超声检测在射线场合中的应用.docx

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超声检测在射线场合中的应用

ASME锅炉和压力容器标准

2235-6案例

超声检测在射线场合中的应用

第Ⅰ和Ⅲ部分的第1和第2节

问：

在什么条件下，超声检测可以代替射线，在下列标准中定义了射线应用场合：

第1节第PW-11段；第Ⅲ部分，第1节，第UW-11（a）段；第Ⅲ部分，第2节，表AF-241.1；

答：

委员会有一种观点，就是：

在压力容器或锅炉中，大于等于1/2in壁厚的材料中所有焊缝都可以用超声检测代替射线检测，但同时要满足下列要求：

（a）对于壁厚大于8in材料，超声检测区域应该包括焊缝的本体，以及焊缝两侧2in区域。

对于壁厚等于或小于8in的材料，检测区域包括焊缝本体外，以及两侧至少1in或t的区域。

还有一种选择，就是检测区域减小到实际热效应区域（HAZ），再加焊缝两侧热影响区以外1/4in范围，还要满足下列要求：

（1）焊缝热影响区HAZ的延伸大小的测量和记录是在焊缝评估过程中进行。

（2）超声探头的定位和扫查装置由参考标记（喷漆或轻的标记）控制，保证实际的HAZ外加1/4in的准确性。

（b）检测方法或扫查方案必须有记录，并且提供探头的放置，移动和组件作用区域，这样就为焊缝的验收提供了标准的、可重复性的方法。

扫查方案也应包括使用的超声束角度，同焊缝中心线对应的声束方向，以及每个焊缝所在的容器大小。

文件也应该提供给业主。

表1

壁厚大于1/2in小于1in焊缝缺陷验收标准

a/t

l

表面缺陷

≤0.087

≤0.18

亚表面缺陷

≤0.143

≤0.18

备注：

（a）.t=包括任何加强板的焊缝厚度。

对于对接焊缝，焊缝处两个不同部分厚度不同，t是两个厚度的薄的部分，如果整个焊缝包括角焊缝，角焊缝的孔径处厚度将包括在t中。

（b）.如果离部件最近表面的间距（图1中S）等于或小于整个亚表面视图尺寸（图1中2d）的一半，亚表面显示被认为是表面缺陷。

（c）超声检测要根据成文的操作步骤，并遵循第Ⅴ部分，第4篇文章中的的要求。

该操作步骤应该在专业试块上演示，验证其可行性。

专业试块应该通过热等静压方式处理和焊接，包含至少3个缺陷，同焊缝融合线平行：

（1）试块的外侧一个表面缺陷，代表容器外直径表面

（2）试块一侧一个表面缺陷，代表容器外直径表面

（3）一个亚表面缺陷

（4）超声检测过程中，如果有一个缺陷碰坏，则可以用另一个缺陷代表外部和内部的两种缺陷，这样只需要两个缺陷。

（5）缺陷尺寸不能大于标1、2或3中的缺陷。

验收性能由最大允许缺陷限定，或者其他超过参考水平的缺陷定义。

另外，对于不需要设幅值记录水平的技术，验收性能定义为：

所有记录长度的缺陷，包括最大允许缺陷，其长度等于或大于专业试块上实际缺陷长度。

案例（继续）

2235-6

ASME锅炉和压力容易标准案例

表2

壁厚大于1in小于12in焊缝缺陷验收标准

1in≤t≤2.5in[备注

（1）]

4in≤t≤12in[备注

（1）]

长宽比,a/l

表面缺陷,a/l

亚表面缺陷,a/l

表面缺陷,a/l

亚表面缺陷,a/l

0．00

0．031

0．034

0．019

0．020

0．05

0．033

0．038

0．020

0．022

0．10

0．036

0．043

0．022

0．025

0．15

0．041

0．049

0．025

0．029

0．20

0．047

0．057

0．028

0．033

0．25

0．055

0．066

0．033

0．028

0．30

0．064

0．078

0．038

0．044

0．35

0．074

0．090

0．044

0．051

0．40

0．083

0．105

0．050

0．058

0．45

0．085

0．123

0．051

0．067

0．50

0．087

0．143

0．052

0．076

备注：

（a）.t=包括任何加强板的焊缝厚度。

对于对接焊缝，焊缝处两个不同部分厚度不同，t是两个厚度的薄的部分，如果整个焊缝包括角焊缝，角焊缝的孔径处厚度将包括在t中。

（b）.如果离部件最近表面的间距（图1中S）等于或小于整个亚表面视图尺寸（图1中2d）的一半，亚表面显示被认为是表面缺陷。

备注：

（1）对于长宽比a/l的中间缺陷和厚度t（2.5in≤t≤4in）线性内插许可

表3

壁厚大于大于12in焊缝缺陷验收标准

1in≤t≤2.5in[备注

（1）]

长宽比,a/l

表面缺陷,a,in

亚表面缺陷,a,in

0．00

0．228

0．240

0．05

0．240

0．264

0．10

0．264

0．300

0．15

0．300

0．348

0．20

0．336

0．396

0．25

0．396

0．456

0．30

0．456

0．528

0．35

0．528

0．612

0．40

0．612

0．696

0．45

0．600

0．804

0．50

0．624

0．912

备注：

（c）.t=包括任何加强板的焊缝厚度。

对于对接焊缝，焊缝处两个不同部分厚度不同，t是两个厚度的薄的部分，如果整个焊缝包括角焊缝，角焊缝的孔径处厚度将包括在t中。

（d）.如果离部件最近表面的间距（图1中S）等于或小于整个亚表面视图尺寸（图1中2d）的一半，亚表面显示被认为是表面缺陷。

（d）超声检测使用基于数据采集的计算机检测系统。

反射体材料初始直声束测试会干扰角度声束测试，因此或者需要

（1）手动进行，

（2）作为初步制造过程的一部分，（3）或者在自动超声检测中提供这些反射体检测的演示[子段c中]

（e）数据记录在原始表格中。

完整的数据包没有闸门、过滤或者段落（a）中的门槛设定也包括再数据记录中

（f）执行超声检测的人员应该具有专业资格认证，并符合他们雇主的要求。

ASNTSNT-TC-1A或者CP-189作为指导。

只有Ⅱ级和Ⅲ级的人员可以分析数据解释结果。

（g）专业人员的资格认证记录需要有证书证明，并且雇主保留其证书。

（h）另外，具备采集分析超声数据的人员需要使用（d）中的设备培训，并且参与上面（c）中的演示。

（i）数据分析和验收标准将按下列要求进行：

（1）数据分析标准。

应用中，如果反射体超出（a）或者（b）中的限制，需要调查确认是滚动显示还是满足下面（i）

（2）段中的图形显示。

如果反射体证明是缺陷，将根据（i）（4）段中规定作为验收评估。

（a）对于基于幅值的技术，幅值、位置和所有反射体的扩展得到的反射大于20%的参考水平，将被分析研究。

（b）对于不是基于幅值的技术，应用中，位置和所有图形的扩展，其指示长度大于下面

（1）

（2）（3）中的限制，将被分析研究。

（1）材料中的所有等于或小于39mm厚度，图形指示长度大于3.8mm的焊缝将被评估。

（2）材料中的所有大于38mm厚度，但小于102mm厚度，图形指示长度大于5mm的焊缝将被评估。

（3）材料中的所有大于102mm厚度，图形指示长度大于19mm的焊缝将被评估（t=邻近焊缝的工称材料厚度）。

（2）几何形状。

冶炼原型和机和形状的超声指示按下列分类：

（a）由表面形状（例如焊接预应力或根部形状）决定的显示或者材料冶炼变化引起的指示可以分为几何形状指示之列。

（1）不需要定性或者尺寸满足下面（i）（3）规定；

（2）不需要同表1、2、3中允许缺陷验收标准比较；

（3）应记录最大指示幅值和位置，例如：

内部附属，200%DAC最大幅值，焊接中心线上，内表面，从90度到95度。

（b）下面的步骤也被归为几何形状的指示：

（4）根据使用检查程序解释包含反射体的区域；

（5）画出并验证反射体坐标，提供剖面显示，显示出反射体位置和表面的不连续性，例如根部或沉孔；以及

（6）预览材料和焊接图纸

（c）另外，其他一些NDE方法或者技术也可以用来分类几何指示（例如可选超声声束角度，射线，内径或外径刨面）

（3）缺陷尺寸确定。

将根据演示程序中定义，在当量材料深度下确定当量缺陷的大小。

另外，也可以利用辅助的手动技术确定尺寸大小，只要满足上面的演示要求。

缺陷尺寸由完全包含缺陷区域的矩形决定。

（参考图1-5）

（a）缺陷长度（l）应该画成平行于部件内部残留压力表面。

（b）缺陷深度应画成垂直于内部残留压力表面，对表面缺陷应标记为“a”，对亚表面标记为“2a”

（4）缺陷评估和验收标准。

缺陷应该根据表1、2和3中的标准评估，并遵循下面的要求：

（a）表面结合缺陷，在超声检测中，显示的表面缺陷有可能是表面结合。

因此，除非超声数据分析表明缺陷不是表面结合，否则它将被认为是表面结合或者表面缺陷，除非通过下面9

（1）

（2）或（3）中的表面检测方法证明，否则不被验收。

如果确显是表面结合，上面的要求仍然适用，然而，不管什么情况，缺陷决不能超出验收标准。

表面测试验收技术如下：

（1）根据第1部分Ⅷ节附件6；或第2部分Ⅷ节附件9-1；或Ⅰ节附件A-260中规定，使用MT检测，或

（2）根据第1部分Ⅷ节附件8；或第2部分Ⅷ节附件9-2；或Ⅰ节附件A-270中规定，使用PT检测。

（3）根据该案例的补充Ⅰ使用ET检测，不管长度大小，所有ET检测到的表面缺陷都认为是缺陷。

（b）多重缺陷

（1）如果邻近缺陷的长度等于或小于图2中定义的S，不连续缺陷被认为是奇平面缺陷。

（2）如果邻近平面之间的距离等于或小于1/2in（参考图3），同水平平面平行的不连续缺陷被认为是奇平面缺陷。

（3）如果其他缺陷深度超出图5中定义，在两个平面（间隔1/2in）（例如同残留压力表面正交）之间同平面的不连续缺陷是不合格的。

（4）如果缺陷的附加缺陷尺寸超过图5中显示，间隔1/2in两个平面（也就是同残留压力表面正交）之间同平面的不连续缺陷是不可验收的。

（c）亚表面缺陷。

缺陷长度（l）不超过4t，

（j）最后的数据包需要经过UT三级审批。

审批包括：

（1）超声数据记录

（2）数据解释

（3）由超声二级、三级水平资格人员对缺陷评估/定性。

数据还需要经过同一个组织其他人校核。

还可以先安排上述（f）（h）段中定义的二级水平资格人员进行数据采集和初步评估，然后有三级人员进行最后评估和解释。

三级人员必须符合（f）中规定资格，包括在参考缺陷上实际测试能力。

（k）铭牌上必须要盖上标准印章，指明要求检测焊口检测符合第1或2部分的第Ⅰ或Ⅷ节要求。

（l）标准号将显示在制造商数据报告中，注明超声检测的范围。

ASME锅炉和压力容器法规案例

（a）步骤要求

（b）步骤说明

（1）涡流检测步骤定义下面相关数据采集：

（a）系统和仪器，包括制造商和型号

（b）探头尺寸和类型，包括制造商名称和编号

（c）模拟电缆类型和长度

（d）检测频率，或者最小最大范围

（e）线圈激发模式（绝对或差动）

（f）记录的最小数据

（g）数据记录方法

（h）最小采样率（采样/in）

（i）要求的最大扫差速度

（j）要求的扫差方式（例如螺旋，直线，长度，扫查轴或覆盖）

（k）材料类型

（l）涂层类型和厚度

（2）涡流检测步骤定义下面相关数据分析：

（a）校准方法（相位角或幅值调整）

（b）分析中使用的通道和频率

（c）评估部件的长度和面积

（d）数据浏览要求（例如辅助数据浏览，计算机屏幕显示）

（e）从显示和不相关的显示中识别缺陷方法；例如从探头的提离或焊接材料中的电导率和穿透率变化。

（f）涡流数据分析仪器的制造商和型号

（g）数据分析软件的制造商，标题和版本

（3）步骤中规定系统校准要求。

校准要求包括保证测试系统时间输出和信号幅值的准确性和灵敏度，是否显示、记录或者自动处理，可重复性和正确性。

任何校准步骤是合格的；校准步骤的描述应该包括在步骤中。

（4）数据采集和分析步骤可以合并和分开，满足上述要求。

（c）人员要求

（1）采集数据的人员必须受过特定的培训，并有检测资格认证，在设备操作，应用技术，采集结果记录上，符合雇主写的要求。

（2）分析数据的人员必须受过特定的培训，使用评定步骤中的数据分析技术，能成功完成下面描述的评定步骤。

（3）美国无损探伤协会（ASNT）标准SNT-TC-1A或CP189作为准则。

（4）人员资格认证需要同其他要求一齐提供。

（d）步骤评定

（1）检测的数据设定和尺寸定性要满足下面的要求。

（2）涡流检测步骤和仪器能成功完成完整的评定步骤。

（3）主要变量。

主要变量是步骤、软件或硬件，

（e）评定要求

（1）评定测试使用的部件需要满足列表中的要求，除非需要专门设计一套测试件满足检测程序中要求的特定场合（例如表面粗糙或形状限制）。

同样的试件可以用来演示检测和尺寸评定，例如第V节中第8部分中使用的带涂层的容器。

（2）试件必须使用同样的材料（公称介质UNS编号）焊接和热处理。

（3）试件表面粗糙度和形状代表要测试工件的表面粗糙度和形状。

如果部件直径和线圈直径之比超过20:

1，测试表面曲率不需要模拟。

（4）焊接必须要在AWS定义的相同填充材料中进行，并且使用同检测焊缝一样的焊后热处理工艺（例如焊接，退火，应力消失）

（5）缺陷定义

（a）评定缺陷要是裂纹或刻槽

（b）裂纹或刻槽长度不超过0.125in

（c）裂纹或压缩槽的最大深度不超过0.040in

（d）加工的槽最大宽度为0.010in，最大深度为0.020in

（6）演示试件。

演示试件在下面每个位置包含一个裂纹或刻槽

（a）焊缝上

（b）热影响区

（c）焊缝融合线上

（d）基础材料上

（7）验收标准的评定程序。

四个识别区域的所有缺陷将使用最小2:

1的信躁比、最大采样率或程序允许的最大扫查速度下检测，

（f）涡流检测结果评估。

涡流检测结果根据上面第（b）

（2）段描述的程序评估。

这种情况下，涡流只是用来验证超声缺陷实际上是表面结合。

如果超声缺陷被涡流证明为表面结合，它将结合下面（g）段中的验收标准进行。

（g）验收标准。

除非建筑标准中规定的特殊材料和应用中限定的特定标准外，这些标准都使用。

相关涡流表面缺陷显示不会反应这些表面检测。