1. 适用范围
本作业指导书适用于承压设备的超声波无损检测,用于对承压设备内部缺陷的检测。
采用超声直(斜)射法检测内部缺陷。不同检测对象相应的超声厚度检测范围见下表:
超声检测对象 适用的厚度范围 mm 碳素钢、低合金钢、镍及镍合金板材 母材为 6~250 铝及铝合金和钛及钛合金板材 厚度 1>6 碳钢、低合金钢锻件 厚度≤1000 不锈钢、钛及钛合金、铝及铝合金、镍及镍合金复合板 基板厚度≥6 碳钢、低合金钢无缝钢管 外径为 12~660、壁厚≥2 奥氏体不锈钢无缝钢管 外径为 12~400、壁厚为 2~35 碳钢、低合金钢螺栓件 直径>M36 全熔化焊钢对接焊接接头 母材厚度为 6~400 铝及铝合金制压力容器对接焊接接头 母材厚度 38 钛及钛合金制压力容器对接焊接接头 母材厚度 38 壁厚≥4.0,外径为 32~159 或壁厚为 4.0~6,外径≥159 壁厚≥5.0,外径为 80,159 或壁厚为 5.0~8,外径≥159 母材厚度为 10~50 碳钢、低合金钢压力管道环焊缝 铝及铝合金接管环焊缝 奥氏体不锈钢对接焊接接头
2. 引用标准
JB4730-2005《压力容器无损检测》
《特种设备安全监察条例》国务院令第373号
GB11345-2013 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》 GB/T 5616 《常规无损探伤应用导则》
GB/T 5777 《无缝钢管超声波探伤检验方法》 GB 6654 《压力容器用钢板》
GB/T 11344 《接触式超声波脉冲回波法测厚》 3. 基本条件 3.1仪器和探头
3.1.1仪器的组合灵敏度在达到所检工件最大声程时,其灵敏度余量应≥10dB
3.1.2衰减器精度:任意相邻12dB误差±1dB以内,最大累积误差不超过1dB.
3.1.3水平线性:水平线性误差不大于1%。
3.1.4垂直线性:在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示,垂直线性误差不大于5%。
3.2探头
3.2.1晶片有效面积除另有规定外,一般不应超过500mm2,且任意边长≤25mm。
3.2.2单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°,主声束垂直方向不应有明显双峰。
3.2.3直探头远场分辨力应大于或等于30dB,斜探头远场分辨力应大于或等于6dB。
3.2.4仪器和探头的系统性能应按ZBJ04001和ZBY231的规定进行测试. 3.3试块
3.3.1试块应符合ZBY232和JB4126的规定。
3.3.2试块应采用与被检工件相同或近似声学性能的材料制成,该材料用直探头检测时不得有大于2mm的平底孔当量直径的缺陷。
3.3.3对比试块与校准采用JB4730-94标准规定的试块,现场检测时,也可采用其他形式的等效试块。
3.4检测的一般方法 3.4.1检测复盖面
检测时,探头的每次扫查复盖率应大于探头直径的15%。 3.4.2探头的移动速度
探头的扫查速度不应超过150mm/s,用自动报警装置扫查时,不受此限。 3.4.3扫查灵敏度
扫查灵敏度至少比基准灵敏度高6dB。 3.4.4耦合剂
采用机油、浆糊、甘油和水等透声性好,且不损伤检测表面的耦合剂。
3.4.5检测面
检测面和检测范围应经外观检查合格,所有影响超声检测的锈蚀、飞溅和污物都应
予以清除,表面粗糙度应符合要求。焊缝两侧检测范围应满足一次反射波时(P=2Tk)移动区不小于1.25P,直射波不小于0.75P。
其中: P-跨距mm T-母材厚度mm K-探头K值 3.5校准
校准应在基准试块上进行。 3.5.1仪器校准
仪器开始使用时,应对仪器水平线性按规定进行测定,测定方法按ZBY230规定进行。在使用过程中,每隔三个月至少应对仪器的水平线性和垂直线性进行一次测定。
3.5.2探头校准
探头开始使用时,应对探头进行一次全面的性能校准,测定方法应按ZBY231的有关规定进行。
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)直探头的校准:直探头的灵敏度余量和分辨力应每隔一个月检查一次。 3.5.3仪器和探头系统的复核 3.5.3.1复核时机
每次检测前均对扫描线、灵敏度进行复核,有下列情况应随时对其进行重核查:
A)校准后的探头、耦合剂和仪器调节纽民生改变时; B)开路电压波动或检测者怀疑灵敏度有变化时; C)连续工作4小时以上时; D)工作结束时。 3.5.3.2扫描量程的复核
如果距离-波幅曲线上任一点在扫描线上的偏移超过扫描读数的10%,则扫描量程应予以修正,并在检测记录中加以标明。
3.5.3.3距离-波幅曲线的复核
复核时,校核应不少于3点,如曲线上一点幅度下降2dB,则应对上一次以来所有的检测结果进行复验,如幅度上升2dB,则应对所有记录信号重新评定。
3.6返修和复核
不允许存在的缺陷应返修。返修的部位及返修影响的部位均应复探,复探部
位的质量亦应符合验收标准。返修后进行复验时,按原探伤条件进行。
3.7报告和存档
按容规或150或其他要求的统一格式,由Ⅱ级以上人员逐项填写,资料存档有档案室统一存档,不少于7年。
4. 压力容器钢板超声检测 4.1检测范围和一般要求
适用于板厚6—250mm的钢制压力容器用钢板的超声检测和缺陷等级评定。 4.2探头选用
按标准JB4730中表8—1规定选用。 4.3标准试块
4.3.1用双晶直探头检测壁厚小于或等于20mm的钢板时,按JB4730中图8—1选用标准试块。
4.3.2用单直探头检测壁厚大于20mm的钢板时,按JB4730中表8—2和图8—2规定选用标准试块。试块厚度应与被检钢板厚度相近。
4.4检测灵敏度
4.4.1板厚小于或等于20mm时,用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。
4.4.2板厚大于20mm时,将试块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,或板厚大于60mm,取板无缺陷的完好部位的第一次底波来校准。
4.5检测方法 4.5.1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有要求时也可对钢板的上下两轧制平面分别进行检测。
4.5.2扫查方式
探头沿垂直于钢板压延方向,间距为100mm平行线进行扫查,在钢板 坡口预定线两侧各50mm(厚度大于100mm,以板厚一半为准)内应做100%扫查。
4.6缺陷记录
在检测过程中,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≥50%满刻度;
B)当底面第一次反射波(B1)未达到满刻度,即B1<100% 而F1/B1≥50%者;
C)当底面第一次反射波(B1)低于满刻度的50%,即B1<50%者。 4.7缺陷的边界或指示长度的测定方法:
4.7.1检出缺陷后,移动探头使缺陷第一次反射波(F)下降到检测灵敏度条件下荧光屏满刻度的25%或使缺陷波高(F)与底面波高(B)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;
4.7.2当B<50%。移动探头,使B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。
4.8缺陷评定和钢板缺陷等级评定
按标准JB4730中8.1.7条规定对缺陷进行评定。 按标准JB4730中8.1.8条规定对钢板进行等级评定。 5.压力容器锻件检测 5.1检测范围和一般要求
本章适用于压力容器用碳素钢和低合金钢锻件的超声检测和缺陷评定。 本章还适用于内外半径之比大于80%的环型和筒型锻件的周向横波检测。 5.2仪器和探头选用应符合本标准第4.1条规定。 5.3试块
5.3.1纵波直探头检测试块CS1和CS2试块 5.3.2纵波双晶探头
a)工件检测距离小于45mm,采用纵波双晶探头。
b)纵波双晶探头标准试块按JB4730中图8—5和表8—5规定执行。 5.3.3检测面是曲面时,应采用对比试块来测定,由于曲率不同而引起的 声能损失,形状尺寸按JB4730中图8—6所示。 5.4检测时机和方法
原则上安排在热处理后,槽孔台阶加工前进行,若在热处理后,形状也不适应超声波检测,也可在热处理前,但热处理后仍应进行超声检测,表面粗糙度为6.3μm。
5.4.1横波检测
按JB4730中附录I执行。 5.4.2纵波检测
按JB4730标准第8.2.4.2条执行。 5.5检测灵敏度的确定
按JB4730标准第8.2.5条规定执行。 5.6工件材质衰减程度的确定 按JB4730标准第8.2.6条执行。 5.7缺陷当量的确定和记录
按JB4730标准第8.2.7条进行确定,按8.2.8条进行缺陷记录。