最新超声波检测工艺设计规程完整.docx
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最新超声波检测工艺设计规程完整
标准
超声波检测工艺规程
制定
2015/09/28
1、目的
1目的
本工艺规程是根据NB/T47013—2015《承压设备无损检测》的第1部分：
通用要求和第3部分：
超声检测，并结合我公司的实际情况进行制定。
凡按国内规范设计、制造的锅炉、压力容器需作超声检测时，均应执行本工艺。
本工艺自实施之日起，代替CKM-163002/06C。
2、适用范围
本工艺规定了锅炉、压力容器及承压设备管子采用A型脉冲反射式超声探伤仪检测工
件焊接接接头的超声检测方法和质量等级评定要求。
且适用于钢板、锻件超声检测以及超声测厚方法。
文件编制部门
质控部
编制人
校对人
部门负责人
会签栏
审批人
生效日期
分发部门
部门
份数
部门
份数
经理部
4
管理部
0
技术部
2
生产管理部
0
制造部
1
质控部
2
采购部
0
财务部
0
营业部
0
修订编号年月日修订记录
R02007.11.18
R12009.07.01标准改版
R22010.06.01换版
R32011.05.19换版
R42012.07.01换版
R52013.07.01换版
R62014.06.06换版
R62015.09.28换版
3本工艺依据下列标准、法规及技术文件
GB/T12604.1无损检测术语超声检测
TSGZ8001-2013特种设备无损检测人员资格考核与监督管理规则
NB/T47013.1-2015承压设备无损检测第1部分：
通用要求
NB/T47013.3-2015承压设备无损检测第4部分：
超声检测
TSGG0001-2012锅炉安全技术监察规程
GB/T16507-2013锅壳锅炉
GB/T16508-2013水管锅炉
TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程
TSGR0005-2011移动式压力容器安全技术监察规程
GB150-2011压力容器
GB/T11259无损检测超声波检测用钢参考试块的制作与检验方法
GB/T27664.1无损检测超声检测设备的性能与检验第1部分：
仪器
GB/T27664.2无损检测超声检测设备的性能与检验第2部分：
探头
JB/T8428无损检测超声检测用试块
JB/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
JB/T10062超声探伤用探头性能测试方法
4术语和定义
4.1底波降低量BG/BF
锻件检测时，在靠近缺陷处的完好区域内第一次底面回波波幅BG与缺陷区域内的第一次底面回波波幅BF的比值，用dB值来表示。
4.2密集区缺陷
锻件检测时，在显示屏扫描线上相当于50声程范围内同时有5个或5个以上的缺陷反射信号，或是在50×50的检测面上发现在同一深度范围内有5个或5个以上的缺陷反射信号，其反射波幅均大于等于某一特定当量的缺陷。
4.3基准灵敏度和
基准灵敏度：
一般指将对比试块人工反射体回波高度或被检工件底面回波高度调整到某一基准时的灵敏度。
扫查灵敏度则主要指实际检测灵敏度。
扫查灵敏度：
为了不漏掉记录缺陷或某些特定的缺陷，确保锅炉、压力容器的安全，在基准灵敏度基础上，根据表面状况、检测缺陷要求及探头类型等适当提高dB数（增益）进行实际检测的灵敏度。
4.4超声标准试块
JB/T47013.3规定的用于仪器探头系统性能校准和检测校准的试块。
4.5超声对比试块
用于检测校准的试块。
4.6缺陷自身高度
缺陷在工件厚度方向上的尺寸。
4.7端点衍射
超声波在传播过程中，当波阵面通过缺陷时，波阵面会绕缺陷边缘弯曲，并呈圆心展衍，这种现象称之为端点衍射。
4.8端点最大反射波
当缺陷的端部回波的幅度达到最大时（也即缺陷端部回波峰值开始降落前瞬时的幅度位置），该回波称之为缺陷端点最大反射波。
4.9回波动态波型
回波动态波形是探头移动距离与相应缺陷反射体回波波幅变化的包络线。
4.10工件厚度t
a）对于平板对接接头，焊缝两侧母材厚度相等时，工件厚度t为母材厚度；焊缝两侧母材厚度不等时，工件厚度t为薄侧母材公称厚度；
b）对于插入式接管角焊缝，工件厚度t为筒体或封头公称厚度；安放式接管角焊缝，工件厚度t为接管公称厚度；
c）对于T型焊接接头，工件厚度t为腹板公称厚度。
5检测人员要求
5.1超声检测人员必须按TSGZ8001-2013《特种设备无损检测人员资格考核与监督管理规则》要求进行培训考核，取得超声检测资格证书。
并且由公司向中国特种设备检验协会进行执业注册后，方能从事超声检测工作方法与等级的无损检测工作。
5.3超声检测人员资格级别分为Ⅰ级（初级）、Ⅱ级（中级）和Ⅲ级（高级）。
5.4质量等级评定及检测报告签发应有取得Ⅱ级或Ⅲ级资格证的人员担任，且资格证应在有效期内。
5.5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检测设备和器材
6.1检测仪器、探头和系统性能
6.1.1检测仪器
采用Ａ型脉冲反射式超声波探伤仪PXUT350+及PXUT390，其工作频率范围为0.5～10Hz，仪器至少在荧光屏满刻度的80％范围内呈线性显示。
探伤仪应具有80dB以上的连续可调衰减器，步进级每档不大于2dB，其精度为任意相邻12dB误差在±1dB以内，最大累计误差不超过1dB。
超声仪器各性能的测试条件和指标要求应满足附录N的要求并由制造厂家提供证明文件，测试方法按GB/T27664.1的规定。
6.1.2探头
a超声检测常用探头有直探头、单斜探头、双晶直探头和其他适用性探头，其性能应满足各种检测工件的检测需要，以最大可能有效地检测出不允许存在缺陷为原则。
b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。
其性能指标应符合附录O的要求，测试方法应按GB/T27664.2的规定。
c单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°，主声束垂直方向不应有明显的双峰。
6.1.3超声探伤仪和探头的组合性能
6.1.3.1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，测试方法按附录C、附录D、附录E规定执行。
6.1.3.2以下情况时应测定仪器和探头的组合性能：
a）新购置的超声检测仪器和探头；
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。
6.1.3.3水平线性偏差不大于1%，垂直线性偏差不大于5%。
6.1.3.4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%。
6.1.3.5仪器-直探头组合性能应满足以下要求：
a）灵敏度余量应不小于32dB.
b）在基准灵敏度下，对于标称频率为5Hz的探头，盲区不大于10mm；对于标称频率为2.5Hz的探头，盲区不大于15mm；
c）直探头的远场分辨力应不小于20dB。
6.1.3.6仪器-斜探头组合性能应满足以下要求：
a）灵敏度余量应不小于42dB。
b）斜探头的远场分辨力应不小于12dB。
6.1.3.7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。
现有的探头单位：
mm
探头类别
探头K值
晶片尺寸
探头频率
直探头
/
14D、20D
1.0Hz、2.5Hz、5Hz
双晶探头
/
20D
5Hz
斜探头
K1
10×10、13×13
2.5Hz
K2
10×10、13×13
2.5Hz
K3
6×6、10×10、13×13
2.5Hz、5Hz
7试块和耦合剂
7.1标准试块
标准试块是指本工艺规程规定的用于仪器探头系统性能校准和检测的试块，本工艺采用的标准试块有：
CSK-IA（入射点、K值、分辨力测试）、CSK-IIA、CSK-IIIA、DZ–1（直探头盲区测试）、DB–PZ20-2和DB–PZ20-4（垂直线性测试、水平线性测试、灵敏度余量测试）。
7.1.1标准试块应采用与被检工件声学性能相同或近似的材料制成。
该材料内不得有影响人工缺陷显示的自然缺陷，当用直探头检测时，不得有大于Φ2平底孔当量直径的缺陷。
7.1.2校准用反射体可采用长横孔、短横孔、平底孔、线切割槽和Ｖ型槽等。
校准时，探头主声束应与反射体的反射面相垂直。
7.1.3标准试块尺寸精度应符合本工艺要求，并经计量部门检定合格。
7.1.4标准试块的其他制造要求应符合JB／T8428的规定。
7.2对比试块
7.2.1对比试块是指与被检件或材料化学成分相似，含有意义明确参考反射体的试块，用以调节超声检测设备的幅度和（或）时间分度，以将所检出的不连续信号与已知反射体所产生的信号相比较，即用于检测校准的试块。
本工艺采用的对比试块有：
阶梯平底试块，钢板超声检测对比试块、奥氏体不锈钢焊缝对比试块、钢管环向对接接头GS试块、锻件CS试块、承压设备曲面纵向对接接头RB-L-1和RB-L-2试块、承压设备曲面环向对接接头RB-C试块。
7.2.2对比试块的外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应。
如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应由最大厚度来确定。
7.2.3对比试块应采用与被检材料声学性能相同或相似的材料制成，试块用直探头检测时，不得有大于或等于2mm平底孔当量直径的缺陷。
7.2.4对比试块反射体的形状、尺寸和数量应符合本规程的规定。
7.3耦合剂
7.3.1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。
7.3.2耦合剂污染物含量的控制
7.3.2.1镍基合金上使用的耦合剂含硫量不应大于250mg/L。
7.3.2.2奥氏体不锈钢或钛材上使用的耦合剂卤素（氯和氟）的总含量不应大于250mg/L。
8超声检测设备和器材的测定、核查、运行核查和复核要求
8.1一般要求
系统校准应在标准试块上进行，校准中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。
8.2校准或核查
8.2.1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、分辨力以及仪器的衰减器精度，进行一次校准并记录，测试要求应满足6.1.3的规定。
8.2.2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。
8.3仪器和探头运行核查
每隔6个月至少对仪器的水平线性和垂直线性进行一次测定，测定方法按GB/T27664.1的规定。
（见附录C）
对实际使用中探头每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6.1.3的规定。
8.4使用前仪器和探头系统测定
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情况是否正常。
斜探头在使用前应进行前沿距离、K值测定。
测定应按附录D有关规定进行。
8.5检测过程中仪器和探头系统的复核
遇有下述情况应对系统进行复核：
a校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时；
b检测人员怀疑扫描量程和扫查灵敏度有变化时；
c连续工作4h以上时；
d工作结束时。
8.6检测结束前仪器和探头系统的复核
a每次检测结束前，应对扫描量程进行复核。
如果任意一点在扫描线上的偏移超过扫描线读数的10％，则扫描量程应重新调整，并对检测结果进行复核；
b每次检测结束前，应对扫查灵敏度进行复核。
对距离-波幅曲线的校核不少于3点。
如曲线上任何一点幅度下降2dB,则应对上一次复核后所检测的部位进行复检；如幅度上升2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。
8.7注意事项
校准、复核和对仪器进行线性检测时，任何影响仪器线性的控制器（如抑制或滤波开关等）都应放在“关”的位置或处于最低水平上。
9超声检测操作指导书。
9.1应根据通用工艺规程的内容以及被检对象的检测要求操作指导书，其内容应包括：
a）检测技术要求：
检测技术（直接接触法-直探头检测、斜探头检测、）和检测波形；
b）检测对象：
承压设备类别，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。
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。
9.2操作指导书在首次应用前应进行工艺验证，验证方式可在相关对比试块上进行，验证内容包括检测范围内灵敏度、信噪比等是否满足检测要求。
10检测实施
10.1检测准备
10.1.1承压设备的制造、安装和在用检验中，超声检测的检测时机及抽检率的选择等应按相关法规、标准及有关技术文件的规定。
10.1.2所确定检测面应保证工件被检部分均能得到充分检查。
10.1.3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。
10.2检测时应尽量扫查到工件的整个被检查区域是应保证足够的复盖率（应大于探头直径的15％）。
10.3探头的扫查速度应当不成超过150/s,以防止漏检。
10.4扫查灵敏度不低于基准灵敏度。
10.5应采用透声性好，且不损伤检测表面的耦合剂，如机油、浆糊等。
10.6灵敏度补偿
在检测和缺陷定量时，对引起检测灵敏度下降和缺陷当量误差的因素应进行补偿，这些因素包括耦合、材质衰减和曲面的差异造成的灵敏度变化。
a）耦合补偿：
在检测和缺陷定量时，应对由表面粗糙度引起的耦合损失进行补偿；
b）衰减补偿：
在检测和缺陷定量时，应对材质衰减引起的灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿；
c）曲面补偿：
在检测和缺陷定量时，对检测面是曲面的工件，应对由工件和试块曲率半径不同引起的耦合损失进行补偿。
10.7检测过程中仪器和探头系统的复核
遇有下述情况应对系统进行复核：
a校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时；
b检测人员怀疑扫描量程和扫查灵敏度有变化时；
c连续工作4h以上时；
d工作结束时。
10.8扫描量程的复核
如果任意一点在扫描线上的偏移超过扫描线该点读数的10%或全扫描量程的5%，则扫描量程应重新调整，并对上一次复核以来所有的检测部位进行复检。
10.9扫查灵敏度的复核
复核时，如发现扫查灵敏度或距离—波幅曲线上任一深度人工反射体回波幅度下降2dB，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复检；如幅度上升2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。
10.10不允许存在的缺陷应返修。
返修的部位及返修影响的部位均应复探，复探部位的质量亦应符合验收标准。
返修后进行复验时，按原探伤条件进行。
11超声检测记录和报告
11.1检测设备器材：
a）检测仪器型号及编号；
b）探头（类型、晶片尺寸、K值、标称频率等）；
c）试块型号；
d）耦合剂。
11.2检测工艺参数：
a）检测范围、扫查位置（面、侧等）；
b）扫描比例；
c）扫查方式；
d）检测灵敏度；
e）耦合补偿量等。
11.3检测情况：
a）检测部位示意图；
b）缺陷位置、尺寸、回波波幅等；
c）缺陷评定级别；
d）缺陷类型、缺陷自身高度（在用承压设备检测时）。
11.4检测人员和复核人员签字。
11.5应依据检测记录出具检测报告。
超声检测报告除符合NB/T47013.1的规定外，还至少应包括以下内容：
a）委托单位；
b）检测技术等级；
c）检测设备器材：
仪器型号及编号、探头、试块、耦合剂；
d）检测示意图：
检测部位、检测区域以及所发现的缺陷位置、尺寸和分布。
11.6记录、报告应有相应责任人员签名认可，保存期不得少于7年。
7年后，若用户需要可转交用户保管。
11.7缺陷类型识别和性质估判（见附录A）
12承压设备用原材料钢板超声检测和质量分级
本工艺适用于板厚6～250的碳素钢、低合金钢制承压设备用板材的超声检测及其缺陷等级评定。
奥氏体钢板材的超声检测可参照执行。
12.1探头的选用见下表：
（表1）承压设备用板材超声检测直探头选用
板厚（）
采用探头
公称频率（Hz）
探头晶片尺寸（）
6～20
双晶直探头
4～5
圆形晶片直径Ф10～30
圆形晶片边长10～30
﹥20～60
双晶直探头或单晶直探头
2～5
﹥60
单晶直探头
2～5
12.1.1双晶直探头性能应符合附录F的要求。
12.2标准试块的选用
12.2.1当检测厚度≤20的钢板时（用双晶直探头），采用图1所示的阶梯平底试块。
图1阶梯平底试块
12.2.2检测厚度大于20的板材时，对比试块形状和尺寸应符合表2和图2的规定。
对比试块人工反射体为Ф5平底孔，反射体个数至少3个。
图2板厚大于20检测用试块（单直探头）
表2承压设备用板材超声检测用对比试块单位：
mm
13基准灵敏度
a板厚不大于20时，用图1所示的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10dB作为基准灵敏度。
b板厚大于20时，应按图2按所用探头和仪器在Ф5平底孔试块上绘制距离-波幅曲线，并以此曲线作为基准灵敏度。
c板厚不小于探头的三倍近场区时，如能确定板材底面回波与不同深度Ф5平底孔反射波幅度之间的关系，也可取钢板无缺陷的完好部位的第一次底波来校准灵敏度。
13.1扫查灵敏度一般应比基准灵敏度高6dB。
14检测方法
14.1.1检测面
可选钢板的任一轧制平面进行检测。
若检测人员认为需要或设计上有要求时，也可对钢板的上下两轧制平面分别进行检测。
14.1.2耦合方式
耦合方式可采用直接接触法或液浸法。
14.1.3灵敏度补偿
检测时应根据实际情况进行耦合补偿和衰减补偿。
14.1.3扫查方式
a）在板材周边或剖口预定线两侧范围内应作100%扫查，扫查区域宽度见表3根据合同、技术协议书或图样的要求，也可进行其它形式的扫查。
b）在板材中部区域，探头沿垂直于板材压延方向，间距不大于50的平行线进行扫查，或探头沿垂直和平行板材压延方向且间距不大于100格子线进行扫查。
扫查示意图见图3；
c）根据合同、技术协议书或图样的要求，也可采用其他形式的扫查；
d）双晶直探头扫查时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直。
表3板材边缘或剖口预定线两侧区域宽度单位：
图3探头扫查示意图
15缺陷的测定与记录
15.1在检测基准灵敏度条件下，发现下列二种情况之一即作为缺陷：
a）缺陷第一次反射波（F1）波幅高于距离-波幅曲线，或用双晶探头检测板厚小于20板材时，缺陷第一次反射波（F1）波幅大于或等于显示屏满刻度的50%；
b）底面第一次反射波（B1）波幅低于显示屏满刻度的50%，即B1＜50%。
15.2缺陷边界范围的确定
a）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；
b）板材厚度小于20mm用双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的隔声层相垂直，并使缺陷波下降到基准灵敏度条件下显示屏满刻度的25%，探头中心点即为缺陷的边界点；
c）板材厚度20~60mm用双晶直探头确定缺陷的边界范围时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直，并使缺陷波下降到距离-波幅曲线，探头中心点即为缺陷的边界点；
d）用单直探头确定缺陷的边界范围或指示长度时，移动探头使缺陷第一次反射波波高下降到距离-波幅曲线，探头中心即为缺陷的边界点；
e）确定15.1b）中缺陷的边界范围时，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显示屏满刻度的50%。
此时探头中心点即为缺陷的边界点
16缺陷尺寸的评定方法
16.1缺陷指示长度的评定规则
用平行于板材压延方向矩形框包围缺陷，其长边作为该缺陷的指示长度。
16.2单个缺陷指示面积的评定规则
a）一个缺陷按其指示的矩形面积作为该缺陷的单个指示面积；
b）多个缺陷其相邻间距小于相邻较小缺陷的指示长度时，按单个缺陷处理，缺陷指示面积为各缺陷面积之和。
16.3缺陷面积占有率的评定规则
在任一1m×m1检测面积内，按缺陷面积所占的百分比来确定。
如钢板面积小于1m×1m，可按比例折算。
16.4钢板质量分级
钢板质量分级见表4和表5。
在具体进行质量分级要求时，表4和表5应独立使用。
16.5在检测过程中，检测人员如确认钢板中有白点、裂纹等危害性缺陷存在时，应评为V级。
16.6在钢板中部检测区域，按最大允许单个缺陷指示面积和任一1m×1m检测面积内缺陷最大允许个数确定质量等级。
如整张板材中部检测面积小于1m×1m，缺陷最大允许个数可按比例折算。
16.7在钢板边缘检测区域，按最大允许单个缺陷指示长度、最大允许单个缺陷指示面积和任一1m检测长度内最大允许缺陷个数确定质量等级。
如整张板材边缘检测长度小于1m，缺陷最大允许个数可按比例折算。
16.8斜探头检测
a在检测过程中对缺陷有疑问或合同双方技术协议中有规定时，可采用斜探头检测。
b承压设备用钢板斜探头检测应按附录B进行。
表4承压设备用钢板中部检测区域质量分级
注：
使用单晶直探头检测并确定15.1b）所示缺陷的质量分级（Ⅰ级和Ⅱ级）时，与双晶直探头要求相同
表5承压设备用钢板边缘或剖口预定线两侧检测区域质量分级
注：
使用单晶直探头检测并确定15.1b）所示缺陷的质量分级（Ⅰ级和Ⅱ级）时，与双晶直探头要求相同
17承压设备焊接接头超声检测和质量分级
17.1检测范围和一般要求
17.1.1本章规定了钢制承压设备焊接接头的超声检测方法和质量分级，其适用范围和使用原则见表6
17.1.2奥氏体不锈钢承压设备对接接头超声检测方法和质量分级按附录H的规定进行。
17.1.3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6钢制承压设备焊接接头的超声检测适用范围和使用原则单位：
承压设备类别
焊接接头类型
工件厚度t
检测面直径
焊接接头分类
检测技术等级要求
检测方法
质量分级
锅炉、压力容器
筒体（或封头）对接接头
≥6～200
≥500，纵向对接接头时，内外径比≥70%
Ⅰ型
17.2.4
17.2
17.4.1
≥100～500的纵向对接接头且内外径比≥70%
Ⅰ型
附录J
≥159～500的环向对接接头
Ⅰ型
附录K
接管与筒体（或封头）角接接头
≥6～200
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
Ⅰ型
附录L
管子环向对接接头
≥6～150
外径≥500
Ⅰ型
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