超声检测工艺题解析.docx

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超声检测工艺题解析

一、工艺题

1、对一在制高压容器机加工锻造封头进行超声波检测，具体尺寸见下图，锻件材料牌号：

20MnMo；超声波检测及验收标准执行JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》；锻件合格等级按Ⅱ级验收。

超声波检测工艺卡

令号

RD2005-06

试件名称

封头

规格（mm）

φ1200

厚度（mm）

350

材质

20MnMo

检测比例

100%

检测时机

机械加工后

检测标准

JB/T4730.3-2005

合格级别

Ⅱ

仪器型号

CTS-22

探头型号

2.5P25Z

试块种类

大平底

耦合方式

直接接触法

耦合剂

浆糊

表面状态

Ra≤6.3μm

表面补偿（dB）

0dB

检测面

应检测方向1、2

应（参考）检测方向3（4*）

扫描线调节

按深度≥1:

4调节扫描线

按深度≥1:

6调节扫描线

检测灵敏度

350/φ2

600/φ2

灵敏度

调节说明

350mm处大平底与φ2平底孔回波的分贝差为42dB，将350mm处大平底的回波调整到基准波高,再增益42dB。

350mm处大平底与600/φ2平底孔回波的分贝差为52dB，将350mm处大平底的回波调整到基准波高,再增益52dB。

在下图中标出检测方向：

*为参考检测方向。

编制

×××

审核

×××

日期

×××年×月×日

2、有一块16MnR钢板规格为4200×2700×90mm，用于制作压力容器筒节，下料尺寸为4000×2700mm，要求进行纵波和横波超声波检测，检测标准为JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》，Ⅱ级合格。

现有设备如下：

（1）、仪器设备：

CTS-22型

（2）、探头：

2.5P12Z2.5P20Z2.5P30Z5.0P12Z5.0P20Z5.0P30Z

2.5P14×14K12.5P20×20K12.5P25×25K15.0P14×14K1

5.0P20×20K15.0P25×25K1

（3）、试块：

CBⅡ-1CBⅡ-2CBⅡ-3CBⅡ-4CBⅡ-5CBⅡ-6CBI

（4）、耦合剂：

水、化学浆糊、机油

请对下列工艺卡进行审核，发现错误的地方请予以纠正并把正确的结果写在相对应的“订正”空格里。

超声检测工艺卡

令号

化600

试件名称

钢板

规格（mm）

4200×2700

厚度（mm）

材质

16MnR

检测时机

下料前

检测标准

JB/T4730.3-2005

合格级别

Ⅱ级

仪器型号

CTS-22

表面状态

轧制面

耦合剂

化学浆糊或机油

表面补偿（dB）

订正：

4或实测

纵波检测

探头

2.5P30Z

试块

CBⅡ-4

订正：

2.5P20Z

订正：

CBⅡ-3

基准灵敏度调节

深度90mmΦ5平底孔反射波调至80％

订正：

深度50mmΦ5平底孔反射波调至50％

扫查方式1

75mm间距平行线扫查

扫查

方式2

坡口线两侧各50mm内作100％扫查

订正：

横波检测

探头

5.0P20×20K1

试块

U型槽试块

订正：

2.5P20×20K1

订正：

V型槽试块

槽深

1mm

校验

跨距

1/2跨距、全跨距

订正：

2.7mm

订正：

1/2跨距、全跨距、3/2跨距

扫查方式1

200mm间距平行线扫查

扫查

方式2

坡口线两侧50mm内100％扫查

订正：

200mm间距格子线扫查

订正：

无此项要求

坡口预定线检测位置和宽度：

订正：

编制

×××

审核

×××

日期

×××年×月×日

3、某电站锅炉低再出口集箱，其规格为D0508×25mm，材料牌号为10CrMo910。

集箱管子与端盖对接环缝如下图所示，焊接剖口为单面V型，焊接方法为手工电弧焊打底，埋弧自动焊盖面，请按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》标准C级检测Ⅰ级合格的要求，编制该对接环缝的超声检测工艺卡，并在图上相应部位标注探头位置。

试块与工件表面耦合损失差为4dB。

超声波检测工艺卡

令号

1000-20

试件名称

集箱环缝

规格（mm）

D0508

厚度（mm）

材质

10CrMo910

焊接种类

手工焊打底/自动焊盖面

检测标准

JB/T4730.3-2005

合格级别

C级检测Ⅰ级合格

试块种类

CSK-ⅠA、ⅢA

（或ⅠA、ⅡA）

仪器型号

CTS-22

表面状态

打磨

耦合剂

浆糊或机油

检测时机

焊后24h

检测比例

100%

探头

直探头

斜探头1

斜探头2

探头型号

2.5P14Z

2.5P10×12K1

2.5P10×12K2

检测面

焊缝两侧斜探头扫查区域

纵向

横向

纵向

横向

焊缝两侧

焊缝及

热影响区

焊缝两侧

焊缝及

热影响区

参考反射体

大平底

φ1×6

表面补偿（dB）

扫查灵敏度

（评定线）

将无缺陷处第二次底波调节为荧光屏满刻度的100%

φ1×6-9dB

φ1×6-15dB

φ1×6-9dB

φ1×6-15dB

定量线（dB）

―――――

φ1×6-3dB

φ1×6-9dB

φ1×6-3dB

φ1×6-9dB

判废线（dB）

―――――

φ1×6+5dB

φ1×6-1dB

φ1×6+5dB

φ1×6-1dB

编制

×××

审核

×××

日期

×××

检测位置探头的摆放：

（1）直射波法：

K1探头单面双侧；K2探头A面、B面扫查不全。

（2）一次反射波法：

A面K1、K2探头；B面K1探头扫查不全，不能采用K2探头。

4、某锻件如图1所示，材质SA387Gr22Cl3（低合金钢），机加工后要求进行超声检测，执行标准JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》，验收标准：

底波降低量Ⅰ级、其它缺陷Ⅱ级。

请填写以下工艺卡：

图1锻件示意图

超声检测工艺卡

试件名称

锻件

规格（mm）

见图

材质

SA387Gr22Cl3

表面状态

机加工

检测比例

100%

检测时机

机加工后

检测标准

JB/T4730.3-2005

合格级别

底波降低量Ⅰ级，

其它缺陷Ⅱ级

仪器型号

CTS-22

耦合剂

浆糊、机油

扫查面

4，5

探头

2.5P14Z

5P14FG10Z

2.5P14×16k1

试块

CSⅠ或大平底

CSⅡ

V形槽试块

耦合补偿

试块4dB，

大平底0dB

试块4dB，

大平底0dB

灵敏度调节说明

用CSⅠ试块制作DAC曲线，提高4dB扫查；或用大平底校验，提高28dB。

用CSⅠ试块制作DAC曲线，提高4dB扫查；或用大平底校验，提高33dB。

用CSⅡ-2试块制作DAC曲线，提高4dB扫查。

在试块外圆面用内外壁V形槽制作DAC曲线。

扫查灵敏度

ф2

DAC-6dB

扫查示意图：

注：

如果使用2.5P20Z探头，则3N=127mm，方向1、２必须使用CSⅠ试块校验。

编制

×××

审核

×××

日期

×××年×月×日

5、有一筒形锻件，尺寸Di（内径）3800×120mm，长度2000mm，材料SA508-Ⅲ，要求按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》标准进行超声检测，验收级别为Ⅱ级。

现有CTS-22超声波探伤仪，直探头2.5P20Z，斜探头2.5P20×20K1，耦合剂为化学浆糊或机油。

请编制工艺卡。

超声检测工艺卡

令号

170002

试件名称

筒形锻件

规格（mm）

3800×2000

厚度（mm）

120

材质

SA508-Ⅲ

检测时机

机加工后

检测标准

JB/T4730.3-2005

合格级别

Ⅱ级

仪器型号

CTS-22

表面状态

机加工

耦合剂

化学浆糊或机油

表面补偿（dB）

按实测数据填写

纵波检测

探头

2.5P20Z

试块

CSⅠ

基准灵敏度

调节

探头1：

用CSI试块制作DAC曲线，以此作为基准灵敏度。

探头2：

把CSI-3试块Φ2平底孔回波调至荧光屏刻度的80%，提高37dB,（探测深度为：

长度的一半+10%的长度）.

横波检测

探头

2.5P20×20K1

试块

60°V型槽试块

槽深

1.2mm

基准灵敏度

从外圆面将探头对准内圆面的标准沟槽，使最大反射高度为满刻度的80%

横波斜探头

距离-波幅曲线

制作方法

从锻件外圆面将探头对准内圆面的V型槽，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V型槽，并将最大的反射高度也标在面板上，将上述两点用直线连接并延长，绘出距离-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。

扫查示意图（请将纵波与横波检测的探头位置和扫查方向在图上标出）：

编制

×××

审核

×××

日期

×××年×月×日

二、综合题

1、某压力容器制造厂对一台变换炉进行焊后检测，该炉产品编号H600，属三类压力容器，设计压力6.7MPa，设计温度330℃，介质为变换气（CO、H2、CO2等），材料1.25Cr0.5Mo，结构如图1所示。

其中，筒体与封头环缝的焊接方法为手工电弧焊封底，埋弧自动焊盖面，焊缝余高磨平。

图1变换炉结构示意图

请回答下列问题：

（1）、按法规标准规定对变换炉上的焊缝要进行哪些无损检测？

比例各是多少？

答:

1）A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4、B5100%RT+20%UT，或100%UT+20%RT

2）D1、D2、D3100%MT

（2）、D3角焊缝结构和尺寸如图2所示，要求用直探头和两种K值斜探头，从封头两面检测该焊缝，请填写下列超声波检测工艺卡并在图上注明扫查方向。

图2D3角焊缝结构和尺寸示意图

超声波检测工艺卡

令号

H600

试件名称

D3角焊缝

规格（mm）

Di（内径）417

厚度（mm）

材质

1.25Cr0.5Mo

焊接种类

手工焊＋埋弧自动焊

检测标准

JB/T4730.3-2005

合格级别

Ⅰ级

试块种类

CSK-ⅠA，CSK-ⅢA

曲面平底孔对比试块

仪器型号

CTS-22

表面状态

打磨

耦合剂

浆糊或机油

检测时机

焊后24h

检测比例

100%

探测面

封头外表面

封头内表面

接管内表面

探头

2.5P20×20K1、K2

2.5P14Z

参考反射体

φ1×6

φ2平底孔

表面补偿（dB）

实测补偿

扫查灵敏度

（评定线）

φ1×6-6dB

φ2平底孔

定量线

φ1×6

φ3平底孔

判废线

φ1×6+10dB

φ6平底孔

编制

×××

审核

×××

日期

×××

（3）、筒体和封头环缝B1、B3如图3所示，现要求超声波检测按JB/T4730.3-2005，C级进行，请说明检测内容、选用的探头参数以及扫查面。

图3筒体和封头环缝B1、B3示意图

答：

1）焊缝两侧母材区先用直探头2.5P20Z进行检测；

2）在焊缝的双面双侧用两种K值2.5P20×20K1和2.5P20×20K2斜探头进行检测；

3）应进行横向缺陷检测，把探头放在焊缝内、外表面上作正反两个方向扫查，并把各线灵敏度提高6dB；

（4）、该焊缝结构的斜面对超声波检测有哪些影响？

从斜面扫查时，可采用哪些方法确定缺陷位置？

答：

1）斜面对检测的影响相当于减小了探头K值，因此，应采用较大K值的探头进行检测；

2）对缺陷定位时应进行修正，可采用计算法或图表法确定缺陷位置。

2、某电站锅炉锅筒如图1所示，令号400-50。

它的设计压力为15.8MPa，设计温度为348℃，材料为13MnNiMoNbR（抗拉强度Rm＝570～700Mpa），尺寸Di（内径）1800×92mm。

其纵缝、下降管角焊缝采用埋弧自动焊，环缝采用手工电弧焊封底，埋弧自动焊盖面。

现有仪器、试块、探头、耦合剂如下：

（1）仪器：

CTS-22，CTS-26

（2）试块：

CSK-ⅠA，CSK-ⅡA，CSK-ⅢA

（3）探头：

2.5P10×10K1，2.5P10×10K1.5，2.5P10×10K2，2.5P20×20K1，

2.5P20×20K1.5，2.5P20×20K2，5P20×20K1，5P20×20K1.5，

5P20×20K2，2.5P14Z，2.5P20Z，2.5P30Z

（4）耦合剂：

机油，化学浆糊

图1锅筒示意图

图2筒体环缝示意图图3下降管结构尺寸示意图

（1）、请确定制造过程中锅筒纵缝和环缝、下降管角焊缝焊接完成后无损检测要求，包括部位、方法、比例以及检测时机，并说明依据或理由。

检测对象

方法

比例（包括必检部位）

时机

依据或理由

环缝、纵缝

100％

焊后24h

1.蒸规82条

2.Rm≥540MPa

25％（交叉部位及UT发现的可疑部位）

焊后24h

同上

下降管角焊缝

RT或UT

100％

焊后24h

1.蒸规86条

2.Rm≥540MPa

（2）、下降管角焊缝结构和尺寸如图3所示，请按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》标准，确定合适的超声检测方法和参数（探头种类、探头参数、检测面），并说明依据或理由。

答；1）检测方法：

接管内壁用2.5MHz、φ14直探头检测（应使用小尺寸直探头以提高耦合效果），筒体内外壁分别用2.5MHz、K1和K2斜探头检测。

2）按JB/T4730.3-2005标准5.1.6.3条，下降管角焊缝应以接管内壁直探头检测为主，主要是有利于检测坡口未熔合和垂直于表面的裂纹类缺陷；在筒体内外壁增加斜探头检测，主要是检测焊缝内缺陷。

（3）、按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》标准，用直探头检测下降管角焊缝，是否可以采用底波调节法校准检测灵敏度？

（说明理由）。

如果可以，试叙述其校准方法（焊缝宽度50mm）。

答：

1）如果底波声程大于等于探头的3N，则可采用底波调节法，对2.5MHz、φ14探头，N≈21mm,下降管底波声程为75mm，大于3N，所以可以采用底波调节法校准检测灵敏度。

2）按JB4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》标准，评定线为φ2平底孔，则检测灵敏度为φ2/（75+50+10）,△Bf=20㏒（PB/Pf）-10（d/D）≈41dB，校准时把底波高度设置在荧光屏满刻度的80%，提高灵敏度41dB，即为φ2检测灵敏度。

（4）、按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》标准C级要求，填写锅筒对接接头的超声检测工艺卡。

超声波检测工艺卡

令号

400-50

试件名称

筒体环缝

规格（mm）

Di（内径）1800

厚度（mm）

材质

13MnNiMoNbR

焊接种类

手工焊＋埋弧自动焊

检测时机

焊后24h

检测比例

100%

试块种类

CSK-ⅠA，CSK-ⅢA

仪器型号

CTS-22

表面状态

打磨去除焊缝余高

耦合剂

浆糊或机油

检测标准

JB/T4730.3-2005C级

合格级别

Ⅰ级

检测对象

纵向缺陷检测

横向缺陷检测

母材检测

探测面

A、B

探头

2.5P20×20K1

2.5P20×20K2

2.5P20×20K1

2.5P20×20K2

2.5P20Z

参考反射体

φ1×6

表面补偿（dB）

按实测数值增加

扫查灵敏度

（评定线）dB

φ1×6-6

φ1×6-12

灵敏度

调节说明:

把无缺陷处第二次底波调节为荧光屏满刻度的100%。

定量线（dB）

φ1×6

φ1×6-6

判废线（dB）

φ1×6+10

φ1×6+4

编制

×××

审核

×××

日期

×××

3、某加氢反应器如图1所示，令号化610。

设计压力8.82Mpa，设计温度425℃，材料2.25Cr-Mo锻件，尺寸Di（内径）4400×132mm。

其角焊缝采用埋弧自动焊，环缝采用手工电弧焊封底，埋弧自动焊盖面。

反应器筒体、封头和接管内壁都有奥氏体不锈钢堆焊层，材料为TP309L+TP347，厚度为6mm，采用埋弧带极堆焊。

图1化610加氢反应器示意图

图2堆焊层示意图

（1）、请按有关法规标准确定制造过程中筒体环缝焊接完成后无损检测要求，包括方法、比例以及检测时机，并说明依据或理由。

检测对象

检测方法

检测比例

检测时机

依据或理由

环缝

（A1-A2、B1-B14）

RT（或UT）

100％

焊后24h

容规

UT（或RT）

20％

焊后24h

容规

（2）、筒体锻件的尺寸为：

内径4400mm、厚度132mm、长度3200mm。

请按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》标准确定其检测方法和工艺参数，包括探头参数、试块种类和反射体参数、基准灵敏度和调校方法以及扫查方向。

答；1）直探头：

2.5P20Z；

试块：

工件或CS1试块；

反射体：

大平底或Φ2mm平底孔；

基准灵敏度：

Φ2mm平底孔；

基准灵敏度调校方法1：

径向检测时，把探头放在外圆周面上，调节仪器，把第一次底波调至80%荧光屏高，然后增益34dB，即为Φ2mm平底孔灵敏度。

基准灵敏度调校方法2：

用CSⅠ试块做距离－波幅曲线。

扫查方向：

外圆周面和两端面。

2）斜探头：

2.5P20×22K1；

试块：

60°V型槽试块；

反射体参数：

深度1.32mm；长度25mm；

基准灵敏度及调校方法：

从锻件外圆面将探头对准内圆面的V型槽，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V型槽，并将最大的反射高度标在面板上，将上述两点用直线连接并延长，绘出距离-波幅曲线，并使之包括全部检测范围。

扫查方向：

轴向正反两个方向，周向正反两个方向，共进行4个方向扫查。

4、一台飞灰排放罐如图1所示，其筒体采用低合金钢/奥氏体不锈钢复合钢板焊接而成,材质SA516Gr70+304L，厚度80+4mm，工作介质为飞灰、氮气、设计压力为5.8MPa，容器类别Ⅱ类。

图1飞灰排放罐

请回答以下问题：

（1）、制造过程中容器筒体纵、环缝要进行哪些无损检测？

分别写出检测方法、检测比例（包括必探部位）和合格级别。

答：

1）检测方法和比例：

100%RT+20%UT（或100%UT+20%RT）局部检测应包括所有纵环缝交叉部位、100%MT。

2）合格级别：

RT-Ⅲ级、UT-Ⅱ级、MT-Ⅰ级。

（2）、复合钢板入厂时要进行超声检测复验。

请按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》标准规定，分别叙述从基板侧和复板侧表面检测的方法（包括探头、灵敏度校验、扫查方式等）。

答基板侧和复板侧：

探头：

2.5P20Z;

灵敏度校验：

将探头置于复合钢板完全结合部位，调节第一次底波高度为荧光屏满刻度的80%。

以此作为基准灵敏度。

扫查方式：

采用100%扫查或沿钢板宽度方向，间格为50mm的平行线扫查。

在坡口预定线两侧各50mm内应作100%扫查。

（3）、根据JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》标准规定，复合钢板可以从基板侧检测，也可以从复板侧检测，试问它们的检测结果是否一致？

说明理由。

答：

由于复合钢板是以底波消失法来评定缺陷的，而底波是否消失，主要取决于未结合的面积和声束的横截面积。

由于探头声束是扩散的，声束的横截面积随声程增大而扩大，所以对一个确定的未结合而言，检测的声程越大剩余底波高度就越大。

因此，一般而言，复板侧的检测结果严于基板侧的检测结果。

（4）、筒体环缝如图2所示，制造过程中需进行超声检测，请回答下列问题：

图2筒体环缝

1）、按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》标准规定，试确定采用哪个检测技术级别对环缝进行超声检测较合适？

说明理由。

答：

焊缝厚度为80mm，如果按C级检测一般用两种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测，由于焊缝内壁有不锈钢复合层，只能采用单面双侧检测，因此采用B级较合适，即使用两种K值探头在焊接接头的单面双侧进行检测。

2）、按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：

超声检测》标准规定的检测方法，是否可以通过不锈钢复合层对基材对接焊缝进行超声检测？

说明理由。

答：

不可以。

因为JB/T4730.3-2005标准未规定相应试块与探头；又因奥氏体不锈钢晶粒较粗，对超声衰减大。

另外，奥氏体不锈钢与低合金钢相比，声速和声阻抗都有差异，这会导致检测时对缺陷定位不准、检测灵敏度降低以及信噪比降低等，所以无法通过不锈钢复合层对基材对接焊缝进行超声检测检测。

3）、如果对环缝进行单面双侧（外壁）检测，请问与双面双侧检测相比，其主要的缺点有哪些？

对此如何优化检测方法？

答：

由于焊缝厚度较大为80mm，采用直射波检测。

因此，主要缺点是在检测面一侧存在检测盲区。

对此可采用高频率、大K值、小晶片探头或双晶斜探头对盲区进行补充检测。

5、某加氢反应器如图1所示，令号：

化609。

设计压力8.82Mpa，设计温度425℃，材料21/4Cr-Mo，尺寸Di（内径）4400×132mm。

其中纵向焊接接头和角接焊接接头采用埋弧自动焊，环向对接接头焊缝采用手工电弧焊封底，埋弧自动焊盖面。

反应器筒体、封头和接管内壁都有奥氏体不锈钢堆焊层，材料为TP309L+TP347，厚度为6mm，采用埋弧带极堆焊工艺进行堆焊。

现有检测仪器、试块、探头、耦

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