超声波检验作业指导书.docx
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超声波检验作业指导书
超声波检验作业指导书
1总则
1.1适用于本公司承接的锅炉，压力容器，钢结构等工程的超声波检验。
1.2不适用于铸钢，奥氏体工锈钢，耐酸钢及允许根部未焊缝的单面焊钢制压力容器焊缝以及曲面半径小于125mm和内外半经之比小于80%的纵缝。
2相关文件和标准
《锅炉安全技术监察规程》
《固定式压力容器安全技术监察规程》
《压力管道安全技术监察规程-工业管道》
JB1152《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》
JB3144《锅炉大口径管座角焊缝超声波探伤》
JB3963《压力容器锻件超声波探伤》
NB∕T47013.3-2015《承压设备无损检测》
3基本要求
3.1检测器材
3.1.1探伤仪：
a.A型脉冲反射式超声波探伤仪,其频率范围至少应在1-5MHZ内;
b.仪器应至少在满刻度的80%范围内呈线性显示,水平线性误差不大于1%,垂直线性误差应不大于5%。
c.仪器和探头的组合灵敏度:
在达到所探工件最大检测声程时,有效灵敏度余量至少为10dB。
3.1.2探头:
a.探头的公称频率主要为2.5MHZ,频率误差为±10%；
b.探头主声束应无双峰,无偏斜。
3.1.3试块:
CSK-IA,CSK-ⅢA钢板阶梯试块，平底孔试块，钢管对比试块。
3.1.4所有仪器和试块必须经法定检定机构检定合格，并符合专业标准规定的性能要求。
4人员资格
4.1检验人员必须具有锅炉压力容器安全监察机构颁发的起声波检验Ⅱ级或Ⅱ级以上资格证书。
4.2检验人员应掌握被检工件的材质，加工工艺,缺陷可能产生的部位等有关资料，根据荧光屏上反射波进行综合判断。
5超声波检验
5.1钢板超声波检验
5.1.1检测面:
被探钢板表面应清除影响检测的氧化皮,锈蚀油污等。
5.1.2耦合方式:
充水法或直接触法。
5.1.3检测灵敏度
5.1.3.1检测灵敏度应计入灵敏度试块与被探钢板之间的表面耦合声能损失（dB）.
5.1.3.2板厚小于或等于20mm时,用阶梯试块将与工件等厚的第一次底波高度调整到满刻度的50%,再提高灵敏度10dB作为检测灵敏度。
5.1.3.3板厚大于20mm时,检测灵敏度按试块φ5平底孔,第一次反射波高调整到满刻度的50%作为检测灵敏度。
5.1.3.4板厚大于60mm时，也可取钢板无缺陷的完好部位的第一次底波来较准灵敏度，其结果应与试块调整的要求相一致。
5.1.2检测方法
5.1.2.1检测部位：
以钢板的任一轧制平面进行检验,必要时，对钢板的上下两轧制平面分别进行检验。
5.1.2.2探头扫查方式
扫查沿垂直于钢板压延方向,间距为100mm平行线进行检查,在钢板周边50mm（当板厚大于100mm时,以板厚的一半为准）及割口预定线两则各50mm（当板厚超过100mm时，以板厚的一半为准）内做100%扫查。
5.1.2.3扫查速度不得大于150mm/s。
5.1.3缺陷的测定
5.1.3.1在检验过程中,发现下列三种情况之一者即为缺陷：
a．缺陷第一次反射波（F1）波高大于或等于满刻度的50%,即F1≥50%者;
b．当底面第一次反射波（B1）波高低于满刻度,此时,缺陷第一次反射波（F1）波高与底面第一次反射波（B1）波高之比大于或等于50%，即B1<100%,而F1/B1≥50%者；
c．当底面第一次反射波（B1）波高低于满刻度50%,即B1<50%者。
5.1.3.2缺陷的边界或指示长度的测定
a.用双晶探头确定缺陷的边界或指示长度时,探头移动方向应与探头的声波分割线相垂直,并使缺陷波下降到检测灵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。
b.用直探头确定缺陷的边界或指示长度时,移动探头,使缺陷波第一次反射波高下降到检测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%,此时探头中心移动距离即为缺陷指示长度,探头中心即为缺陷的边界点。
c.当B1<50%时,移动探头,使底面第一次反射波升到检测灵敏度条件下（荧光屏）满刻度的50%,此时,探头中心移动距离即为缺陷指示长度,探头中心点,即为缺陷的边界点。
d.当采用第二次缺陷反射波和第二次底面反射波来评定缺陷时,检测灵敏度应以
相应的第二次反射波来校准。
5.1.4缺陷的评定方法
5.1.4.1缺陷指示长度的评定规则
一个缺陷按其表面的最大长度为该缺陷的指示长度.
5.1.4.2单个缺陷指示面积的评定规则
a．一个缺陷按其指示的最大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100mm或间距小于相邻小缺陷（以指示长度来比较）的指示长度（取其较大值）,其各块缺陷面积之和作为单个缺陷指示面积.
5.1.4.3缺陷面积占有率的评定
在任一1m×1m检测面积内,按缺陷面积所占检测面积的百分比来确定.
5.1.5钢板质量分级
5.1.5.1钢板质量划分见表5.1
表5.1钢板质量分级
级别
不允许存在的单
个缺陷指示长度
mm
不允许存在的单
个缺陷指示面积
cm2
在任一1×1m2检测面积不允许存在的缺陷面积百分比%
以下单个缺陷指示面积不计
cm2
Ⅰ
≥100
≥25
>3
<9
Ⅱ
≥100
≥100
>5
<15
Ⅲ
≥120
≥100
>10
<25
Ⅳ
≥150
≥100
>10
<25
5.2锻件超声波检验
5.2.1检验时机:
原则上应热处理后在槽、孔，台阶等加工前，比较简单的几何形状下进行。
5.2.2扫查面:
扫查面的表面粗糙度为6.3μm且表面平整均匀,扫查表面应无油垢和污物等附着物.
5.2.3耦合剂:
机油或浆糊
5.2.4检验方法,以纵波检验为主。
对筒形锻件还应进行横波检验，检查部位和验收标准按产品技术要求而定。
5.2.5扫查方法:
以两相互垂直的方向进行,尽可能地探测到锻件的全体积,主要探测方向如图5.2所示.
5.2.6扫查范围,应对锻件整个表面进行连续全面扫查.
5.2.7扫查速度:
探头移动速度不超过150mm/s.
5.2.8当锻件探测厚度大于400mm时,应从相对的两端面扫查.
图5.2
5.2.9检测灵敏度的校验.
用大平底计算法确定检测灵敏度,校正点的位置应在工件上无缺陷的完好区域,且至少选择三点,并取得平均值.
5.2.10检测灵敏度不得低于最大检测距离处的φ2mm底孔当量直径.
5.2.11缺陷当量确定,采用AVG曲线及计算法确定缺陷当量（工件厚度大于或等于探头的三倍近场区）计算缺陷当量时,当材质衰减系数超过4dB/m时,应予修正.
5.2.12记录
a．记录当量直径超过φ4mm的单个缺陷的波幅和位置
b．密集性缺陷:
记录密集性缺陷中最大当量缺陷的位置和分布.
c．饼形锻件应记录大于等于φ4mm当量直径的缺陷密集区,其它锻件应记录大于等于φ3mm当量的缺陷密集区.
d．缺陷密集区面积以50mm×50mm的方法作为最小量度单位,其边界可由半波高度法决定.
5.2.13等级分类
a.单个缺陷评定的等级见表5.2.1
b.底波降低量的等级评定见表5.2.2
c.密集区缺陷的等级评定见表5.2.3
表5.2.1单个缺陷评定的等级
等级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
缺陷当量直径
≤φ4
φ4+（>0～8）
dB
φ4+（>8～12）
dB
φ4+（>12～16）
dB
>φ4+16
dB
表5.2.2由缺陷引起底波降低量的等级评定dB
等级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
底波降低（BG/BF）
≤8
>8～14
>14~20
>20~26
>26
注:
本表仅适用于声程大于一倍近场区的缺陷
表5.2.3由缺陷引起底波降低量的等级评定
等级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
密集区缺陷占检测总面积百分比%
0
0～5
>5～10
>10～20
>20
注:
表5.2.1～表5.2.3的等级应作独立的等级分别使用，危害性缺陷时,可以不受上述限制。
5.3高压无缝钢管超声波检验
5.3.1适用于外径为90～480mm,壁厚大于或等于10mm压力容器用高压无缝钢管。
不适用于分层缺陷的超声波检验也不适用内外径之比小于80%的钢管的周向横波检验.
5.3.2探头
a.频率:
2.5MHz～5MHz
b.斜探头晶片长度或直径不大于25mm
5.3.3对比试块
a．对比试块应选用与被检钢管的规格相同,材质,热处理工艺和表面状况相同或相似的钢管制度,对比试样不得有影响人工缺陷正确指示的自然缺陷.
b．钢管纵向检测试块的尺寸,尖角槽和位置符合图5.3表5.3的规定
表5.3对比试样上人工缺陷尺寸
级别
长度lmm
深度t占壁厚的百分比%
Ⅰ
40
5（0.2mm≤t≤1mm）
Ⅱ
40
8（0.2mm≤t≤3mm）
Ⅲ
40
10（0.2mm≤t≤3mm）
注:
试样长度不得小于200mm
60º
图5.3对比试样
5.3.4耦合剂：
机油或浆糊
5.3.5扫查
5.3.5.1钢管的检测主要是针对纵向缺陷,若需要做横向缺陷检测,由供需双方协商解决.
5.3.5.2探头相对钢管螺旋进给的螺距应保证超声波对钢管进行100%检查,并有至少于15%的重迭.
5.3.5.3每根钢管应从管子两端沿相反方向各检测一次.
5.3.5.4扫查速度:
小于150mm/s
5.3.6灵敏度调节
接触法横波检测灵敏度的确定,可直接在对比试样上将内壁人工缺陷的回波高度调到荧光屏满刻度的80%,再移动探头,找出外壁人工缺陷的最大波,在荧光屏上标出,连接两点即为该探头的距离一波幅曲线,作为检测基准灵敏度.
5.3.7扫查灵敏度应比基准灵敏度高6dB.
5.3.8验收
无缝钢管的判废要求按相应的技术文件规定
5.3.9结果评定
若缺陷回波幅度等于或大于对比试块人工缺陷回波时,则判为不合格,不合格品允许重新处理,处理后仍按本规程进行超声波检验和等级评定.
5.4焊缝超声波检验
5.4.1检测范围：
适用于母材厚度为8-300mm全焊透钢熔化焊对接焊缝的超声波检测。
不适用于铸钢及奥氏体焊缝，外径小于159mm的钢管对接焊缝，内径小于200mm的管座角焊缝；也不适用于外径小于250mm或内外径比小于80%的纵向焊缝检测。
5.4.2检验时机:
电渣焊应在正火后进行,有裂纹倾向的材料应在焊接完成24小时后进行.
5.4.3扫查表面:
应清除探头移动区的飞溅,锈蚀,油垢及其他污物,探头移动区的深坑应补焊,然后打平滑,露出金属光泽,要求表面粗糙度Ra不大于6.3μm.
5.4.4焊缝外观及扫查面检查合格后,方可进行检验.
5.4.5耦合剂:
浆糊
5.4.6探头
a.直探头:
2.5MHZ直探头或双晶探头
表5.4斜探头K值选择
板厚T（mm）
K值
8～25
3.0～2.0
>25～46
2.5～1.5
>46～120
2.0～1.0
b.斜探头:
K值选择满足表6.1,在条件允许下,应尽量采用大K值探头.
c.探头与工件接触面尺寸符合下式规定的斜探头
a（或b）≤
（mm）
式中:
a—斜探头接触面的长度
b—斜探头接触面的宽度
D—检测面的曲面半径
5.4.7扫查面和探头移动区
5.4.7.1对接焊缝
a.厚度8-46mm的焊缝扫查面为筒体外壁或内壁焊缝的两侧,探头移动区不小于1.25P:
P=2TK或P=2Ttgβ式中:
P—跨距mmT-被工件厚度:
mm
β—探头折射角
b.厚度大于46mm的焊缝,扫查面为筒体内外壁焊缝的两侧,探头移动区应不少于0.75P.
c.对厚板焊缝因条件限制（如椭圆封环缝）,只能从一面或一侧扫查时,还应增加K值探测（即用两种K值进行探测）。
d.B级以上（含B级）锅炉焊缝做超声波检验,必须在焊缝磨平后探测.
e.检测区域的宽度是焊缝本身,再加上焊缝两则各相当于母材厚度30%的一段区域,这个区域最小为10mm.
5.4.7.2角焊缝
a.纵向缺陷探测,用直探头或双晶探头和斜探头对整个焊缝进行体积扫查,探测方向如图5.4所示.
（a）插入式管座角焊缝（b）安放式管座角焊缝
图5.4角焊缝探测方向
b.横向缺陷探测
凡产品技术条件规定要探测横向缺陷的管座角焊缝均应将筒体内壁焊缝余高磨平后进行检验,斜探头应在磨平后的焊缝表面上及热影响区进行顺时针和逆时针两个方向的探测。
5.4.8扫查：
a.每次前进齿距d不得超过探头晶片直径（宽度）.复盖率应大于探头直径的15%,并在保持探头和焊缝中心线垂直的同时作大致10-15℃的摆动。
b.为了确定缺陷位置、方向或分辩缺陷与假讯号，可采用前后，左右，转角，环绕运动等四种探头移动方式。
c.为发现焊缝或热影响区的横向缺陷,对磨平的焊缝,将斜头直接放在焊缝上作平行移动,对于有余高的焊缝可在焊缝两侧边缘,使探头与焊缝成一定夹角（10～20°）作平行或斜平行移动,要适当提高灵敏度。
5.4.9扫查速度:
小于150mm/s。
5.4.10距离一波幅曲线
a．斜探头:
距离一波幅曲线的所用探头和仪器在CSK--ⅢA型试上实测的数据绘制而成,该曲线簇由评定线,定量线和判废线组成,不同板厚范围的距离一波幅曲线灵敏度见表5.4.1。
b．直探头:
距离一波幅曲线按表5.4.2规定,可以采用底波法调节灵敏度。
表5.4.1距离一波幅曲线的灵敏度
试块型号
板厚（mm）
评定线
定量线
判废线
CSK-ⅢA
8～15
φ1×6-12dB
φ1×6-6dB
φ1×6+2dB
>15～46
φ1×6-9dB
φ1×6-3dB
φ1×6+5dB
>46～120
φ1×6-6dB
φ1×6
φ1×6+10dB
表5.4.2直探头距离--波幅曲线的灵敏度
评定线
定量线
判废线
φ2mm平底孔
φ3mm平底孔
φ6mm平底孔
5.4.11扫描线的调节
a.扫描线的调节在与被检焊缝相同或相近声程的反射体上进行.
b.纵缝检测时，采用平面对比试块调节仪器时，荧光屏上指示的缺陷深度或水平
距离与缺陷实际的径向埋藏深度或水平距离弧长存在差异，必要时应进行修正。
5.4.12距离一波幅曲线的校验
距离一波幅曲线的校验在CSK-ⅢA试块进行,校验不少于两点.
5.4.13表面修正:
对表面声能损失与材质衰减进行修正,修正时必须预计入距离--波幅曲线,一般表面补偿为2～4dB.
5.4.14扫查灵敏度:
不低于评定线.
5.4.15缺陷定量检测.
5.4.15.1对所有反射波幅超过定量线的缺陷,均应确定其位置,最大反射波幅和缺陷当量.
5.4.15.2缺陷定量
a.直探头检测：
用当量平底孔表示，可用公式计算或距离一波幅曲线和对比试块来确定缺陷当量尺寸。
b.缺陷指示长度的测定采用的下方法：
（1）当缺陷反射波只有一个高点,且位于Ⅱ区时,用6dB法测其指示长度.
（2）当缺陷反射波波峰值起伏变化,有多个高点,且位于Ⅱ区时,应以端点6dB法测其指示长度.
（3）当缺陷反射波峰位于I区,如认为有必要记录时,将探头左右移动,使波幅降到评定线,以此测缺陷指示长度.
5.4.16缺陷评定
a.超过评定线的信号应注意其是否有裂纹等危害性缺陷特怔,如有怀疑时,应采取改变探头K值,增加检测面,观察动态波型并结合结构及工艺特征作判定,如对波形不能判断时,应辅以其它检测方法作综合判定.
b.缺陷指示长度小于10mm时按5mm计
c.相邻缺陷在一直线上,其间距小于其中较小的缺陷长度时,应作为一条缺陷处理,以两缺陷长度之和作为其指示长度（不考虑间距）.
5.4.17缺陷等级评定
5.4.17.1不允许存在的缺陷
a.反射波幅位于判废线及Ⅲ区的缺陷;
b.检测人员判定为裂纹等危害性的缺陷.
5.4.17.2最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷,根据其指示长度,按表5.4.3的规定予以评级.
5.4.17.3最大反射波幅低于定量线的非裂纹类缺陷,均评为I级.
5.4.17.4不合格的缺陷应予返修,返修后对返修部位及热影响区仍按本规程进行检测和等级评定.
表5.4.3Ⅱ区缺陷的等级评定
等级
单个缺陷指示长度L
多个缺陷的累积指示长度L,
Ⅰ
L=
T,最小为10,最大为30
在任意9T焊缝长度范围内L不超过T
Ⅱ
L=
T，最小为12，最大为40
在任意4.5T焊缝长度范围L’不超过T
Ⅲ
超过Ⅱ级者
注:
（1）板厚不等的焊缝,以簿板为准
（2）当焊缝长度不足9T（I级）或4.5T（II级）时,可按比例折算.
6记录报告
报告至少应包括以下内容:
工件名称、规格、编号、检测方法、仪器、探头、试块、验收标准、探伤比例、部位示意图、缺陷情况，返修情况，探伤结论，操作者，审核者，日期。
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