一、射线检测通用工艺
1、主题内容与适用范围 2、引用标准 3、检测人员
4、表面要求和射线检测时机 5、辐射防护 6、设备、器材 7、检测技术 8、暗室处理 9、评片要求 10、底片质量
11、钢制压力容器熔化焊对接接头射线检测验收标准及质量分级 12、钢制压力容器管子熔化焊对接接头射线检测质量分级 13、记录、报告和资料存档
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1 主题内容与适用范围
1.1 本规程规定了钢制压力容器熔化焊对接焊接接头射线检测应具备的人员资格、所用器材、检测工艺和验收标准等。
1.2 本规程依据JB/T4730.2-2005标准的要求编写。适用于板厚2~200mm的碳素钢、低合金钢、不锈钢制压力容器和钢管熔化焊对接接头的X射线AB级检测技术和质量分级要求。满足《容规》和GB150的要求。
1.3 检测工艺卡是本规程的补充,由Ⅱ级检测人员按合同要求进行编写。
2 引用标准
JB/T 4730-2005 承压设备无损检测
GB 16357-1996 工业X射线探伤放射卫生防护标准 GB 18871-2002 电离辐射防护与辐射源安全防护要求 JB/T 7902-1999 线型像质计
JB/T 7903-1999 工业射线照相底片观片灯 HB 7684-2000 射线照相用线型像质计 GB/T 19384-2003 无损检测工业射线照相胶片
3 检测人员
3.1 检测人员必须经过技术培训,按《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》进行考核,取得与其工作相适应的资格证书的人员担任。
3.2 从事射线检测的人员上岗前应进行辐射安全知识的培训,并取得放射工作人员证。 3.3 从事评片的人员应每年检查一次视力,校正视力不低于1.0。
4 表面要求和射线检测时机
4.1 在射线检测之前,对焊接接头的表面应经外观检测并合格。焊接接头表面的不规则状态 在底片上的影像不得掩盖或干扰缺陷影像,否则应对表面作适当修磨。
4.2 一般射线检测应在焊后进行,对有延迟裂纹倾向的材料,至少应在焊接完成24h后进行。
5 辐射防护
5.1 射线卫生防护应符合GB16357、GB18871标准的有关规定。
5.2 现场进行X射线检测时,应按GB16357的规定划定控制区、设置警告标志。检测工作人员应佩带个人剂量计,并携带剂量报警仪。
6 设备、器材
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6.1 射线源和能量的选择 6.1 射线检测用设备见表1。
表1 射线检测用设备 序号 1 2 3 4 产 地 上 海 丹 东 丹 东 丹 东 设 备 型 号 XY-2515 XXHZ-2505 XXH-2505 XXH-3005 焦点尺寸(mm) 4.0×4.0 1.0×2.4 1.0×2.5 1.0×2.5 透照厚度范围(mm) 2~55 6~32 6~38 10~50 备注 定向 周向 周向 周向 6.2 胶片和增感屏
6.2.1 胶片:本规程射线检测技术采用T3类胶片,如上海GX-A7、爱克发C7等。胶片的本底灰雾度应不大于0.3。胶片制造商应对其胶片进行系统性能测试并提供类别和参数。 6.2.2 增感屏:本规程射线检测采用金属增感屏。金属增感屏的选用见表2。
表2 增感屏的材料和厚度 射线能量 ≤300KV 6.3 像质计
底片影像质量采用线型金属丝像质计测定。金属丝的材料应与被透照容器的材料相一致,其型号和规格应符合JB/T7902或HB7684的有关规定。 6.4 观片灯
观片灯的主要性能应符合JB/T7903的有关规定;观片灯的最大亮度应能满足评片的要求,且观片窗口的漫射光亮可调,并备有遮光板,对不需观察或透光量过强部分屏蔽。 6.5 黑度计
黑度计可测量的最大黑度应不小于4.5,测量值的误差应不超过±0.05。黑度计至少每6个月校验一次,校验方法可参照附录B(标准的附录)的规定进行。
增感屏材料 铅 箔 前屏厚度(mm) 0.03 后屏厚度(mm) 0.03~0.10 7 检测技术
7.1 透照方式
应根据工件特点和技术条件的要求选择适宜的透照方式。在可以实施的情况下应选用单壁透照方式,在单壁透照不能实施时才允许采用双壁透照方式。典型的透照方式参见附录C(标准的附录)。
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7.2 透照方向
射线透照时射线束中心一般应垂直指向透照区中心,需要时也可选用有利于发现缺陷的方向透照。 7.3 一次透照长度
一次透照长度应以透照厚度比K进行控制。对于AB级而言,纵向焊接接头K≤1.03,环向焊接接头K≤1.1,对100mm<D0≤400mm的环向对接焊接接头(包括曲率相同的曲面焊接接头)K≤1.2。整条环向对接焊接接头所需的透照次数可参照附录D(标准的附录)的曲线图确定。
在透照纵向焊接接头时,当透照焦距为650mm及片长为360mm时,一次透照长度L3一般为300mm。对采用源在内中心透照方式周向曝光时,一次透照长度L3为300mm~320mm。对Φ400~550mm的筒体或接管环向焊接接头采用周向曝光时,一次透照长度L3为该条焊缝总长的1/6。
7.4 小径管环向对接焊接接头的透照布置
小径管采用双壁双影透照布置,当同时满足下列条件时应采用倾斜透照方式椭圆成像: a) T(壁厚)≤8mm;b) g(焊缝宽度)≤D0/4。
椭圆成像时,应控制影像的开口宽度(上下焊缝投影最大间距)在1倍焊缝宽度左右,不满足上述条件或椭圆成像有困难时可采用垂直透照方式重叠成像。 7.5 小径管环向对接接头的透照次数
小径管环向对接接头100%的透照次数:采用倾斜透照椭圆成像时,当T/D0≤0.12时,相隔90°透照2次。当T/D0>0.12时,相隔120°或60°透照3次。垂直透照重叠成像时,一般应相隔120°或60°透照3次。
由于结构原因不能进行多次透照时,可采用椭圆成像或重叠成像方式透照一次。鉴于透照一次不能实现焊缝全长的100%检测,此时应采取有效措施扩大缺陷可检出范围,并保证底片评定范围内黑度和灵敏度满足要求。 7.6 射线能量
X射线照相应尽可能选用较低的管电压。在采用较高管电压时,应保证适当的曝光量。透照不同厚度的钢制压力容器焊接接头时,允许使用的最高管电压应控制在图1的范围之内。
对截面厚度变化大的产品,在保证灵敏度要求的前提下,允许采用超过图1规定的X射线管电压。但对钢制压力容器,管电压增加量不应超过50kV。 7.7 像质计的选用
检测人员根据被检工件的材质及公称厚度(T)或透照厚度(W)选择表3~表5规定应识别丝号,确定像质计型号。但对于外径≤100mm的小径管进行检测时,用JB/T4730.2标准附录F规定的专用(等径金属丝)像质计。
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图1 不同透照厚度允许的X射线最高透照管电压
7.8 曝光条件 7.8.1 曝光量
X射线照相,当焦距为650mm时,曝光量的推荐值为:≥15mA min,当透照焦距改变时可按平方反比定律对曝光量的推荐值进行换算。对于单壁透照厚度≤12mm的焊接接头,曝光量推荐值可为10 mA min。 7.8.2 曝光曲线
对每台在用射线设备均应作出经常检测材料的曝光曲线,依据曝光曲线确定曝光参数。制作曝光曲线所采用的胶片、增感屏、焦距、射线能量等条件以及底片应达到的灵敏度、黑度等参数均应符合标准的规定。对使用中的曝光曲线,每年至少应校验一次,射线设备更换重大部件或经较大修理后应对曝光曲线进行校验或重新制作。 7.9 无用射线和散射线屏蔽
背部散射线及无用射线应采用常规方法屏蔽。为验证背部散射线的影响,在每个暗盒背面贴附“B”铅字标记(高13mm厚度1.6mm)。若在底片的黑度低于周围背景黑度的“B”字的影像,则说明背散射防护不够,应予重照。若底片上不出现“B”字影像或出现黑度高于周围背景黑度“B”字影像,则不说明背散射线防护符合要求。 7.10 像质计的使用
7.10.1 线型像质计一般应放在射线源一侧的工件表面上,中心钢丝处于被检区长度的1/4左右位置,钢丝应横跨且垂直于焊缝,细丝置于外侧。当像质计无法放置在射线源侧时,允许放在胶片侧,应在像质计上适当位置放置“F”作为标记,“F”标记的影像应与像质计的标记同时出现在底片上,且应在报告中注明。
7.10.2 环形对接焊接接头采用射线源置于中心位置对周向曝光时,至少在圆周上等间隔地 放置3个像质计。若透照区为抽查或返修复照,则每张底片上应有像质计显示。 7.10.3 小径管选用附录F(标准的附录)规定的专用像质计,金属丝应横跨焊缝放置。
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7.11 标记
透照部位的标记由定位标记和识别标记的组成。标记一般由适当尺寸的铅制数字、拼音字母和符号等组成。 7.11.1 定位标记
定位标记包括搭接标记(↑)和中心标记(↑)。局部检测时搭接标记称为有效区段标记。 7.11.2 识别标记
识别标记一般包括产品编号、焊缝编号、底片编号和透照日期等。返修后的透照还应有返修标记Rn(n表示返修次数),扩大检测比例的透照应有扩大检测标记“Z”。 7.11.3 标记位置
像质计和标记的位置如图2所示。标记一般应放置在距焊缝边缘至少5mm以外的部位,所有标记的影像不应重叠,且不应干扰有效评定范围内的影像。
7.11.4 搭接标记除源在中心全景曝光外,一般应放在射线源侧的工件表面上,具体要求按附录G(标准的附录)的规定。
7.12 受检部位工件上的永久标记按附录A(本规程的附录)的规定执行。
图2 像质计和标记的布置
8 暗室处理
本规程处理胶片采用手工冲洗方式,具体的胶片贮存、装取和冲洗按附录B(本规程的附录)。
9 评片要求
9.1 评片应在专用评片室内进行。评片室应整洁、安静,温度适宜,光线应暗且柔和。 9.2 评片人员在评片前应经历一定的暗适应时间。从阳光下进入评片的暗适应一般为5~10min,从一般的室内进入评片的暗适应时间应不少于30s。
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9.3 评片时,底片评定范围内的亮度应符合有关规定,底片评定范围的宽度一般为焊缝本 身及焊缝两侧5mm宽的区域。
10 底片质量
10.1 底片上,定位和识别标记影像应显示完整、位置正确。
10.2 底片评定范围内的黑度D(包括胶片本身的灰雾度):2.0≤D≤4.0。
用X射线透照小径管或其他截面厚度变化大的工件时,最低黑度允许降至1.5。注:底片有效评定区域内的黑度,指搭接标记之间焊缝和热影响区的黑度。
10.3 底片上应识别出表3~表5规定的灵敏度值,即长度不少于10mm的连续金属丝影像,专用像质计至少应能识别两根金属丝。
10.4 底片评定范围内不应存在干扰缺陷影像识别的水、划痕、斑纹等伪缺陷影像。
表3 像质计灵敏度值—单壁透照、像质计置于源侧 线 径 公称厚度 应识别丝号 应识别丝号 (mm) T (mm) 16 0.10 >15~25 11 15 14 13 12 0.125 0.16 0.20 0.25 >25~32 >32~40 >40~55 >55~85 10 9 8 7 公称厚度 T (mm) >2~3.5 >3.5~5 >5.0~7 >7~10 >10~15 线 径 (mm) 0.32 0.40 0.50 0.63 0.8 公称厚度 T (mm) >2~3.0 >3.0~4.5 >4.5~7 >7~11 表4 像质计灵敏度值—双壁双影透照、像质计置于源侧 线 径 公称厚度 应识别丝号 应识别丝号 (mm) T (mm) 16 0.10 >11~15 12 15 14 13 0.125 0.16 0.20 >15~22 >22~32 >32~44 11 10 9 线 径 (mm) 0.25 0.32 0.40 0.50 透照厚度 W (mm) >2~3.5 >3.5~5.5 >5.5~11 >11~17 >17~26 表5 像质计灵敏度值—双壁单影透照、像质计置于胶片侧 线 径 透照厚度 应识别丝号 应识别丝号 (mm) W (mm) 16 0.10 >26~39 11 15 14 13 12 0.125 0.16 0.20 0.25 - 53 -
线 径 (mm) 0.32 0.40 0.50 0.63 0.8 >39~51 >51~64 >64~85 >85~125 10 9 8 7 注:当焊缝两侧母材公称厚度不同时,取较薄板的厚度。
11 钢制压力容器熔化焊对接焊接接头射线检测验收标准及质量分级
11.1 验收标准
《容规》规定:局部(20%)检测的容器对接接头Ⅲ级合格,且不得有未焊透,其中包括容器上的封头、管板、膨胀节的拼接接头、公称直径≥250mm接管与长颈法兰、接管与接管的对接接头、被有关工件覆盖的焊接接头、开孔直径1.5倍所包容的焊接接头等需要100%检测的部位;全部(100%)检测的容器对接接头Ⅱ级合格。 11.2 质量分级
11.2.1 对接焊接接头中的缺陷按性质可分为裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷和圆形缺陷。 11.2.2 根据对接接头中存在的缺陷性质、数量和密集程度,其质量等级可划分为四级:
Ⅰ级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未焊透、未熔合和条形缺陷。 Ⅱ级和Ⅲ级对接焊接接头内不允许存在裂纹、未焊透和未熔合。 对接焊接接头内缺陷超过Ⅲ级者为Ⅳ级。
当各类缺陷评定的质量级别不同时,以质量最差的级别作为对接焊接接头质量级别。 11.2.3 圆形缺陷的质量分级
圆形缺陷用圆形缺陷评定区进行质量分级评定,圆形缺陷评定区为一个与焊缝平行的矩形,其尺寸见表6,圆形缺陷评定区应选在缺陷最严重的区域。长宽比≤3的气孔、夹渣、夹钨或夹珠定义为圆形缺陷,它可以是圆形、椭圆形、锥形或带尾巴等不规划形状。
圆形缺陷按表8折算成点数,按表7的评定区内的点数评级,小于表9的圆形缺陷不计。 表6 缺陷评定区 mm 母材公称厚度 T 评定区尺寸 ≤25 10×10 >25~100 10×20 >100 10×30 表7 各级别允许的圆形缺陷点数 评定区(mm×mm) 母材公称厚度T(mm) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ ≤10 1 3 6 10×10 >10~15 2 6 12 >15~25 3 9 18 4 12 24 10×20 >25~50 >50~100 5 15 30 缺陷点数大于Ⅲ级或缺陷长径大于1/2T 注:(1) 当母材公称厚度不同时,取较薄的厚度值。
(2) 由于材质或结构等原因,进行返修可能会产生不利后果的对接焊接接头,各级别的圆形缺陷点
数可放宽1~2点。
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(3) 对致密性要求高的对接焊接接头,应考虑将圆形缺陷的黑度作为评级的依据。通常将黑度大的
圆形缺陷定义为深孔缺陷,当对接焊接接头存在深孔缺陷时,其质量等级应评为Ⅳ级。
(4) 质量等级为Ⅰ级的对接焊接接头和母材公称厚度T≤5mm的Ⅱ级对接焊接接头,不计点数的圆
形缺陷在评区内不得多于10个,超过时对接焊接接头质量等级应降低一级。
(5) 在圆形缺陷评定区内或与圆形缺陷评定区边界线相割的缺陷均应划入评定区,评定区的长边与
焊缝平行。框线内必须完整包含最严重区域的主要缺陷,与框线外切的不算点数。
表8 缺陷点数换算表 缺陷长径(mm) 缺陷点数 ≤1 1 >1~2 2 >2~3 3 >3~4 6 >4~6 10 >6~8 15 >8 25 表9 不计点数的缺陷尺寸 母 材 厚 度 T(mm) 缺 陷 长 径(mm) ≤25 ≤0.5 >25~50 ≤0.7 >50 ≤1.4%T 表10 各级别对接焊接接头允许的条形缺陷长度 mm 质量等级 Ⅰ Ⅱ ≤T/3(最小可为4) 且≤20 ≤2T/3(最小可为6) 且≤30 单个条形缺陷最大长度 一组条形缺陷累计最大长度 不 允 许 在长度为12T的任意选定条形缺陷评定区内,相邻缺陷间距不超过6L的任一组条行缺陷的累计长度应不超过T,但最小可为4 在长度为6T的任意选定条形缺陷评定区内,相邻缺陷间距不超过3L的任一组条形缺陷的累计长度应不超过T,但最小可为6 Ⅲ Ⅳ 大 于 Ⅲ 级 者 注:(1) L为该组条形缺陷中最长缺陷本身的长度,T为母材公称厚度。当母材公称厚度不同时取较薄
的厚度值。
(2) 条形缺陷评定区内是指与焊缝方向平行的、具有一定宽度的矩形区,T≤25mm,宽度为4mm;
25mm<T≤100mm,宽度为6mm;T>100mm,宽度为8mm。
(3) 当两个或两个以上条形缺陷处于同一直线上且相邻缺陷间距小于或等于较短缺陷长度时,应做为单个缺陷处理,其间距也应计入缺陷的长度之中。
11.2.4 条形缺陷的质量分级
长宽比大于3的圆形缺陷定义为条形缺陷,条形缺陷的分级见表10。 11.2.5 综合评级
11.2.5.1 在圆形缺陷评定区内同时存在圆形缺陷和条形缺陷时,应进行综合评级。 11.2.5.2 综合评级的级别如下确定:对圆形缺陷和条形缺陷分别评定级别,将两者级别之和减一作为综合评级的质量等级。
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12 钢制压力容器管子熔化焊环向对接接头射线检测质量分级
12.1 缺陷类型
对接焊接接头中的缺陷按性质可分为裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷、圆形缺陷、根部内凹、根部咬边共七类。 12.2 质量分级依据
根据对接焊接接头中存在的缺陷性质、数量和密集程度,其质量等级可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级。
12.3 质量分级的一般规定
Ⅰ级对接接头内不允许存在裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷、根部内凹、根部咬边。 Ⅱ级和Ⅲ级对接接头内不允许存在裂纹、未熔合、双面焊以及加垫板单面焊中的未焊透。 对接焊接接头中缺陷超过Ⅲ级者为Ⅳ级。
当各类缺陷评定的质量级别不同时,以质量最差的级别作为对接焊接接头的质量级别。 12.4 圆形缺陷的分级评定
按11.2.3的规定进行质量分级评定。对小径管缺陷评定区取10mm×10mm。 12.5 条形缺陷的分级评定
按11.2.4的规定进行质量分级评定。 12.6 不加垫板单面焊的未焊透缺陷的分级评定
管外径D0>100mm时,不加垫板单面焊的未焊透缺陷按表11的规定进行质量分级评定。管外径D0≤100mm的小径管不加垫板单面焊的未焊透缺陷按表12的规定进行质量分级评定。管外径D0>100mm的管子未焊透深度可采用附录H(标准的附录)规定的一般对比试块(Ⅱ型)进行测定。管外径D0≤100mm的小径管的未焊透深度可采用附录H(标准的附录)规定的小径管专用对比试块(ⅠA型或ⅠB型)进行测定,测定时,对比试块应置于靠近未焊透缺陷附近部位。
表11 管外径D0>100mm时不加垫板单面焊未焊透的分级 未焊透最大深度(mm) 单个未焊透最大长度 未焊透累计长度 级 别 mm(T为壁厚) (mm) 与壁厚的比 最大值 Ⅰ 不 允 许 在任意6T长度内应不大于T(最 ≤T/3(最小可为4) Ⅱ ≤10% ≤1.0 小可为4),且任意300长度范围内且≤20 总长度不大于30 在任意3T长度内应不大于T(最 ≤2T/3(最小可为6) Ⅲ ≤15% ≤1.5 小可为6),且任意300长度范围内且≤30 总长度不大于40 Ⅳ 大 于 Ⅲ 级 者 - 53 -
表12 管外径D0≤100mm(小径管)时不加垫板单面焊未焊透的分级 级 别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 未焊透最大深度(mm) 与壁厚的比 最大值 不 允 许 ≤10% ≤1.0 ≤15% ≤1.5 大 于 Ⅲ 级 者 未焊透总长度 与焊缝总长度的比 ≤10% ≤15% 注:对断续未焊透,以未焊透本身的长度累计计算总长度。
12.7 根部内凹和根部咬边的分级评定
管外径D0>100mm时,不加垫板单面焊的根部内凹和根部咬边缺陷按表13的规定进行质量分级评定。管外径D0≤100mm的小径管不加垫板单面焊的根部内凹和根部咬边缺陷按表14的规定进行质量分级评定。管外径D0>100mm的管子和容器根部内凹和根部咬边深度可采用附录H(标准的附录)规定的一般对比试块(Ⅱ型)进行测定。管外径D0≤100mm的小径管的根部内凹和根部咬边深度可采用附录H(标准的附录)规定的小径管专用对比试块(ⅠA型或ⅠB型)进行测定,测定时,对比试块应置于靠近被测根部内凹和咬边缺陷附近部位。
表13 外径D0>100mm时根部内凹和根部咬边的分级 级 别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ ≤15% ≤20% 根部内凹和根部咬边最大深度 (mm) 与壁厚的比 最大值 不 允 许 ≤1.5 ≤2.0 在任意3T长度区内 不大于T;总长度不大于100 根部内凹和根部咬边累计长度(mm) 大 于 Ⅲ 级 者 表14 外径D0≤100mm时根部内凹和根部咬边的分级 级 别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 根部内凹和根部咬边最大深度 (mm) 与壁厚的比 ≤15% ≤20% 最大值 不 允 许 ≤1.5 ≤2.0 根部内凹和根部咬边 最大总长度与焊缝总长度的比 ≤30% ≤30% 大 于 Ⅲ 级 者 注:对断续根部内凹和根部咬边,以根部内凹和根部咬边本身的长度累加计算总长度。
12.8 综合评级
在条形缺陷评定区内同时存在多种缺陷时,应进行综合评级。对各类缺陷分别评定级别,取质量级别最低的级别作为综合评级的级别;当各类缺陷的级别相同时,则降低一级作为综合评级的级别。
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13 记录、报告和资料存档
13.1 记录:记录由操作人员按“焊缝射线检测原始记录”的格式填写。检测部位图由Ⅰ、 Ⅱ级人员按附录C的规定绘制。
13.2 报告:按《容规》“焊缝射线检测报告”的格式,由Ⅱ级人员填写,经检测责任工程师 审核签发。
13.3 资料存档:检测记录和底片及报告交档案室存档,保存时间不少于7年。7年后,若 用户需要可转交用户保管。
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二、超声检测通用工艺
1. 一般要求
1.1 主题内容与适用范围 1.2 引用标准 1.3 检测人员 1.4 仪器探头和试块 1.5 超声检测一般方法 1.6 系统校准和复核 1.7 报告和资料存档
2. 压力容器用钢板超声检测和质量分级 3. 压力容器用钢锻件超声检测和质量分级 4. 压力容器用奥氏体钢锻件超声检测和质量分级 5. 钢制压力容器对接焊接接头超声检测和质量分级 附录A 压力容器钢锻件横波检测
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1 一般要求
1.1 主题内容与适用范围
1.1.1 本规程规定了超声波检测所需的人员资格、仪器探头试块、检测范围、检测方法和质 量分级等。
1.1.2 本规程适用于A型脉冲反射式超声探伤仪对金属材料制的压力容器用原材料、零部件 和焊接接头的超声检测。
1.1.3 本规程按JB/T4730.3-2005标准的要求编写,符合《容规》和GB150的要求。 1.1.4 检测工艺卡是本规程的补充,由Ⅱ级检测人员按合同要求编写。 1.2 引用标准
JB/T4730-2005 承压设备无损检测
JB/T7913-1995 超声波检测用钢制对比试块的制作与校验方法 JB/T9214-1999 A型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能 测试方法 JB/T10061-1999 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件 1.3 检测人员
1.3.1 检测人员必须经过技术培训,按《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》进行 考核,取得与其工作相适应的资格证书的人员担任。
1.3.2 检测人员每年应检查一次身体,其矫正视力不低于1.0。 1.4 探伤仪、探头和试块 1.4.1 探伤仪和探头
a) 仪器:采用A型脉冲反射式超声波探伤仪,其工作频率范围为1.0~5.0MHz,仪 器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。并具有80dB以上的连续可调衰减器,步进级每档不大于2dB,其精度为相邻12dB误差在±1dB以内,最大累计误差不超过1dB。水平线性误差不大于1%,垂直线性误差不大于5%。其他指标应符合JB/T10061的规定。本规程选用汕头超声仪器公司生产的CTS-22或CTS-26型仪器。 b) 探头:
(1) 晶片面积一般不应超过500mm2,且任一边长不大于25mm。
(2) 单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°,主声束垂直主方向不应有明显的双峰。 c) 探伤仪和探头的系统性能:
(1)在达到所探工件的最大检测声程时,其有效灵敏度余量应不大于10dB。 (2)探伤仪和探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。
(3) 直探头的远场分辩率应不大于30dB,斜探头的远场分辨率应不大于6dB;
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(4) 探伤仪和直探头的始脉冲宽度(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。
(5)探伤仪和探头的系统性能应按JB/T9214和JB/T10062的规定进行测试。 1.4.2 试块
本规程采用的标准试块有:① 钢板用标准试块:CBⅠ、CBⅡ; ② 锻件用标准试 块:CSⅠ、CSⅡ、CSⅢ; ③ 焊接接头用标准试块:CSK-ⅠA、CSK-ⅢA。
a) 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,该材料用直探头测 时,不得有≥Φ2mm平底孔当量直径的缺陷。
b) 标准试块尺寸精度应符合要求,并应经计量部门检定合格。
c) 标准试块的其他制造要求应符合JB/T7913和JB/T10063的规定。现场检测时,也 可采用其它型式的等效试块。 1.5 超声检测的一般方法 1.5.1 检测面
焊缝的表面应经外观检测合格,所有影响超声检测的锈蚀、飞溅和污物都应予以清除,其表面粗糙度应符合检测要求。表面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性,否则应做适当的处理。 1.5.2 扫查覆盖率
为确保检测时超声声束能扫查到工件的整个被检区域,探头的每次扫查复盖率应大于探 头直径的15%。 1.5.3 探头的移动速度
探头的扫查速度不应超过150mm/s。当采用自动报警装置扫查时,不受此限。 1.5.3 扫查灵敏度
扫查灵敏度不得低于基准灵敏度高。 1.5.4 耦合剂
采用透声性好,且不损伤检测表面的耦合剂,如机油、浆糊和水等。 1.5.5 灵敏度补偿
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检测灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿。
c) 曲面补偿:对检测面是曲面的工件,应采用曲率半径与工件相同或相近的试块,通 过对比试验进行曲率补偿。
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1.6 系统校准和复核
系统校准应在标准试块上进行,校准中应使超声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。 1.6.1 仪器校准
每隔3个月要对仪器的水平线和垂直线性进行一次测定,测定方法按JB/T10061的规定。 1.6.2 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。测定方法应按JB/T10062的有关规定进行,并满足 其要求。
a) 斜探头校准:使用前,斜探头至少应进行前沿距离、K值、主声束偏离、灵敏度 余量和分辨力等的校准。使用过程中,每个工作日应校准前沿距离、K值和主声束偏离。
b) 直探头校准:直探头的灵敏度余量和分辨力应每隔一个月检查一次。 1.6.3 仪器和探头系统的复核
a) 复核时机
每次检测前均应对扫描线、灵敏度进行复核,遇有下述情况应随时对其进行复核: (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查灵敏度有变化时; (3)连续工作4h以上时; (4)工作结束时。
b) 检测结束前仪器和探头系统的复核
如果距离—波幅曲线上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。
c) 距离—波幅曲线的复核
一般对距离—波幅曲线的校核不应少于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。
1.7 报告和资料存档
1.7.1 按《容规》“超声检测报告”的格式,由Ⅱ级人员填写,经检测责任工程师审核签发。 1.7.2 检测报告与该容器其它检测资料一起交档案室存档,保存时间不少于7年。7年后,若用户需要可转交用户保管。
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2 压力容器用钢板超声检测和质量分级
2.1 检测范围
本条适用于板厚为8~250mm的碳素钢、低合金钢制压力容器用板材的超声检测和质量分级。奥氏体钢板材的超声检测也可参照本条执行。 2.2 探头选用:探头的选用应按表1的规定进行。 2.3 标准试块
2.3.1 用双晶直探头检测壁厚不大于20mm的钢板时,采用CBI标准试块如图1所示。 2.3.2 用单直探头检测壁厚大于20mm的钢板时,CBII标准试块应符合图2和表2的规定。试块厚度应与被检钢板厚度相近。 2.4 基准灵敏度
2.4.1 板厚不大于20mm时,用CBI试块将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作为检测灵敏度。
2.4.2 板厚大于20mm时,应将CBII试块平底孔第一次反射波高调整到满刻度的50%作为基准灵敏度。
2.4.3 板厚不大于探头3倍近场区时,也可取板无缺陷的完好部位的第一次底波来校 准灵敏度,其结果与2.4.2条的要求相一致。
表1 探头的选用 序号 1 2 3 板厚 mm 6~20 >20~40 >40~250 采用探头 双晶直探头 单晶直探头 单晶直探头 公称频率 MHZ 5 5 2.5 探 头 晶 片 尺 寸 晶片面积不大于150mm2 Ф14mm~Ф20mm Ф20mm~Ф25mm 表2 CBII标准试块 mm 序号 1 2 3 4 5 6 试块编号 CBII-1 CBII-2 CBII-3 CBII-4 CBII-5 CBII-6 被检钢板厚度 >20~40 >40~60 >60~100 >100~160 >160~200 >200~250 检测面平底孔的距离 S 15 30 50 90 140 190 试块厚度 T ≥20 ≥40 ≥65 ≥110 ≥170 ≥220 2.5 检测方法 2.5.1 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
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钢板的上下两轧制平面分别进行检测。
图1 CBI标准试块
图2 CBII标准试块
2.5.2 耦合方式
耦合方式采用直接接触法或液浸法。 2.5.3 扫查方式
a) 探头沿垂直于钢板压延方向,间距100mm的平行线进行扫查。在钢板坡口预定线两侧各50mm(当板厚超过100mm,以板厚的一半为准)内应作100%扫查示意图如图3。
b) 根据合同、技术协议书或图样的要求,也可以进行其它形式的扫查。 2.6 缺陷的记录与记录
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2.6.1 在检测过程中,发现下列三种情况之一者即作为缺陷:
a) 缺陷第一次反射波(F1)波高大于或等于波刻度的50%,即F1≥50%者。 b) 当底面第一次反射波(B1)波高未达到满刻度,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)波高低于满刻度的50%,即B1<50%。 2.6.2 缺陷的边界或指示长度的测定方法
图3 探头扫查示意图
a) 检出缺陷后,应在它的周围继续检测,以确定缺陷的延伸。
b) 用双晶直探头确定缺陷的边界或指示长度时,探头的移动方向应与探头的声波分割面相垂直;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,探头中心的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。两种方法测得的结果以较严重者为准。
c) 用单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的指示长度,探头中心即为缺陷的边界点。两种方法测得的结果以较严重者为准。
d) 确定2.6.1c条缺陷的边界或指示长度时,移动探头使底面第一次反射波升高到荧光屏满刻度的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。
e) 当板厚较薄,确需采用第二次缺陷波和第二次底波来评定缺陷时,基准灵敏度以相应的第二次反射波来校准。 2.7 缺陷的评定方法
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2.7.1 缺陷指示长度的评定规则
单个缺陷按其指示的最大长度作为该缺陷的指示长度。若单个缺陷的指示长度小于40mm时,可不作记录。
2.7.2 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的指示长度(取其较大值)时,以各缺陷面积之和作为单个缺陷指示面积。 c) 指示面积不计的单个缺陷见表3。 2.7.3 缺陷面积百分比的评定规则
在任一1m×1m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。
表3 钢板质量分级 等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 2.8 钢板质量分级
2.8.1 钢板质量分级见表3。
2.8.2 在坡口预定线两侧各50mm(板厚大于100mm时,以板厚的一半为准)内,缺陷的指示长度大于或等于50mm时,应评为Ⅴ级。
2.8.3 在检测过程中,检测人员如确认钢板中有白点、裂纹等危害性缺陷时,应评为Ⅴ级。
单个缺陷 指示长度mm <80 <100 <120 <150 单个缺陷 指示面积cm2 <25 <50 <100 <100 在任一1m×1m检测面积内 ≤3 ≤5 ≤10 ≤10 超 过 Ⅳ 级 者 以下单个缺陷 <9 <15 <25 <25 存在的缺陷面积百分比 % 指示面积不计cm2 3 压力容器用钢锻件超声检测和质量分级
3.1 检测范围
本条适用于压力容器用碳钢和低合金钢锻件的超声检测和质量分级。
本条不适用于奥氏体钢等粗晶材料的超声检测,也不适用于内外半径之比小于80%的环形和筒形锻件的周向横波检测。 3.2 探头
双晶直探头的公称频率应选用5MHz。探头晶片面积不小于150mm2;单晶直探头的公
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称频率选用2~5MHz,探头晶片一般为Ф14mm~Ф25mm。 3.3 试块:符合1.4.2条的规定。 3.3.1 单直探头标准试块
用CSI试块,其形状和尺寸按表4和图4的规定。
表4 CSI标准试块 mm 试块序号 L D CSI-1 50 50 CSI-2 100 60 CSI-3 150 80 CSI-4 200 80 3.3.2 纵波双晶直探头标准试块
a) 工件检测距离小于45mm时,应采用CSⅡ标准试块。 b) CSII试块的形状和尺寸应符合图5和表5的规定。
3.3.3 检测面是曲面时,应采用CSⅢ标准来测定由于曲率不同而引起的声能损失,其形状 和尺寸按图6所示。 3.3 检测时机
原则上应安排在热处理后,孔、台阶等加工前进行,检测面的表面粗糙度Ra≤6.3μm。
图4 CSI标准试块
图5 CSII标准试块
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表5 CSII标准试块尺寸 mm 试块序号 CSII-1 CSII-2 CSII-3 CSII-4 3.4 检测方法
锻件应进行纵波检测,对筒形和环形锻件还应进行横波检测。 3.4.1 横波检测
横波检测应按附录A(本规程的附录)的要求进行。
图6 CSⅢ标准试块
3.4.2 纵波检测
a) 原则上应从两个相互垂直的方向进行检测,尽可能地检测到锻件的全体积。主要检测方向如图7所示。其它形状的锻件也可参照执行。
b) 锻件厚度超过400mm时,应从相对两端面进行100%的扫查。 3.5 灵敏度的确定
3.5.1 单直探头基准灵敏度的确定
当被检部位的厚度大于或等于探头的3倍近场区长度,且探测面与底面平行时,原则上可采用底波计算法确定基准灵敏度。对由于几何形状所限,不能获得底波或壁厚小于探头的3倍近场区时,可直接采用CSI标准试块法来确定基准灵敏度。 3.5.2 双晶直探头基准灵敏度的确定
使用CSII标准试块,并依次测试一组不同检测距离的φ3平底孔(至少三个)。调节衰减器,作出双晶直探头的距离一波幅曲线,并以此作为基准灵敏度。 3.5.3 扫查灵敏度一般不低于最大检测距离处的Φ2mm平底孔当量直径。
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孔 径 Ф2 Ф3 Ф4 Ф5 检 测 距 离 L 1 5 2 10 3 15 4 20 5 25 6 30 7 35 8 40 9 45
3.6 工件材质衰减系数的测定
3.6.1 在工件无缺陷安好区域,选取三处检测面与底面平行且有代表性的部位,调节仪器使第一次底面回波幅度(B1)为满刻度的50%,记录此时衰减器的读数,再调衰减器,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差值。 3.6.2 衰减系数的计算公式: α=[(B1-B2)-6]/2T 式中:α——衰减系数,dB/m.(单程)
(B1-B2)——两次衰减器的读数之差,dB; T——工件检测厚度,mm。
3.6.3 工件上三处衰减系数的平均值即为该工件的衰减系数。 3.7 缺陷当量的确定
3.7.1 被检缺陷的深度大于或等于探头的3倍近场区时,采用AVG曲线及计算法确定缺陷当量。对于3倍近场区内的缺陷,可采用单直探头或双晶直探头的距离一波幅曲线来确定缺陷当量。也可采用其它等效方法来确定。
3.7.2 计算缺陷当量时,当材质衰减系数超过4dB/m,应考虑修正。 3.8 缺陷记录
3.8.1 记录当量直径超过Φ4mm的单个缺陷的波幅和位置。
3.8.2 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。饼形锻件应记录大于或等于Φ4mm当量直径的缺陷密集区,其它锻件应记录大于或等于Φ3mm当量直径的缺陷密集区。缺陷密集区面积以50mm×50mm的方块作为最小量度单位,其边界可由6dB法决定。 3.9 缺陷等级评定
3.9.1 单个缺陷的质量分级见表6。
3.9.2 缺陷引起底波降低量的质量分级见表7。 3.9.3 密集区缺陷质量分级见表8。
3.9.4 表6、表7和表8的等级应作为独立的等级分别使用。
3.9.5 如果工件的材质衰减对检测效果有较大的影响,应重新进行热处理。 3.9.6 当缺陷被检测人员判定为危害性缺陷时,锻件的质量等级为Ⅴ级。 3.9.7 锻件修补后,应按本标准的要求进行检测和评定。
表6 单个缺陷的质量分级 mm 等 级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 缺陷当量直径 ≤Φ4 Φ4+ Φ4+ Φ4+ >(0~8dB) >(8~12dB) >(12~16dB) - 53 -
>Φ4+16dB
表7 由缺陷引起底波降低量的质量分级 dB 等 级 底波降低量 BG/BF Ⅰ ≤8 Ⅱ >8~14 Ⅲ >14~20 Ⅳ >20~26 Ⅴ >26 注:本表仅适用于声程大于近场区长度的缺陷。 表8 密集区缺陷的质量分级 等 级 密集区缺陷占检测总面积的百分比 %
图7 检测方向(垂直检测法) 注:↑为必须检测方向;※为参考检测方向
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Ⅰ 0 Ⅱ >0~5 Ⅲ Ⅳ Ⅴ >20 >5~10 >10~20
5 钢制压力容器对接焊接接头超声检测和质量分级
5.1 检测范围和一般要求
本条规定了对焊焊接接头的超声检测和质量分级。
本条适用于母材厚度为8~120mm全熔化焊对接焊接接头的超声检测。
本条不适用于铸钢及奥氏体钢焊缝,外径小于159mm的钢管对接焊缝,内径小于或等于200mm的管座角焊缝的超声检测,也不适用于外径小于250mm或内外径之比小于80%的纵向对接焊接接头的超声检测。 5.2 超声检测技术等级
本规程超声检测技术等级选择B级。
a) 母材厚度为8mm~46mm时,一般用一种K值探头采用直射波法和一次反射法在对焊接接头的单面单侧进行检测。
b) 母材厚度大于46mm至120mm时,一般用一种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测,如受几何条件限制,也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 试块
5.3.1 应符合1.4.2条的规定。
5.3.2 采用的标准试块为CSK-ⅠA和CSK-ⅢA。其形状和尺寸应分别符合图9、图10。 5.3.3 CSK-ⅠA、CSK-ⅢA试块适用壁厚范围为6~120mm的焊缝,在满足灵敏度要求时,也可采用其它形式的等效试块。
5.3.4 检测曲面工件时,如检测面曲率半径R≤W2/4(W为探头接触面宽度,环缝检测时为探头宽度,纵缝检测时为探头长度)时,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。试块宽度b一般应满足:b≥2λS/D0
式中:b——试块宽度,mm λ——超声波波长,mm S——声程,mm
图9 CSK-ⅠA试块
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5.4 检测准备 5.4.1 检测面
a) 检测区域的宽度应是焊缝本身,再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区域,这个区域最小为5mm,最大为10mm。
b) 探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其它杂质。检测表面应平整光滑,便于探头的自由扫查,其表面粗糙度Ra应为6.3μm,一般应进行打磨。 (1) 采用一次反射法检测时,探头移动区应不小于1.25P:P = 2KT 式中:P——跨距,mm T——母材厚度,mm K——探头K值; (2) 采用直射法检测时,探头移动区应不小于0.75P。
c) 去除余高的焊缝,应将余高打磨到与相邻母材平齐。保留余高的焊缝,如果焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨,并作圆滑过渡,以免影响检验结果的评定。
图10 CSK-ⅢA试块
5.4.2 探头K值
斜探头的K值选取可参照表12的规定。条件允许时,就尽量采用较大K值探头。 5.4.3 检测频率
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检测频率一般为2MHz~5MHz。
表12 推荐应用的斜探头K值 序 号 1 2 3 板 厚 T,mm 6~25 >25~46 >46~120 K 值 3.0~2.0(72°~60°) 2.5~1.5(68°~56°) 2.0~1.0(60°~45°) 5.5 距离—波幅曲线的绘制
5.5.1 距离—波幅曲线按所用探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成,该曲线族由评定线、定量线和判废线组成。评定线与定量线之间(包括评定线)为Ⅰ区,定量线与判废线之间(包括定量线)为Ⅱ区,判废线及其以上区域为Ⅲ区,如图11所示。如果距离—波幅曲线绘制在荧光屏上,则在检测范围内不低于荧光屏满刻度的20%。 5.5.2 距离—波幅曲线的灵敏度选择
a) 壁厚为8~120mm的焊接接头,其距离—波幅曲线灵敏度按表13的规定。 b) 检测横向缺陷时,应将各线灵敏度均提高6dB。
c) 检测面曲率半径R≤W2/4时,距离—波幅曲线的绘制应在与检测面曲面对比试块 上进行。
d) 工件的表面耦合损失和材质衰减应与试块相同,否则应按附录F(标准的附录)的规定进行传输损失补偿。在一跨距声程内最大传输损失差小于或等于2dB时可不进行补偿。 e) 扫查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。
图11 距离—波幅曲线
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表13 距离—波幅曲线的灵敏度 试块型式 CSK-ⅢA 板厚 mm 8~15 >15~46 >46~120 评定线 Φ1×6-12dB Φ1×6-9dB Φ1×6-6dB 定量线 Φ1×6-6dB Φ1×6-3dB Φ1×6 判废线 Φ1×6+2dB Φ1×6+5dB Φ1×6+10dB 表14 管座角焊缝直探头距离—波幅曲线的灵敏度 评定线 Φ2mm平底孔 5.6 检测方法 5.6.1 平板对接焊接接头的超声检测
a) 为检测纵向缺陷,斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上,作锯齿型扫查,见图12。探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面,在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时,还应作10o~15o的左右转动。
b) 为检测焊缝及热影响区的横向缺陷应进行平行和斜平行扫查。检测时,可在焊接接头两侧边缘使探头与焊接接头中心线成10o~20o作两个方向的斜平行扫查,见图13。如焊接接头余高磨平时,可将探头放在焊接接头及热影响区上作两个方向的平行扫查,见图14。
c) 为观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号,确定缺陷的位置、方向和形 状, 可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式,见图15。
图12 锯齿型扫查
图13 斜平行扫查 图14 平行扫查
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定量线 Φ3mm平底孔 判废线 Φ6mm平底孔
图15 四种基本扫查方法
5.6.2 曲面工件(直径小于或等于500mm)对接焊接接头的超声检测
a) 检测面为曲面时,可尽量按平板对接焊缝的检测方法进行检测。对于受几何形状限制,无法检测的部件应予以记录。
b) 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小于10%。 (1) 根据工件的曲率和材料厚度选择探头K值,并考虑几何临界角的限制,确保声束能扫查到整个焊接接头。
(2) 探头接触面修磨后,应注意探头入射点和K值的变化,并用曲率试块作实际测定。 (3) 应注意到荧光屏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的差异,必要时进行修正。
c) 环缝检测时,对比试块的曲率半径应为检测面曲率半径的0.9~1.5倍。 5.6.3 管座角焊缝的检测
a) 一般原则
在选择检测面和探头时应考虑到各种类型缺陷的可能性,并使声束尽可能垂直于该焊缝结构中的主要缺陷。
b) 检测方式
根据结构形式,管座角焊缝的检测有如下五种探测方式,可选择其中一种或几种方式组合实施检测。检测方式的选择应由合同双方商定,并应考虑主要检测对象和几何条件的限制,见(图16、图17)。
(1)在接管内壁采用直探头检测,见图16位置1。
(2)在容器内壁采用直探头检测,见图17位置1。在容器内壁采用斜探头检测,见图16位置4。
(3)在接管外壁采用斜探头检测,见图17位置2。
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(4)在接管内壁采用斜探头检测,见图16位置3和图17位置3。 (5)在容器外壁采用斜探头检测,见图16位置2。
图16 插入式管座角焊缝 图17 安放式管座角焊缝
c) 管座角焊缝以直探头检测为主,必要时应增加斜探头检测的内容。探头频率、尺寸及扫查方法应按5.4条的规定执行。对直探头扫查不到的区域,可采用斜探头检测。 5.7 缺陷定量检测
5.7.1 灵敏度应调到定量线灵敏度。
5.7.2 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。 5.7.3 缺陷位置测定
缺陷位置测定应以获得缺陷最大反射波的位置为准。 5.7.4 缺陷最大反射波幅的测定
将探头移至缺陷出现最大反射波信号的位置,测定波幅大小,并确定它在距离—波幅曲线中的区域。 5.7.3 缺陷定量
应根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量直径Φ或缺陷指示长度△L。
a) 缺陷当量直径Φ,用当量平底孔直径表示,主要用于直探头检测,可采用公式计算,距离—幅曲线和试块对比来确定缺陷当量尺寸。
b) 缺陷指示长度△L的测定采用以下方法:
(1)当缺陷反射波只有一个高点,且位于Ⅱ区或Ⅱ区以上时,使波幅降到荧光屏满刻度的80%后,用6dB法测其指示长度。
(2)当缺陷反射波峰值起仪变化,有多个高点,且位于Ⅱ区或Ⅱ区以上时,使波幅降到荧光屏满刻度的80%后,应以端点6dB法测其指示长度。
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(3)当缺陷反射波峰值位于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,以此测定缺陷指示长度。 5.8 缺陷评定
5.8.1 超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征,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工艺特征作判断,如对波型不能判断时,应辅以其它检测方法作综合判定。
5.8.2 缺陷指示长度小于10mm时按5mm计。
5.8.3 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,应做为一条缺陷处理,以两缺陷长度之和作为其指示长度(间距不计入缺陷长度)。 5.9 验收标准
《容规》规定:局部(20%)检测的压力容器焊接接头,其合格级别为II级,全部(100%)检测的焊接接头,其合格级别为I级 5.10 质量分级
焊接接头质量分级按表15的规定进行。
表15 焊接接头质量分级 mm 等级 Ⅰ 板厚 T 6~400 6~120 >120~400 Ⅱ 6~120 >120~400 6~400 反射波幅 Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 注:1. 母材板厚不等的焊缝,以薄板側厚度值。
2. 当焊缝长度不足9T(Ⅰ级)或4.5T(Ⅱ级)时,可按比例折算。当折算后的缺陷累计长度小于单个缺陷指示长度时,以单个缺陷指示长度为准。
单个缺陷指示长度 L 非裂纹类缺陷 多个缺陷累计长度L' L=T/3,最小为10,最大不超过30 在任意9T焊缝长度 L=T/3,最大不超过50 最大不超过75 超过Ⅱ级者 所有缺陷 裂纹等危害性缺陷 范围内L'不超过T 范围内L'不超过T 超过Ⅱ级者 L=2T/3,最小为12,最大不超过40 在任意4.5T焊缝长度
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压力容器用钢锻件超声横波检测
(附录A)
A1 适用范围
本附录适用于内外径之比大于或等于80%的环形和筒形锻件的超声横波检测。
A2 探头
A2.1 探头公称频率主要为2.5MHz。 A2.2 探头晶片面积为140mm2~400 mm2。
A2.3 原则上应采用K1探头,但根据工件几何形状的不同,也可采用其它的K值探头。
A3 灵敏度校准试块
A3.1 为了调整检测灵敏度,可利用被检工件壁厚或长度上加工余量部分制作对比试块。在锻件的内外表面,分别沿轴向和周向加工平行的V形槽作为标准沟槽。V形槽长度为25mm,深度为铸件壁厚的1%,角度为60o。也可采用其它等效的反射体(如边角反射等)。
A4 检测方法
A4.1 扫查方式
A4.1.1 扫查方向见图A1。
图A1
A4.1.2 探头移动速度不应超过150mm/s。 A4.1.3 扫查复盖量应为探头宽度的15%以上。
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A4.2 基准灵敏度的确定
从锻件外圆面将探头对准内圆面的标准沟槽,调整增益,使最大反射波高为满刻度的80%。将该值标在面板上,以其为基准检测灵敏度;再移动探头测定外圆面的标准沟槽,并将最大的反射波高也标在面板上,将以上两点用直线连接并延长,使之包括全部检测范围,绘出距离—波幅曲线。内圆面检测时的灵敏度也应按上述方法确定,但探头斜楔应与内圆曲率一致。
A5 记录
记录超过距离—波幅曲线一半的缺陷反射波和缺陷位置。缺陷50%的缺陷反射波和缺陷位置。缺陷指示长度按6dB法测定。当相邻两个缺陷间距小于或等于25mm时,按单个缺陷处理(中间间距不计)。
A6 质量分级
A6.1 缺陷波幅大于距离—波幅曲线(基准线)的质量等级定为Ⅲ级; A6.2 波幅在距离波幅曲线(基准线)50%~100%的缺陷按表A1分级。
表A1 缺陷质量分级 序号 1 2 3
质量等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 单个缺陷指示长度 ≤1/3壁厚,且≤100mm ≤2/3壁厚,且≤150mm 大于Ⅱ级者 - 53 -
三、磁粉检测通用工艺
1、 主题内容和适用范围 2、 检测人员 3、 设备和器材 4、 磁化技术和要求 5、 检测程序 6、 磁痕的评定 7、 验收标准 8、 磁粉检测质量分级 9、 报告和资料存档
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1 主题内容和适用范围
1.1 本规程规定了磁粉检测所需的人员资格、设备、器材、检测技术和质量分级等。 1.2 本规程按JB/T4730.4-2005标准的要求编写。适用于铁磁性材料制压力容器的原材料、零部件和焊接接头表面、近表面缺陷的检测,不适用于奥氏体不锈钢和其他非铁磁性材料的检测。满足《容规》和GB150的要求。
1.3 检测工艺卡是本规程和补充,由Ⅱ级人员按合同要求编写。
2 检测人员
2.1 磁粉检测人员必须经过技术培训,按《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》进行考核,取得与其工作相适应的资格证书的人员担任。
2.2 检测人员每年应检查一次视力,其矫正视力不低于1.0,不得有色盲。
3 设备和器材
磁粉检测人员按下列条件和工艺卡要求选用设备和器材。 3.1 磁化设备及校验
3.1.1 磁化检测设备必须符合JB/T8290标准的规定,见表1。
表1 磁粉检测用设备 制 造 单 位 无锡市捷成检测仪器公司 3.1.2 磁化设备的校验
a) 磁粉检测设备的电流表,至少每半年校验一次。当设备进行重要点气修理或大修后应进行校验。
b) 电磁轭的提升力至少每年校验一次,在磁轭损伤修复后应重新校验。 3.2 标准试片
标准试片用于检验磁粉检测设备、磁粉、磁悬液的综合性能,了解被检工件表面有效磁场强度和方向、有效检测区以及磁化方法是否正确。本规程磁粉检测选用A1-30/100标准试片。
3.3 磁场指示器
磁场指示器是一种用于表示被检工件表面磁场方向、有效检测区以及磁化方法是否正确的一种粗略的校验工具,但不能作为磁场强度及其分布的定量指示。
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型 号 CJX-220 结构形式 便携式 电流或提升力 AC 提升力≥45N 技 术 磁轭磁化
3.2.3 标准试片使用方法
a) 标准试片适用于连续磁化法,使用时应将试片无人工缺陷的面朝外。为使试片与被检面接触良好,可用透明胶带将其平整粘贴在被检面上,并注意胶带不能覆盖试片上的人工缺陷。 b) 标准试片表面有锈蚀、禢折或特性发生改变时不得继续使用。 3.3 磁粉及磁悬液
3.3.1 磁粉:磁粉应具有高磁导率、低矫顽力和低剩磁,并与被检工件表面颜色有较高的对比度。本规程选用美柯达探伤器材有限公司生产的MT-BW型黑水磁悬液。
3.3.2 磁悬液:一般悬浮介质为水,每升加10~25g。磁悬液浓度的测定采用磁悬液浓度测定管进行,一般浓度应控制在1.2~2.4ml/100ml的范围内。
3.3.3 施加磁悬液:使用磁悬液喷液器或其它有效方法进行。
4 磁化技术和要求
4.1 磁化方法
本规程采用下述两种基本磁化方法:a) 磁轭法磁化 b) 平行电缆法磁化 4.2 磁化电流
本规程磁粉检测选用交流电流。 4.3 磁场强度选择 4.3.1 磁轭磁化
采用磁轭磁化工件时,其磁场强度应根据提升力或A1型灵敏度试片来确定,即满足3.1.2b和3.2要求。 4.3.2 平行电缆磁化
检测角焊缝的缺陷时可采用此法,磁化电流应根据3.2节A1型标准试片来确定。 4.4 被检工件表面的准备
被检工件表面不得有油脂、铁锈、氧化皮或其他粘附磁粉的物质。表面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性,否则应作适当的修理。如打磨,则打磨后被检工件的表面粗糙度Ra≤12.5μm。如果被检工件表面残留有涂层,当涂层厚度均匀不超过0.05mm,且不影响检测结果时,经合同各方同意,可以带涂层进行磁粉检测。 4.5 检测时机
一般焊接接头的磁粉检测安排在焊接工序完成之后进行;对于有延迟裂纹倾向的材料,磁粉检测应根据要求至少在焊接完成24h后进行。
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5 检测程序
磁粉检测程序如下: a) 预处理; b) 磁化;
c) 施加磁粉或磁悬液; d) 磁痕的观察; e) 缺陷评级; f) 退磁; g) 后处理。
5.1 磁化方法按4.1节选用。 5.2 磁场强度按4.3节选用。
5.3 采用连续磁化方法,在通电磁化的同时,施加水磁悬液,持续磁化时间为1~3s,为保证磁化效果至少反复磁化二次,停施磁悬液至少1s后才可停止磁化。 5.4 磁化方向
被检工件的每一被检区至少进行两次独立的检测,两次检测的磁力线方向应相互垂直。 5.5 磁轭磁化的间距控制在50~200mm范围内,检测的有效区域为两极中心连线两侧50mm的范围内,磁化区域每次应有15mm重叠;平行电缆法的有效磁化宽度,用灵敏度片确定。 5.6 被检件经修补的区域按5.1至5.7节的程序重新检测。
5.7 磁粉材料或剩磁干扰后续加工或使用时,检测后方可采用任何适当的方法清理或退磁。
6 磁痕的评定
6.1 磁痕的分类和处理:磁痕显示分为相关显示、非相关显示和伪显示。
6.1.1 长宽比大于3的缺陷磁痕,按线性缺陷处理;长宽比小于等于3的缺陷磁痕,按圆形缺陷处理。
6.1.2 缺陷磁痕长轴方向与工件(轴类或管类)轴线或母线的夹角大于或等于30o时,作为横向缺陷处理,其它按纵向缺陷处理。
6.1.3 两条或两条以上缺陷磁痕在同一直线上且间距不大于2mm时,按一条缺陷磁痕处理,其长度为两缺陷磁痕之和加间距。 6.1.4 长度小于0.5mm的缺陷磁痕不计。 6.2 缺陷磁痕的观察
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6.2.1 缺陷磁痕的观察应在磁痕形成后立即进行。
6.2.1 缺陷的评定应在可见光下进行,通常工件被检表面可见光照度应大于或等于1000Lx;当现场采用便携式设备检测,由于条件所限无法满足时,可见光照度可以适当降低,但不得低于500lx。
6.2.2 当辨认细小缺陷磁痕时,可用2~10倍放大镜进行观察。 6.2.3 磁痕难辨真伪或有争议时可进行复验。
7 验收标准
《容规》规定:对有磁粉检测要求的焊接接头(一般为C、D类)应100%检测,其合格级别为I级。
8 磁粉检测质量分级
8.1 不允许存在的缺陷:
任何白点、裂纹和横向缺陷显示。
8.2 焊接接头的磁粉检测质量分级按表2进行。
表2 焊接接头的磁粉检测质量分级 mm 等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 线性缺陷磁痕 不允许 不允许 L≤3.0 圆形缺陷磁痕(评定框尺寸35×100) d≤1.5,且在评定框内少于或等于1个 d≤3.0,且在评定框内少于或等于2个 d≤4.5,且在评定框内少于或等于4个 大 于 Ⅲ 级 者 注:L表示线性缺陷磁痕长度,d表示圆形缺陷磁痕长径。
9 报告和资料存档
9.1 报告
按《容规》“磁粉检测报告”格式,由Ⅱ级人员填写,经检测责任工程师审核签发。 9.2 资料存档
检测报告与该容器的其它检测资料一起交档案室存档,保存时间不少于7年。7年后,若用户需要可转交用户保管。
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四、渗透检测通用工艺
1、 主题内容和适用范围 2、 检测人员 3、 检测材料和方法 4、 被检表面准备及检测时机 5、 渗透检测基本程序 6、 迹象评定及质量分级 7、 报告和资料存档
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1 主题内容与适用范围
1.1 本规程规定了渗透检测人员的资格、所用器材、检测技术和质量分级等。
1.2 本规程依据JB/T4730.5-2005的要求编写。适用于非多孔性金属材料或非金属制成的工件表面开口缺陷的检测,满足《容规》和GB150的要求。 1.3 检测工艺卡是本规程的补充,由Ⅱ级人员按合同要求编写。
2 检测人员
2.1 检测人员必须经过技术培训,按《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》进行考核,取得与其工作相适应的资格证书的人员担任。
2.2 检测人员必须每年应检查一次身体,其矫正视力不低于1.0,不得有色盲。 2.3 渗透材料易燃、有毒,操作者应配带手套、口罩等劳保用品。
3 检测材料和方法
检测人员按下列条件和工艺卡要求选择材料和方法。 3.1 渗透检测剂
3.1.1 渗透检测剂由渗透剂、清洗剂和显像剂组成,本公司选用由中日合资美柯达探伤器材有限公司生产的【DPT-5】渗透检测剂。 3.1.2 渗透检测剂的鉴定
a) 生产厂应对每批渗透检测剂的灵敏度和主要性能进行试验,不合格品不能出厂。进厂的检测剂在低温避光处存放,并经对比试验合格方可使用。
b) 对镍基合金材料检测时,应有生产厂硫元素含量的重量比不超过1%的合格证明;对奥氏体钢和钛及合金材料检测时,应有生产厂氯、氟元素含量的重量比不超过1%的证明。 3.2 试块
3.2.1 试块主要用于检验检测剂性能能否满足要求和确定检测工艺参数,以及比较两种渗透检测剂性能的优劣,试块选用铝合金试块(A型对比试块)。 3.2.2 试块的清洗和保存
试块使用后要用丙酮进行彻底清洗。清洗后,再将试块放入装有丙酮和无水酒精的混合液(体积混合比为1∶1)的密闭容器中保存,或用其它有效方法保存。 3.3 其它材料和工具
3.3.1 对镍基合金、奥氏体不锈钢或钛合金检测时,刷金属表面时需用不锈钢刷子。 3.3.2 抹布:清除多余渗透剂的抹布采用干净的棉布、无毛棉纱或吸水纸等。
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3.3.3 照明:如果自然光线不足,可用白炽灯在被检部位的可见光照度不少于500lx。 3.4 检测方法
采用ⅡC-d溶剂去除型着色渗透检测法,灵敏度等级选用中灵敏度—2级,适用的温度范围为10℃~50℃。当温度条件不能满足上述条件时,应按附录A(本规程的附录)作对比试验,鉴定合格后方可使用。
4 被检表面准备及检测时机
4.1 工件被检表面不得有影响渗透检测的铁锈、氧化皮、焊接飞溅、铁屑、毛刺以及各种 防护层等。
4.2 被检工件机加工表面粗糙度Ra≤12.5μm,被检工件非机加工表面的粗糙度可适当放宽,但不得影响检验结果。
4.4 局部检测时,准备工作范围应从检测部位四周向外扩展25mm。
4.5 焊接接头的渗透检测应在焊接完工后或焊接工序完成后进行,对有延迟裂纹倾向的材料,至少应在焊接完成24h后进行焊接接头的渗透检测。
4.6 对紧固件和锻件的渗透检测一般应安排在最终热处理之后进行。
5 渗透检测基本程序
检测人员按以下的程序进行检测: a) 预清洗; b) 施加渗透剂; c) 去除多余的渗透剂; d) 干燥; e) 施加显像剂; f) 观察及评定。 5.1 预清洗
用清洗剂去除被检表面的污垢、灰尘等干扰渗透的杂物。清洗后,检测面上遗留的溶剂和水分等必须干燥,且应保证在施加渗透剂之前不被污染。 5.2 施加渗透剂
5.2.1 应根据零件大小、形状、数量和检测部位来选择施加方法,所选方法应保证被检部位完全被渗透剂覆盖,并在整个渗透时间内保持润湿状态。对已干涸的部位要补加渗透剂。 5.2.2 渗透时间按表1规定:
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表1 渗透检测时间 工件形式 焊接接头 其他零部件 渗透时间(分) 3~<10℃ 20~25 15~20 ≥10~50℃ 10~15 10~15 显像时间(分) 3~<10℃ 10~15 8~12 ≥10~50℃ 8~10 6~8 5.3 去除多余的渗透剂
多余的渗透剂一般用清洗剂去除:先用干燥、洁净不脱毛的布依次擦拭,直至大部分多余渗透剂被去除后,再用蘸有清洗剂的干净不脱毛布或纸进行擦拭,直至将被检面上多余的渗透剂全部擦净。但应注意,不得往复擦拭,不得用清洗剂直接在被检面上冲洗。 5.4 干燥处理
施加显像剂前,检测面应采用自然干燥。干燥时,被检面的温度不得大于50℃,干燥时间通常为5~10min。 5.5 施加显像剂
5.5.1 施加显像剂应在被检面经干燥处理以后进行,采用喷罐将显像剂喷洒在被检表面上,形成均匀的一层薄膜。
5.5.2 显像剂在使用之前应充分搅拌均匀,显像剂的施加应薄而均匀,不可在同一地点反复多次施加。
5.5.3 喷涂显像剂时,喷嘴离被检表面为300~400mm,喷涂方向与被检面夹角为30~40o。 5.5.4 显像时间从被检表面显像剂薄膜干燥后计算,不少于表1的规定时间。 5.6 后清洗
工件检测完毕应进行后清洗,以去除对以后使用或对工件材料有害的残留物。
6 迹象评定和质量分级
6.1 观察
由Ⅱ级以上人员按以下要求进行观察。 6.1.1 检测部位的照明应符合3.3.5的要求。
6.1.2 按表1给出的显像时间,在显像过程中检测人员应注意观察渗透剂吸出扩散的趋势,以确定显示迹像的种类。作出最终评定应在30分钟内完成,如果吸出过程不影响检测结果,最终评定可超过30分钟。
6.1.3 辨认细小显示时可用5~10倍放大进行观察。必要时应重新进行处理和渗透检测。 6.2 缺陷显示的分类和记录
a) 长宽比大于3的缺陷显示,按线性缺陷处理;长宽比小于等于3的缺陷显示,按圆形缺陷处理。
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b) 缺陷显示在长轴方向与工件(轴线或管件)轴线或母线的夹角大于或等于30o时,按横向缺陷处理,其它按纵向缺陷处理。
c) 两条或两条以上缺陷线性显示在同一直线上且间距不小于2mm时,按同一条缺陷显示处理,其长度为两条缺陷显示之和加间距。
d) 小于0.5mm的缺陷显示不计。 6.3 验收标准
《容规》规定:对有渗透检测要求的焊接接头(一般为C、D类)100%检测,其合格级别为I级。 6.4 质量分级
6.4.1 下列缺陷显示不允许存在:
任何裂纹、白点和横向缺陷显示。
6.4.2 焊接接头和坡口的质量分级按表2进行。
表2 焊接接头和坡口的质量分级 mm 等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 线性缺陷 不允许 不允许 L≤4.0 圆形缺陷(评定框尺寸35×100) d≤1.5,且在评定框内少于或等于1个 d≤4.5,且在评定框内少于或等于4个 d≤8.0,且在评定框内少于或等于6个 大于Ⅲ级者 注:L为线性缺陷长度,d为圆形缺陷在任何方向上的最大尺寸。
7 报告和资料存档
7.1 报告
按《容规》“渗透检测报告”的格式,由Ⅱ级人员填写,经检测责任工程师审核签发。 7.2 资料存档
检测报告与该容器的其它检测报告一起交档案室存档,保存时间不少于7年。7年后,若用户需要可转交用户保管。
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压力容器常用无损检测通用工艺
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