中厚鋼板超聲波檢驗(yàn)方法
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1主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鍋爐壓力容器、橋梁、建筑等特殊用途的鋼板超聲波檢驗(yàn)方法、對比試塊、檢驗(yàn)儀器和設(shè)備、檢驗(yàn)條件與程序、缺陷的測試與評定、鋼板的質(zhì)量分級、檢驗(yàn)報(bào)告等。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于厚度6－200mm鍋爐與壓力容器、橋梁、建筑等特殊用途的鋼板（奧氏體不銹鋼板除外）的超聲波檢驗(yàn)。
2引用標(biāo)準(zhǔn)
ZBY 230 A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件
GB 8651 金屬板材超聲波板材探傷方法
3一般規(guī)定
3.1從事鋼板超聲波檢驗(yàn)人員須經(jīng)過培訓(xùn)，并取得由國家各部委頒發(fā)的超聲檢驗(yàn)人員資格證書。簽發(fā)報(bào)告者，必須持有Ⅱ級或Ⅱ級以上超聲波檢驗(yàn)資格證書。
3.2檢驗(yàn)方式可采用手工的接觸法、液浸法（包括局部液浸法和壓電探頭或電磁超聲探頭的自動檢驗(yàn)法）。
3.3 所采用的超聲波波型可為縱波、橫波和板波。
3.4在采用3.2所述前兩種方法中以直聲束探頭檢驗(yàn)為主，斜探頭檢驗(yàn)為輔，可以水、機(jī)油等作為耦合劑。
4對比試塊
4.1對比試塊和試板材質(zhì)應(yīng)與被檢驗(yàn)鋼板聲學(xué)性能相同或相似。并要保證內(nèi)部不存在ф2mm平底孔當(dāng)量以上的缺陷。
4.2用雙晶直探頭檢驗(yàn)板厚不大于20mm的鋼板時(shí)，所用靈敏度試塊如圖1所示，雙晶直探頭的性能應(yīng)符合附錄A的要求。
4.3 用單直探頭檢驗(yàn)鋼板時(shí)，靈敏度應(yīng)符合圖2和表1的規(guī)定。
圖1 板厚≤20mm雙晶探頭檢驗(yàn)用試塊
圖2 單直探頭檢驗(yàn)用對比試塊
注：垂直度a隨試塊厚度變化見表2。
表1 mm
|
試塊編號 |
被檢驗(yàn)鋼板厚度 |
檢驗(yàn)面到平底孔的距離S |
試塊厚度T |
|
1 |
≥13~20 |
7 |
≥15 |
|
2 |
＞20~40 |
15 |
≥20 |
|
3 |
＞40~60 |
30 |
≥40 |
|
4 |
＞60~100 |
50 |
≥65 |
|
5 |
＞100~160 |
90 |
≥110 |
|
6 |
＞160~200 |
140 |
≥170 |
表2
|
試塊厚度 |
≥13~20 |
＞20~40 |
＞40~60 |
＞60~100 |
＞100~160 |
＞160~200 |
|
a |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
4.0 |
4.4用壓電探頭或電磁聲探頭自動超聲檢驗(yàn)方法時(shí)，試塊應(yīng)在成品板材上切取、其長邊要平行于軋制方向，端面要平直，厚度公差應(yīng)小于板厚的2%。人工缺陷的位置如圖3所示。根據(jù)自動檢驗(yàn)設(shè)備的實(shí)際情況，人工缺陷的位置及個(gè)數(shù)可作適當(dāng)調(diào)整。
圖3 自動超聲用動態(tài)試板
注:①人工缺陷為人工平底槽，加云母焊合，深度為板厚的1/2。
②距離S1-S3根據(jù)需要而定。
③缺陷1--4規(guī)格50mm x10mm.，缺陷5規(guī)格40mm x22mm，缺陷6規(guī)格100mmx15mm，
缺陷7規(guī)格120mm x20mm。
5檢驗(yàn)儀器和設(shè)備
5.1 探傷儀
所用探傷儀的有關(guān)性能應(yīng)滿足ZBY230或GB8651的要求。
5.2 換能器
5.2.1 壓電探頭的選用見表3。
5.2.2 當(dāng)采用板波法進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，波型、波模的選擇應(yīng)符合GB 8651的要求。
表3
|
板厚, mm |
所 用 探頭 |
探頭標(biāo)稱頻率，MHz |
|
6~13 |
雙晶直探頭 |
5 |
|
>13~20 |
雙晶直探頭或單晶直探頭 |
≥2.0 |
|
>20 |
單晶直探頭 |
≥2.0 |
6檢驗(yàn)條件和方法
6.1 檢驗(yàn)時(shí)間
原則上在鋼板加工完畢后進(jìn)行，也可在軋制后進(jìn)行。
6.2 檢驗(yàn)面
被檢驗(yàn)鋼板的表面應(yīng)平整，應(yīng)清除影響檢驗(yàn)的氧化皮、銹蝕、油污等。
6.3 檢驗(yàn)靈敏度
6.3.1用壓電探頭時(shí)，檢驗(yàn)靈敏度應(yīng)計(jì)入靈敏度試塊與被檢驗(yàn)鋼板之間的表面耦合聲能損失(dB)。
6.3.2板厚不大于20mm時(shí)，若利用雙晶探頭檢驗(yàn)，用圖1試塊或在同厚度鋼板上將第一次底波高度調(diào)整到滿刻度的50%，再提高靈敏度10dB作為檢驗(yàn)靈敏度。
6.3.3若使用單晶直探頭時(shí)，檢驗(yàn)靈敏度按圖2試塊平底孔第一次反射波高等于滿刻度的50%來校準(zhǔn)。
6.3.4板厚大于20mm時(shí)，檢驗(yàn)靈敏度按圖2試塊平底孔第一次反射波高等于滿刻度的50%來校準(zhǔn)。
6.3.5在動態(tài)狀況下，利用4.4所述的動態(tài)試板中的5#傷，在無雜波的情況下，使第一次人工缺陷反射波高不低于儀器熒光屏滿刻度的80%，再提高6dB作為檢驗(yàn)靈敏度。
6.4 檢驗(yàn)部位
從鋼板的任一軋制平面進(jìn)行檢驗(yàn)。
6.5 探頭掃查形式
6.5.1利用壓電探頭時(shí)，探頭沿垂直于鋼板軋制方向，間距不大于100mm的平行線進(jìn)行掃查。在鋼板周邊50mm及剖口預(yù)定線兩側(cè)各25mm內(nèi)沿其周邊進(jìn)行掃查。同時(shí)為了縮小檢驗(yàn)，盲區(qū)可毛邊交貨。
6.5.2 利用雙晶探頭時(shí)，探頭隔聲層應(yīng)與軋制方向平行。
6.5.3 根據(jù)合同或技術(shù)協(xié)議書或圖紙要求，也可以作其他形式的掃查或100%掃查。
6.6 檢驗(yàn)速度
用直接接觸法時(shí)，掃查速度不得大于200mm/s，用液浸法且儀器又有自動報(bào)警裝置時(shí)，速度不大于1000mm/s。自動超聲方法不受此限制。
7缺陷的測定與評定
7.1 在檢驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)下列三種情況之一即作為缺陷：
7.1.1 缺陷第一次反射波(F1)波高大于或等于滿刻度的50%。
7.1.2當(dāng)?shù)酌?或板端部)第一次反射波(B1)波高未達(dá)到滿刻度，此時(shí)，缺陷第一次反射波(F1)波高與底面(或板端部)第一次反射波(B1)波高之比大于或等于50%。
7.1.3 當(dāng)?shù)酌?或板端部)第一次反射波(B1)消失或波高低于滿刻度的50%。
7.2 缺陷的邊界或指示長度的測定方法：
7.2.1 檢驗(yàn)出缺陷后，在其周圍繼續(xù)進(jìn)行檢驗(yàn)，以確定缺陷的延伸。
7.2.2用雙晶直探頭確定缺陷的邊界或指示長度時(shí)，探頭移動方向應(yīng)與探頭的聲波分割面相垂直。
7.2.3 利用半波高度法確定缺陷的邊界或指示長度。
7.2.4確定7.1.3中缺陷的邊界或指示長度時(shí)，移動探頭，使底面(或板端部)第一次反射波高升到檢驗(yàn)靈敏度條件下熒光屏滿刻度的50%。此時(shí)，探頭中心移動距離即為缺陷的指示長度，探頭中心即為缺陷的邊界點(diǎn)。
7.2.5 采用自動超聲方法檢驗(yàn)后，缺陷的指示長度及邊界的精確測量亦用上述方法。
7.3 缺陷指示長度的評定規(guī)則：
7.3.1 單個(gè)缺陷按其表觀的最大長度作為該缺陷的指示長度。
7.3.2 對于單個(gè)缺陷，若指示長度小于40mm時(shí)，則其長度可不作記錄。
7.4 單個(gè)缺陷指示面積的評定規(guī)則：
7.4.1 單個(gè)缺陷按其表觀的面積作為該缺陷的單個(gè)指示面積。
7.4.2多個(gè)缺陷其相鄰間距小于100mm或間距小于相鄰小缺陷（以指示長度來比較）的指示長度（取其較大值），其各塊缺陷面積之和也作為單個(gè)缺陷指示面積。
7.5 缺陷密集度的評定規(guī)則：
在任一1mx1m檢驗(yàn)面積內(nèi)，按其面積占的百分比來確定。
8鋼板的質(zhì)量分級
8.1 鋼板質(zhì)量分級見表4。
表4
|
級別 |
不允許存在的單個(gè)
缺陷的指示長度
mm |
不允許存在的單個(gè)
缺陷的指示面積
平方厘米 |
在任一1mx1m檢驗(yàn)面積內(nèi)不允許存在的缺陷面積，% |
以下單個(gè)缺陷指示
面積不計(jì)
平方厘米 |
|
Ⅰ |
≥100 |
≥25 |
>3 |
<9 |
|
Ⅱ |
≥100 |
≥100 |
>5 |
<15 |
|
Ⅲ |
≥120 |
≥100 |
>10 |
<25 |
8.2在鋼板周邊50mm可檢驗(yàn)區(qū)域內(nèi)及剖口預(yù)定線兩側(cè)各25mm內(nèi)，單個(gè)缺陷的指示長度不得大于或等于50mm。
9檢驗(yàn)報(bào)告
檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)具備下列內(nèi)容：
9.1 工件情況：材料牌號、材料厚度等。
9.2 檢驗(yàn)條件：探傷儀型號、探頭型式、探頭標(biāo)稱頻率、晶片尺寸、耦合劑、對比試塊等。
9.3 檢驗(yàn)結(jié)果：包括缺陷位置、缺陷分布示意圖、缺陷等級及其他。
9.4 檢驗(yàn)人員、報(bào)告簽發(fā)人的姓名及資格級別、檢驗(yàn)日期、報(bào)告簽發(fā)日期等。
附 錄A
雙晶直探頭性能要求
（補(bǔ)充件）
A1 探頭性能
A1.1 距離－振幅特性曲線
用圖1所示試塊測定每一厚度的回波高度，作出如圖A1所示的特性曲線，其必須滿足下述條件：
A1.1.1 厚度19mm處的回波高度，與最大回波高度差應(yīng)在-3~ -6dB范圍內(nèi)。
A1.1.2 厚度3mm處的回波高度，與最大回波高度差應(yīng)在-3~ -6dB范圍內(nèi)。
A1.2 表面回波高度
用直接接觸法測得的表面回波高度，必須比最大回波高度低40dB以上。
A1.3 檢出靈敏度
圖A2試塊ф5.6mm平底孔回波高度與最大回波高度差必須在-10±2dB范圍內(nèi)。
A1.4 有效波束寬度
對淮圖A2試塊ф5.6mm平底孔，使探頭平行于聲場分割面移動，測定最大回波高度兩側(cè)下降6dB的范圍。其波束寬度必須大于15mm。
圖A1 距離--振幅特性曲線
圖A2 測定儀器和探頭組合性能試塊
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附加說明:
本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國冶金工業(yè)部提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人張廣純、張偉代。
本標(biāo)準(zhǔn)水平等級標(biāo)記 GB/T2970－91 Ⅰ
國家技術(shù)監(jiān)督局1991-11-06批準(zhǔn) 1992-07-01實(shí)施
