距离—波幅曲线的绘制
应按所用探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成，由评定线（EL）、定量线（SL）、判废线（RL）组成。
如图4所示。
如该曲线绘制在显示屏上，则在检测范围内曲线曲线任一点高度不低于显示屏满刻度的20%。
图4距离—波幅曲线
d）距离—波幅曲线的灵敏度选择
1）距离—波幅曲线的灵敏度按表7规定选取。
表7斜探头或直探头检测距离—波幅曲线的灵敏度
试块型式
板厚mm
评定线
定量线
判定线
CSK-ⅡA
6～40
φ2×40－18dB
φ2×40－12dB
φ2×40－4dB
＞40～100
φ2×60－14dB
φ2×60－8dB
φ2×60＋2dB
＞100～200
φ2×60－10dB
φ2×60－4dB
φ2×60＋6dB
CSK-ⅢA
8～15
φ1×6－12dB
φ1×6－6dB
φ1×6＋2dB
＞15～40
φ1×6－9dB
φ1×6－3dB
φ1×6＋5dB
＞40～120
φ1×6－6dB
φ1×6
φ1×6＋10dB
2）工件的表面耦合损失和材质衰减应与试块相同，否则应按NB/T47013.3附录P的规定测量声能传输损耗差并进行补偿，补偿量应计入距离—波幅曲线。
3）扫查灵敏度不应低于评定线灵敏度，此时在检测范围内最大声程处的评定线高度不应低于荧光屏满刻度的20%。
4）检测和评定横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。
6.3.1.3.9扫查方法
a）斜探头扫查
1）检测焊接接头纵向缺陷时，斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上，作锯齿型扫查，见图5。
探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面。
在保证探头垂直焊缝中心线作前后移动的同时，扫查时还应作10°～15°的左右转动。
为观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号，确定缺陷的位置、方向和形状，可采用前后，左右，转角，环绕等四种探头基本扫查方式，见图6。
图5锯齿型扫查、斜平行扫查和平行扫查
2）检测焊接接头横向缺陷时，可在焊接接头两侧边缘使斜探头与焊接接头中心线成不大于10°作两个方向斜平行扫查，见图5。
如焊接接头余高磨平，探头应在焊接接头及热影响区上作
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