对接焊接接头超声波检测工艺规程

1. 0目的及适用范围

1.1目的

为保证钢接接头的超声波检测工作质量，提供准确可靠的检测数据，特制定本规程。

1.2适用范围

1.2.1本规程规定了承压设备焊接接头的超声波检测和缺陷等级评定；

1.2.2本规程适用于：

a)母材厚度为6mm~400mm全熔化焊对接焊接接着的超声波检测；

b) 管座角焊缝的超声波检测；

1.2.3本规程不适用于：

a)铸钢等粗晶材料对接接头的超声波检测；

b)外径＜Φ159mm的焊接接头、内径≤Φ200mm的管座角焊缝的超声波检测；

c)外径＜Φ250mm或内外径之比小于80%的纵向对接焊接接头的超声波检测。

2.0编制依据

2.1本程序依据JB/T4730-2005.3《承压设备无损检测》编制；

2.2本程序参照GB11345-1989《钢焊缝手工超声波探伤方法和结果分级》编制；

3.0检测设备和材料

3.1 本工艺规程选定的设备为：

数字式A型脉冲接触式超声波检测仪；

3.2 为保证超声波检测结果的可靠，超声波检测仪及超声波检测要进行定期校验，必要时可进行随机校验；

3.2.1 超声波检测仪和超声波检测用探头的校验方法可依照《数字式超声波检测仪、探头性能测试》程序进行；

3.2.2 超声波检测仪和超声波检测用探头的校验的评定标准为：a).水平线性误差值ΔL≯1%；

b). 垂直线性误差Δd≯5%；

c). 动态范围＞26dB。且保证在达到所检试件最大声程时，其有效灵敏度余量≮10dB；

d). 盲区＜7mm；

e).分辨力F：

⑴.直（纵波）探头的分辨力F1≤6mm；

⑵.斜（横波）探头的分辨力F2≤6mm。

3.3超声波检测仪和超声波检测用探头的校验周期可依照《数字式超声波检测仪、探头性能测试》程序的要求进行；

3.4探头的选用见表1：

表1：推荐采用的斜（横波）探头

3.5试块

试块是超声波检测仪器校准的基准，也是缺陷评定参考基准。试块的

选用必须满足JB/T4730—2005.3标准的要求。

3.5.1本规程采用标准试块CSK-IA、CSK-IIA、CSK-IIIAT和CSK-IVA。形状、尺寸见图1、图2、图3和图

图1：CSK-IA标准试块

图2：CSK-IIA标准试块

图3：CSK-IIIA标准试块

图4：CSK-IVA标准试块

表2：CSK-IVA标准试块尺寸mm

3.5.2检测曲面工件时，如检测面曲率半径R≤W2/4时（W为探头接

触面宽度，环缝检测时为探头接触面宽度，纵缝检测时为探头接触面长度），应采用与检测面曲率相同的对比试块，反射孔的位置可参照标准试块确定。试块宽度b应满足：

b?2?S/D0

式中：b—试块宽度，mm；

?--超声波波长，mm；

S—声程，mm；

D0—声源有效直径，mm。

4.0检测时机

4.1在进行超声波检测前，受检测工件表面探头移动区域内应平整光滑、经外观检查合格，锈蚀、污物、飞溅应清除，必要时可采取打磨等方

法；

4.2若受检工件的材料有延迟裂纹倾向的，超声波检测应在焊接后24小时后或技术文件要求的时间后进行。

5.0超声波检测技术等级

5.1超声波检测技术等级的选择

超声波检测技术等级分为A（低）级、B（中）级、C（高）级三个检测级别。超声波检测技术等级的选择应根据受检测工件、设备的制造、安装、在用等技术标准、规范及设计图样的要求确定；

5.2 A（低）级检测技术等级适用于母材厚度为8mm~46mm的对接焊接接头。可用一种K值的探头采用直射波法和一次反射波法对焊接接头进行单面单侧超声波检测。一般不要求进行横向缺陷的检测；

5.3 B（中）级检测技术等级

5.3.1当母材厚度为8mm~46mm时，用一种K值探头采用直射波法和一次反射波法对焊接接头进行单面双侧超声波检测；

5.3.2当母材厚度＞46mm~120mm时，用一种K值探头采用直射波法对焊接接头进行双面双侧超声波检测。如受几何条件限制，可在焊接接头的双面单侧或单面双侧采用两种K值探头进行检测；

5.3.3当母材厚度＞120mm~400mm时，要用两种K值探头并采用直射波法在焊接接头进行双面双侧超声波检测。且两种探头的折射角相差应≮10°；

5.3.4 B（中）级检测技术等级的超声波检测，应进行横向缺陷的检测。检测时，在焊接接头的两侧边缘使探头与焊缝中心线成10°~20°的

夹角作两个方向的斜平行扫查，见图5：

图5：斜平行扫查方法

5.4 C（高）级检测技术等级适用

采用C（高）级检测技术等级检测时应将焊接接头的余高磨平，对接接头两侧斜探头扫查经过的母材区域要用直探头进行检测。

5.4.1当母材厚度为8mm~46mm时，用两种K值探头采用直射波法和一次反射波法对焊接接头进行单面双侧超声波检测。且两种探头的折射角相差应≮10°，并其中一个探头的折射角为45°；

5.4.2当母材厚度＞46mm~400mm时，应该用两种K值探头采用直射

波法对焊接接头进行双面双侧的超声波检测，且两种探头的折射角相差应≮10°。若焊缝单侧坡口角度＜5°的窄间隙焊缝，应增加对与坡口表面平行缺陷的检测，检测方法可参照《钢板超声波检测工艺规程》中对坡口位置检测的要求；

5.4.3 C（高）级检测技术等级的超声波检测，应进行横向缺陷的检测。检测时，将探头放在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查，见图6：

图6：平行扫查方法

6.0检测准备

6.1检测面要求

6.1.1检测区的宽度：焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度的30%的区域（这个区域最小为5mm，最大为10mm），见图7：

图7：检测探头移动区

6.1.2探头移动区的表面粗糙度应≤6.3μm。区域尺寸为：a).采用一次反射法检测时，探头移动区域应≥1.25P；

P?2KT

式中：P—跨距，mm；

T—母材厚度，mm；

K—探头K值；

b). 采用直射法检测时，探头移动区域应≥0.75P；

6.2探头的选择原则

6.2.1 在选择探头时，只要条件允许，应尽量选择较大K值的探头；

6.2.2探头的选择可按照表1的要求进行。

7. 0检测方法

7.1平板对接焊接接头的超声波检测

7.1.1为检测纵向缺陷，斜探头应垂直放置于焊缝中心线的检测在面上，作锯齿型扫查，如图8所示。并保持在探头作前后移动的同时还应作10°~15°的左右转动。

图8：锯齿型扫查方法

7.1.2不同检测技术等级应采用不同的纵向、横向缺陷的检测要求，具体可按第5条的要求进行；

7.1.3为观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号，确定缺陷位置、方向和形状，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头扫查方法。如图9所示：

图9：四种基本扫查方法

7.2曲面工件（直径≤500mm）对接焊接接头的超声波检测

7.2.1检测面为曲面时，可尽量按平板对接接头的检测方法进行检测。对于受几何形状的影响限制，而无法进行检测的部位应作好记录；

7.2.2纵缝检测时，对比试块的曲率半径与检测面曲率半径之差应＜10%；

a).根据工件的曲率和材料厚度选择探头K值,并应考虑几何临界角的限制，确保声束能扫查到整个焊接接头；

b). 超声波检测探头接触面修磨后，应注意探头入射点和K值的变化，并应用曲率试块作实际测定；

c).检测过程中，检测人员应注意观察荧光屏指示的缺陷深度或水平距离与缺陷实际的径向的埋藏深度或水平距离弧长的差异，必要时应进行修正；

7.3管座角焊缝的超声波检测

插入式、安放式管座角焊缝的超声波检测的检测方式见图10、图11及7.3.1~7.3.5条所述的要求进行。

图10：插入式管座角焊缝图11：安放式管座角焊缝

7.3.1在接管内壁采用直探头检测，见图10位置1；

7.3.2在容器内壁采用直探头检测，见图11位置1。在容器内壁采用斜探头检测，见图10位置4；

7.3.3在接管外壁采用斜探头检测，见图10位置2；

7.3.4在接管内壁采用斜探头检测，见图10位置3和图11位置3；

7.3.5在容器外壁采用斜探头检测，见图10位置2。

7.4管座角焊缝的超声波检测

管座角焊缝的超声波检测以直探头检测为主，必要时辅以斜探头检测的方法加以补充。

7.4.1直探头的选用可根据被检工件的厚度进行，但探头必须满足：

a). 被检工件的厚度≯20mm时采用双晶直探头，频率为5MHz，晶片尺寸≮150mm；

b). 被检工件的厚度＞20mm时采用双晶直探头，频率为2~5MHz，晶片尺寸为Φ14~Φ25 mm。

7.4.2斜探头的选用可根据被检工件的焊缝结构形式进行，斜探头的K值和频率应满足表1的要求。

8.0检测灵敏度

8.1距离—波幅曲线的构成，见图16：

8.1.1距离—波幅曲线是按照所用的探头和超声波检测仪器在试块上实测的数据绘制而成；

8.1.2距离—波幅曲线包括：评定线、定量线和判废线构成；

8.1.3距离—波幅曲线的评定线和定量线之间（包括评定线）为I区；定量线和判废线之间（包括定量线）为II区；判废线及其以上区域为III 区；

8.1.4如果采用面板距离—波幅曲线时，则应在检测过程中，所绘制的曲线的位置必须保证不低于荧光屏满刻度的20%。若无法达到满刻度的20%时，可制作分段的距离—波幅曲线。

图16：距离—波幅曲线

8.2平板对接接头的超声波检测灵敏度

8.2.1壁厚为6mm~120mm的焊接接头的超声波检测灵敏度按表3的规定：

表3：6mm~120mm距离—波幅曲线的灵敏度

8.2.2壁厚为120mm~400mm的焊接接头的超声波检测灵敏度按表4的规定：

表4：120mm~400mm距离—波幅曲线的灵敏度

8.2.3检测横向缺陷时，应将各线的检测灵敏度均提高6dB；

8.2.4检测曲率半径R

≤W2/4时，距离—波幅曲线的绘制应在与检测面曲率相同的对比试块上进行；

8.2.5扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。

8.3 管座角焊缝超声波检测灵敏度

管座角焊缝的超声波检测以直探头为主，必要时增加斜探头检测。

8.3.1管座角焊缝的直探头超声波检测灵敏度的距离—波幅曲线按表5的要求进行；

表5：管座角焊缝的直探头超声波检测距离—波幅曲线

8.3.2管座角焊缝的斜探头超声波检测灵敏度的距离—波幅曲线按表5的要求进行；

8.3.3检测横向缺陷时，应将各线的检测灵敏度均提高6dB；

8.3.4扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。

8.5灵敏度校核：

8.5.1每次检测前应在对比试块上，对时基扫描比例和灵敏度进行校验；

8.5.2每连续工作4小时和每次工作结束时，即对时基扫描比例和灵敏度进行一次复核；

8.5.3扫描校验时，如发现校验点反射波在扫描线上偏移原校验点刻度读数的10%或满刻度的5%（两者取较小者），则扫描比例应重新调整，前次所作之缺陷应重新测定；

8.5.4灵敏度校验时，若出现校验点波幅比灵敏度变化有?20%

或?2dB以上时，仪器灵敏度应重新调整。并对前次所作的检测结果应重新检测。

9.0缺陷定量检测方法

9.1缺陷定量检测时，检测灵敏度应调到定量线灵敏度；

9.2在进行超声波检测时，当出现缺陷反射波时，应对所有反射波幅达到或超过定量线的缺陷，均应确定其位置、最大反射波幅和缺陷当量；

9.3缺陷位置的测定：

缺陷位置的测定，是以获得缺陷最大反射波的位置确定。

9.4缺陷最大反射波幅的测定：

将探头移动至出现缺陷最大反射波信号的位置，测定缺陷波幅的大小，并确定所存在的缺陷在距离--波幅曲线图中处于那个区域。

9.5缺陷当量的确定：

缺陷当量的确定，是根据缺陷最大反射波幅来确定缺陷的当量直径Φ

或缺陷的指示长度ΔL。

9.5.1缺陷的当量直径Φ主要用于直探头检测，用当量平底孔走私表示。通常采用以下方法确定：

a).公式计算法，来确定缺陷当量尺寸；

b).查距离—波幅曲线法，来确定缺陷当量尺寸；

c).与试块进行对比来确定缺陷当量尺寸。

9.5.2缺陷的指示长度ΔL，通常采用以下方法确定：

a).当缺陷反射波只有一个高点，且位于II区或II区以上时，调节仪器使波幅降到荧光屏满刻度的80%后，用6dB法测该缺陷的指示长度；

b).当缺陷反射波峰有多个高点，且位于II区或II区以上时，调节仪器使波幅降到荧光屏满刻度的80%后，用端点6dB法测该缺陷的指示长度；

c). 当缺陷反射波峰位于I区时，若检测人员认为有必要时，可将探头左右移动，使缺陷反射波幅降到评定线，以探头移动距离作为缺陷的指示长度。

10.0缺陷评定

10.1当出现有超过评定线的反射波信号时，应注意该信号是否具有裂纹等危害性缺陷特征。若有怀疑时，可增加改变探头K值、增加检测面、观察动态波型。并且应该结合被检工件的结构工艺特征加以判断。或者采用其它检测方法进行综合判定；

10.2缺陷指示长度＜10mm时，按5mm计；

10.3当出现相邻两缺陷在一直线上，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（间距不计入缺陷指示长度）。

11.0焊接接头质量分级

焊接接头质量分级见表6：

表6：焊接接头的质量分级mm

12.0检测记录和报告

探伤报告至少应包括以下内容。

12.1委托单位、报告编号；

12.2被检工件：工件名称、编号、规格、材质、坡口型式、热处理状态、检测表面的粗糙度；

12.3检测设备：检测仪、探头、试块；

12.4检测规范：技术等级、探头规格/K值、探头频率、检测面和检测灵敏度；

12.5检测部位及缺陷的类型、尺寸、位置和分布应在检测草图上标明，如几何形状限制而检测不到的部位，也应加以说明；12.6检测结果及质量分级、检测标准名称和验收等级；

12.7检测人员、检测责任人员签字及技术资格，检测日期。

13.0 超声波检测工艺卡是本工艺规程实施的补充件，以保证检测过程更加高效和检测结果更加准确。

14.0 焊缝超声波检测记录：

14.1《焊缝超声波检测工艺卡》；

14.2《焊缝超声波检测原始记录》；

14.3《焊缝超声波检测评定表》；

14.4《焊缝超声波检测报告》。