超声波探伤作业指导书

超声波探伤作业指导书

一、适用范围

超声检测适用于板材、复合板材、碳钢和低合金钢锻件、管材、棒材、奥氏体不锈钢锻件等承压设备原材料和零部件的检测；也适用于承压设备对接焊接接头、T型焊接接头、角焊缝以及堆焊层等的检测。

二、引用标准

JB/T4730.3 承压设备无损检测第三部分：超声检测

GB/T12604 无损检测术语

三、一般要求

1、超声检测人员应具有一定的基础知识和探伤经验。并经考核取得有关部门认可的资格证书。

2、探伤仪

①采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其频率应为1~5MHz。

②仪器至少应在满刻度的75%范围内呈线性显示，垂直线性误差不得大于5%。

③仪器的水平线性、分辨力和衰减器的精度等指标均应复合JB/T 10061的规定。

3、探头

①纵波直探头的晶片直径应在10~30mm之间，工作频率1~5MHz，误差不得超过±10%。

②横波斜探头的晶片面积应在100~400mm²之间，K值一般取1~3.

③纵波双晶直探头晶片之间的声绝缘必须良好。

4、仪器系统的性能

①在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量不得小于10dB。

②仪器与探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。

③仪器与直探头组合的始脉冲宽度（在基准灵敏度下）：对于频率为5MHz的探头，宽度不大于

10mm；对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mm。

④直探头的远场分辨力应不小于30dB，斜探头的远场分辨力应不小于6dB。

⑤仪器与探头的系统性能应按JB/T 9124和JB/T 10062的规定进行测试。

四、探伤时机及准备工作

1、探伤一般应安排在最终热处理后进行。若因热处理后工件形状不适于超声探伤，也可将探伤安排在热处理前，但热处理后仍应对其进行尽可能完全的探伤。

2、工件在外观检查合格后方可进行超声探伤，所有影响超声探伤的油污及其他附着物应予以清除。

3、探伤面的表面粗糙度Ra为6.3μm。

五、探伤方法

1、为确保检测时超声波声束能扫查到工件的整个被检区域，探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的15%。探头的扫查速度不应超过150mm/s。耦合剂应透声性好，且不损伤检测表面，如机油，浆糊，甘油和水等。

2、灵敏度补偿

①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。

②衰减补偿在检测和缺陷定量时，应对材质衰减引起的检测灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿。

③曲面补偿对探测面是曲面的工件，应采用曲率半径与工件相同或相近的试块，通过对比实验进行曲率补偿。

六、系统校准与复核

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对准反射体的反射面，以获得稳定和最大的反射信号。

2、仪器校准

每隔3个月至少对仪器的水平线性和垂直线性进行一次测定。

3、新购探头测定

新购探头应有探头性能参数说明书，新探头使用前应进行前沿距离、K值、主声束偏离、灵敏度余量和分辨力等主要参数的测定。

4、检测前仪器和探头系统测定

使用仪器----斜探头系统，检测前应测定前沿距离、K值和主声束偏离，调节或复核扫描量程和扫查灵敏度。

使用仪器----直探头系统，检测前应测定始脉冲宽度、灵敏度余量和分辨力，调节或复核扫查量程和扫查灵敏度。

5、检测过程中仪器和探头系统的复核

遇到下述情况应对系统进行复核：

①校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时；

②检测人员怀疑扫描量程或扫描灵敏度有变化时；

③连续工作4h以上时；

④工作结束时。

6、检测结束前仪器与探头系统的复核

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，并对上一次复核以来所有的检测部位进行复检。

每次扫描结束前，应对扫查灵敏度进行复核。一般对距离-波幅曲线的校核不应少与3点。如曲线上任何一点幅度下降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。

7、校准、复核的有关注意事项

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。

七、探伤方法

1、探测方向

一般在探测面上两相互垂直的方向上进行并尽量扫查到工件的整个体积

阀门钢锻件的探测方向如下图是所示

2、工件材质衰减系数的确定

在工件无缺陷完好区域选择三处探测面与底面平行且具有代表性的部位，调节仪器使第一次底面回波幅度（B1）为满刻度的50%，记录此时衰减器读数；再调节衰减器，使第二次底面回波幅度（B2）为满刻度的50%，两次衰减器读数之差即为（B1-B2）的dB的差值。

①衰减系数的计算公式为：

T dB

B

B

a

2

6 )2

1

(-

-

=

式中：a表示衰减系数，dB/m;

B1-B2表示两次衰减器读数之差，dB；

T表示工件的探测声程，m。

②工件上三处部位衰减系数的平均值即为该工件的衰减系数。

3、探伤灵敏度的确定

①纵波直探头探伤灵敏度的确定

当被探部位的厚度不大于探头的3倍近场区时，一般选用底波确定探伤灵敏度。由于几何形状

所限，不能获得底波者或是探测厚度大于45mm而小于3倍近场区时，可直接采用试块法确定探伤灵敏度。

②纵波双晶直探头灵敏度的确定

按需要选择不同直径平底孔的试块，并测试一组不同探测距离的平底孔。调节衰减器，使其中最高的回波幅度达到满刻度的80%。不改变仪器的参数，测出其他平底孔回波的最高点，将其标定在荧光屏上，连接这些点，即是对应于不同平底孔的纵波双晶直探头的距离——波幅曲线。

4、补偿

①表面粗糙度补偿

在探伤和缺陷定量时，应对由表面粗糙度引起的能量消耗进行补偿。

②曲面补偿

对于探测面是曲面的工作，可采用曲率与工件相同或相近（0.9~1.5倍）的参考试块，否则应补偿因曲率不同引起的声能损失。

③探伤灵敏度一般不低于工件最大探测距离出的φ2mm平底孔当量。

5、探伤灵敏度的复查

探伤中应检查探伤灵敏度，发现探伤灵敏度有改变时应重新调整。当增益电平降低2dB以上时，应对上一次校准以来所检查的工件进行复探；当增益电平升高2dB以上时，应对所有缺陷进行重新定量。

八、缺陷记录

1、缺陷当量的确定

①采用A、V、G计算法确定当量。对位于近场区不能用上述方法确定当量的，可以采用双晶直探头，利用不同直径平底孔的试块通过比较法来确定缺陷当量。

②缺陷密集区和单个大缺陷的边界可利用半波高度法来确定。

③计算缺陷当量时若材质衰减系数超过4dB/m，应进行修正。

2、缺陷记录

①记录当量平底孔径超过φ4mm的单个缺陷的位置和波幅。

②记录当量平底孔直径超过φ3mm的缺陷密集区及其最大缺陷的位置和分布，缺陷密集区面积以30mm×30mm的方块作为最小度量单位。

③记录由缺陷引起的底面回波降低区域和数值。

④记录材质衰减系数。

⑤不属于上述情况，但探伤人员能判定是否危害性的缺陷也予以记录。

九、缺陷等级分类

1、单个缺陷的等级分类按表1规定

2、缺陷密集区的等级分类按表2规定

3、由缺陷引起的底波降低量等级分类按表3规定