中華人民共和國國家標準（超聲波探傷標準）
1 超聲波探傷方法與適用范圍
本標準規定了檢驗焊縫及熱影響區缺陷,確定缺陷位置、尺寸和缺陷評定的一般方法及探傷結果的分級方法. 本標準適用于母材厚度不小于8mm的鐵素體類鋼全焊透熔化焊對接焊縫脈沖反射法手工超聲波檢驗.
本標準不適用于鑄鋼及奧氏體不銹鋼焊縫;外徑小于159mm的鋼管對接焊縫;內徑小于等于200mm的管座角焊縫及外徑小于250mm和內外徑之比小于80%的縱向焊縫.
2 超聲波探傷方法引用標準
ZB Y 344 超聲探傷方法用探頭型號命名
ZB Y 231 超聲探傷方法用探頭性能測試
ZB Y 232 超聲探傷方法用1號標準試塊技術條件
ZB J 04 001 A型脈沖反射式超聲探傷系統工作性能測試方法
3 術語
3.1 簡化水平距離l’
從探頭前沿到缺陷在探傷面上測量的水平距離.
3.2 缺陷指示長度△l
焊縫超聲檢驗中,按規定的測量方法以探頭移動距離測得的缺陷長度.
3.3 探頭接觸面寬度W
環縫檢驗時為探頭寬度,縱縫檢驗為探頭長度.
3.4 縱向缺陷
大致上平行于焊縫走向的缺陷.
3.5 橫向缺陷
大致上垂直于焊縫走向的缺陷.
3.6 幾何臨界角β’
筒形工件檢驗,折射聲束軸線與內壁相切時的折射角.
3.7 平行掃查
在斜角探傷中,將探頭置于焊縫及熱影響區表面,使聲束指向焊縫方向,并沿焊縫方向移動的掃查方法.
3.8 斜平行掃查
在斜角探傷中,使探頭與焊縫中心線成一角度,平等于焊縫方向移動的掃查方法.
3.9 探傷截面
串列掃查探傷時,作為探傷對象的截,一般以焊縫坡口面為探傷截面,.
3.10 串列基準線
串列掃查時,作為一發一收兩探頭等間隔移動基準的線.一般設在離探傷截面距離為0.5跨距的位置,.
3.11 參考線
探傷截面的位置焊后已被蓋住,所以施焊前應予先在探傷面上,離焊縫坡口一定距離畫出一標記線,該線即為參考線,將作為確定串列基準線的依據.
3.12 橫方形串列掃查
將發、收一組探頭,使其入射點對串列基準線經常保持等距離平行于焊縫移動的掃查方法.
3.13 縱方形串列掃查
將發、收一組探頭使其入射點對串列基準線經常保持等距離,垂直于焊縫移動的掃查方法.4 檢驗人員
4.1 從事焊縫探傷的檢驗人員必須掌握超聲波探傷的基礎技術,具有足夠的焊縫超聲波探傷經驗,并掌握一定的材料、焊接基礎知識.
4.2 焊縫超聲檢驗人員應按有關規程或技術條件的規定經嚴格的培訓和考核,并持有相 考核組織頒發的等級資格證書,從事相對應考核項目的檢驗工作.
注:一般焊接檢驗專業考核項目分為板對接焊縫;管件對接焊縫;管座角焊縫;節點焊縫等四種.
4.3 超聲檢驗人員的視力應每年檢查一次,校正視力不得低于1.0.
5探傷儀、探頭及系統性能
5.1探傷儀
使用A型顯示脈沖反射式探傷儀,其工作頻率范圍至少為1-5MHz,探傷儀應配備衰減器或增益控制器,其精度為任意相鄰12dB誤差在±1dB內.步進級每檔不大于2dB, 總調節量應大于60dB,水平線性誤差不大于1%,垂直線性誤差不大于5%.
5.2 探頭
5.2.1 探頭應按ZB Y344標準的規定作出標志.
5.2.2 晶片的有效面積不應超過500mm2,且任一邊長不應大于25mm.
5.2.3 聲束軸線水平偏離角應不大于2°.
5.2.4 探頭主聲束垂直方向的偏離,不應有明顯的雙峰,其測試方法見ZB Y231.
5.2.5 斜探頭的公稱折射角β為45°、60°、70°或K值為1.0、1.5、2.0、2.5,折射角的實測值與公稱值的偏差應不大于2°(K值偏差不應超過±0.1),前沿距離的偏差應不大于1mm.如受工件幾何形狀或探傷面曲率等限制也可選用其他小角度的探頭.
5.2.6 當證明確能提高探測結果的準確性和可靠性,或能夠較好地解決一般檢驗時的困難而又確保結果的正確,推薦采用聚焦等特種探頭.
5.3 系統性能
5.3.1 靈敏度余量
系統有效靈敏度必須大于評定靈敏度10dB以上.
5.3.2 遠場分辨力
a.直探頭:X≥30dB;
b.斜探頭:Z≥6dB.
5.4探傷儀、探頭及系統性能和周期檢查
5.4.1探傷儀、探頭及系統性能,除靈敏度余量外,均應按ZB J04 001的規定方法進行測試.
5.4.2探傷儀的水平線性和垂直線性,在設備使用及每隔3個月應檢查一次.
5.4.3 斜探頭及系統性能,在表1規定的時間內必須檢查一次.
6 超聲波探傷試塊
6.1 標準試塊的形狀和尺寸見附錄A,試塊制造的技術要求應符合ZB Y232的規定,該試塊主要用于測定探傷儀、探頭及系統性能.
6.2 對比試塊的形狀和尺寸見附錄B.
6.2.1 對比試塊采用與被檢驗材料相同或聲學性能相近的鋼材制成.試塊的探測面及側面,在以2.5MHz以上頻率及高靈敏條件下進行檢驗時,不得出現大于距探測面20mm處的Φ2mm平底孔反射回來的回波幅度1/4的缺陷回波.
6.2.2 試塊上的標準孔,根據探傷需要,可以采取其他形式布置或添加標準孔,但應注意不應與試塊端角和相鄰標準孔的反射發生混淆.
6.2.3 檢驗曲面工件時,如探傷面曲率半徑R小于等于W2/4時,應采用與探傷面曲率相同的對比試塊.反射體的布置可參照對比試塊確定,試塊寬度應滿足式(1):
b≥2λ S/De (1)
式中 b----試塊寬度,mm;
λ--波長,mm;
S---聲程,m;
De--聲源有效直徑,mm
6.3 現場檢驗,為校驗靈敏度和時基線,可以采用其他型式的等效試塊.
7 檢驗等級（根據超聲波探傷標準）
7.1 檢驗等級的分級
根據質量要求檢驗等級分為A、B、C三級,檢驗的完善程度*,B級一般,C級,檢驗工作的難度系數按A、B、C順序逐級增高.應按照工件的材質、結構、焊接方法、使用條件及承受載荷的不同,合理的選用檢驗級別.檢驗等級應接產品技術條件和有關規定選擇或經合同雙方協商選定.
注:*難度系數為1;B級為5-6;C級為10-12.
本標準給出了三個檢驗等級的檢驗條件,為避免焊件的幾何形狀限制相應等級檢驗的有效性,設計、工藝人員應考慮超聲檢驗可行性的基礎上進行結構設計和工藝安排.
7.2 檢驗等級的檢驗范圍
7.2.1 *檢驗采用一種角度的探頭在焊縫的單面單側進行檢驗,只對允許掃查到的焊縫截面進行探測.一般不要求作橫向缺陷的檢驗.母材厚度大于50Mm時,不得采用*檢驗.
7.2.2 B級檢驗原則上采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側進行檢驗,對整個焊縫截面進行探測.母材厚度大于100mm時,采用雙面雙側檢驗.受幾何條件的限制,可在焊縫的雙面半日側采用兩種角度探頭進行探傷.條件允許時應作橫向缺陷的檢驗.
7.2.3 C級檢驗至少要采用兩種角度探頭在焊縫的單面雙側進行檢驗.同時要作兩個掃查方向和兩種探頭角度的橫向缺陷檢驗.母材厚度大于100mm時,采用雙面側檢驗.其他附加要求是: a.對接焊縫余高要磨平,以便探頭在焊縫上作平行掃查;
b.焊縫兩側斜探頭掃查經過的母材部分要用直探頭作檢查;
c.焊縫母材厚度大于等于100mm,窄間隙焊縫母材厚度大于等于40mm時,一般要增加串列式掃查,掃查方法見附錄C.
8 檢驗準備
8.1 探傷面
8.1.1 按不同檢驗等級要求選擇探傷面.推薦的探傷面如表2所示.
8.1.2 檢驗區域的寬度應是焊縫本身再加上焊縫兩側各相當于母材厚度30%的一段區域,這個區域最小10mm,20mm.
8.1.3 探頭移動區應清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他外部雜技.探傷表面應平整光滑,便于探頭的自由掃查,其表面粗糙度不應超過6.3μm,必要時應進行打磨:
a.采用一次反射法或串列式掃查探傷時,探頭移動區應大于1.25P:
P=2δtgβ (2)
或P=2δK (3)
式中 P----跨距,mm;
δ--母材厚度,mm
b.采用直射法探傷時,探頭移動區應大于0.75P.
8.1.4 去除余高的焊縫,應將余高打磨到與鄰近母材平齊.保留余高的焊縫,如焊縫表面有咬邊,較大的隆起凹陷等也應進行適當的修磨,并作圓滑過渡以影響檢驗結果的評定.
8.1.5 焊縫檢驗前,應劃好檢驗區段,標記出檢驗區段編號.
8.2 檢驗頻率
檢驗頻率f一般在2-5MHz范圍內選擇,推薦選用2-2.5MHz公稱頻率檢驗.特殊情況下,可選用低于2MHz或高于2.5MHz的檢驗頻率,但必須保證系統靈敏度的要求.
8.3 探頭角度
8.3.1 斜探頭的折射角β或K值應依據材料厚度,焊縫坡口型式及預期探測的主要缺陷來選擇.對不同板厚推薦的探頭角度和探頭數量見表2.
8.3.2 串列式掃查,推薦選用公稱折射角為45°的兩個探頭,兩個探頭實際折射角相差不應超過2°,探頭前洞長度相差應小于2mm.為便于探測厚焊縫坡口邊緣未熔合缺陷,亦可選用兩個不同角度的探頭,但兩個探頭角度均應在35°-55°范圍內.
8.4 耦合劑
8.4.1 應選用適當的液體或糊狀物作為耦合劑,耦合劑應具有良好透聲性和適宜流動性,不應對材料和人體有作用,同時應便于檢驗后清理.
8.4.2 典型的耦合劑為水、機油、甘油和漿糊,耦合劑中可加入適量的"潤濕劑"或活性劑以便改善耦合性能.
8.4.3 在試塊上調節儀器和產品檢驗應采用相同的耦合劑.
8.5 母材的檢查
采用C級檢驗時,斜探頭掃查聲束通過的母材區域應用直探頭作檢查,以便探測是否有有探傷結果解釋的分層性或其他缺陷存在.該項檢查僅作記錄,不屬于對母材的驗收檢驗.母材檢查的規程要點如下:
a.方法:接觸式脈沖反射法,采用頻率2-5MHz的直探頭,晶片直徑10-25mm;
b.靈敏度:將無缺陷處二次底波調節為熒光屏滿幅的99%;
c.記錄:凡缺陷信號幅度超過熒光屏滿幅20%的部位,應在工件表面作出標記,并予以記錄.
9 儀器調整和校驗（根據超聲波探傷標準）
9.1 時基線掃描的調節
熒光屏時基線刻度可按比例調節為代表缺陷的水平距離l(簡化水平距離l’);深度h;或聲程S. 9.1.1 探傷面為平面時,可在對比試塊上進行時基線掃描調節,掃描比例依據工件工和選用的探頭角度來確定,檢驗范圍應調至熒光屏時基線滿刻度的2/3以上.
9.1.2 探傷面曲率半徑R大于W2/4時,可在平面對比試塊上或與探傷面曲率相近的曲面對比試塊上,進行時基線掃描調節.
9.1.3 探傷面曲率半徑R小于等于W2/4時,探頭楔塊應磨成與工件曲面相吻合,在6.2.3條規定的對比試塊上作時基線掃描調節.
9.2 距離----波幅(DAC)曲線的繪制
9.2.1 距離----波幅曲線由選用的儀器、探頭系統在對比試塊上的實測數據繪制,其繪制方法見附錄D,曲線由判廢線RL,定量線SL和評定線EL組成,不同驗收級別的各線靈敏度見表3.表中的DAC是以Φ3mm標準反射體繪制的距離--波幅曲線--即DAC基準線.評定線以上至定量線以下為1區(弱信號評定區);定量線至判廢線以下為Ⅱ區(長度評定區);判廢線及以上區域為Ⅲ區(判廢區).
9.2.2 探測橫向缺陷時,應將各線靈敏度均提高6dB.
9.2.3 探傷面曲率半徑R小于等于W2/4時,距離--波幅曲線的繪制應在曲面對比試塊上進行. 9.2.4 受檢工件的表面耦合損失及材質衰減應與試塊相同,否則應進行傳輸損失修整見附錄E,在1跨距聲程內傳輸損失差在2dB以內可不進行修整.
9.2.5 距離--波幅曲線可繪制在坐標紙上也可直接繪制在熒光屏刻度板上,但在整個檢驗范圍內,曲線應處于熒光屏滿幅度的20%以上,如果作不到,可采用分段繪制的方法.