焊缝无损探伤(超声波法)标准化作业指导书

#省公路工程试验检测中心有限公司焊缝无损探伤标准化作业指导书一、依据的检测标准及技术要求(1)《钢结构现场检测技术标准》(GB/T50621-2010)；(2)《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》(GB/T11345-2013)。二、适用范围本作业指导书适用于母材厚度不小于8mm、曲率半径不小于160mm的碳素结构钢和低合金高强度结构钢对接全熔透焊缝，使用A型脉冲反射法手工超声波的质量检测。三、试验目的超声波探伤的目的是为了发现材料或制件中影响其使用的缺陷或特性，从而对其应用于特定目的的适用性进行评价。四、试验原理声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入工件；超声波在工件中传播并与工件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变，改变后的超声波通过检测设备被接受，并可对其进行处理和分析，根据接受的超声波的特征，评价工件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。五、仪器设备北京智博联科技股份有限公司ZBL—U630数字式超声波探伤仪，主要配置包括主机、斜探头、直探头和信号线，检测设备见图5.1；数字式超声波探伤仪指标参数见表5.1。图5.1ZBL—U630数字式超声波探伤仪

表5.1ZBL—U630数字式超声波探伤仪指标参数名称指标参数扫描范围（mm）扫描范围(训)：0〜10000档级：2.5,5,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,150,200,250,300,350,400,450,500,600,700,800,900,1000,2000,3000,4000,5000,6000,7000,8000,9000,10000。调节步距：1mm脉冲移位（ms）脉冲移位(ms)：-20〜+3400档级：-20,-10,0.0,10,20,50,100,150,200,250,300,350,400,450,500,600,700,800,900,1000,1500,2000,2500,3000,3400。调节步距：0.1(-20ms〜999.9ms),1(1000ms〜3400ms)探头零点（ms）探头零点：0.0〜99.99调节步距：0.01材料声速（m/s）材料声速：1000〜150007个固定声速：2260,2730,3080,3230,4700,5900,6300调节步距：1工作方式单晶探伤、双晶探伤、穿透探伤频率范围（MHz）宽带0.4-20增益调节（dB）0〜130调节步距：1,2,6,12线性抑制屏高的0%〜80%,步距：1%垂直线性误差垂直线性误差不大于3%水平线性误差在扫描范围内，不大于0.1%探伤灵敏度余量>62dB(深200mm①2平底孔)动态范围232dB报警进波报警分辨力>40dB(5N20),动态范围：232dB噪声电<8%,硬采样频率：320MHz重复发射频率100〜1000Hz，声速范围：100〜20000(m/s)数字抑制（0〜80）%，不影响线性与增益工作时间：连续工作10小时以上（锂电池）A-Scan显示区域全屏或局部A-Scan显示冻结和解冻A-Scan填充电源适配器输入100V〜240V/50Hz〜60Hz输出9V/1.5A名称指标参数电池锂电池5000mAh工作温度（℃）-20〜70工作湿度（RH）20%〜95%外型尺寸（mm）238x155x46重量（kg）1.0六、试验准备6.1仪器的调整工作开始前，需要根据探头和被测工件的情况来校准仪器的声速，声程以及探头零点，以适应探伤条件。其中，声速和探头零点的校准是因为状态行所显示参数的计算都是与声速和探头零点相关，声程校准是为了使屏幕上显示适当声程范围内的波形，以便更好的判断，评价缺陷。具体操作如下：（1）直探头校准为了方便操作者校准直探头零点及材料声速，仪器提供了探头校准功能，利用此功能可方便的完成直探头的校准工作。直探头校准功能位于自校准功能菜单中。以标配的直探头为例，它是一个频率2.5MHz,直径20mm的单晶探头。校准需要两个和测量物体同材质且厚度已知的试块。假设以厚度为100mm的试块对该探头进行校准，其步骤如下：先初步设定一个大概的声速值如5920m/s第一步：选择（自动校准按键）选择直探头校准--开启自动校准功能（显示：是否有效调节到（是）第二步：设置工件厚度（高于已知厚度）第三步：探头连接好涂上耦合剂、放在被测工件上、找到回波第四步：调到校准闸门（用闸门套住回波--按一下自动增益回波高度会到屏幕的80%）在（校准闸门栏目按一下确认键）这样直探头校准完成。注意：在单个已知厚度的试块上也可以使用自动校准功能。操作者可以利用多次回波而无须将探头分别放在厚试块和薄试块上，分别移动闸门A到各个回波并输入正确的厚度值即可。（2）斜探头校准为了方便操作者校准斜探头角度、前沿、零点及材料声速，仪器提供了斜探头校准功能，利用此功能可方便的完成斜探头的校准工作。斜探头校准功能位于自校准功能菜单中。斜探头的自动校准，本仪器提供了两种方法，第一种是基于CSK-1A试块的校准。1.基于CSK-1A试块的校准（一键自动校准法（回车键））以标配的斜探头为例，它是一个频率2.5MHz，晶片为13mmx13mm,角度为K2的单晶探头。可以利用CSK-1A试块对其进行校准。校准前无需输入任何参数。第一步：选择（自动校准按键）选择斜探头校准--开启自动校准功能（显示：是否有效调节到（是）第二步：连接探头前端对准半圆方向，探伤仪将自动调节闸门为双闸门，自动放置闸门位置，自动设置探测范围。将探头放在圆心上，来回移动，找到R100的最高波，同时保证R50的波高于15%，按两下确认键，再按两下回车键，显示探头前沿的估计值，此值需要读出探头至圆心刻度（或用刻度尺测量后），使用拨轮输入。第三步：探头调转对准透明玻璃圆圈方向、在标示K2的地方找到最高波，用闸门套住波形、按确认键校准探头角度完成整个校准过程无需手动调节探测范围和闸门，只需找到最高波，按回车键确认即可。距离一波幅（DAC）曲线的绘制距离—波幅曲线由选用的仪器、探头系统在对比试块上实测数据绘制，曲线由判废线、定量线、评定线组成，不同验收级别各线灵敏度见下表6.1,表中DAC是以①3mm标准反射体绘制的距离一波幅曲线，即DAC基准线。评定线以上至定量线以下为I区，定量线至判废线以下的H区，判废线及以上区域为ni区（判废区）。正常情况下，在绘制好DAC曲线后，不管试件中反射体的位置如何，同样大小的反射体产生的回波峰值均在同一条曲线上，比试件中反射体较小的反射体产生的回波会落在该曲线下面，而较大一些的回落在该曲线上面。表6.1距离-波幅曲线的灵敏度、一检验等级八2^\板一一DAC曲"厚线、、ABC8mm〜50mm8mm〜300mm8mm〜300mm判废线RLDACDAC-4dBDAC-2dB定量线SLDAC-10dBDAC-10dBDAC-8dB评定线ELDAC-16dBDAC-16dBDAC-14dB探测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。探伤面曲率半径小于等于W2/4时，距离一波幅曲线的绘制应在曲线面对比试块上进行。受检工件的表面耦合损失及材质衰减应与试块相同，否则应进行传输损失修整，在1跨距声程内最大传输损差在2dB以内可不进行修整。距离一波幅曲线可绘制在坐标纸上，也可直接绘制在荧光屏刻板上。但在整个检测范围内，曲线应处于荧光屏满幅度的20%以上。DAC曲线的绘制方法：用CSK-3A试块制作DAC曲线第一步：移动探头找到孔深为10mm的最高回波，并将A闸门套住此波，按“+”键，使标定点增加为“1”；第二步：移动探头找到孔深为20mm的最高回波，并将A闸门套住此波，按“+”键，使标定点增加为“2”；此时已添加了2个标定点，DAC曲线已经生成。根据探伤需要，可以继续找到孔深为30、40、50mm等反射体的最高回波，使标定点增加为3、4、5。第三步：输入标准在DAC2菜单上，将判废线偏移量设置为-4dB，定量线偏移量设置为-10dB，评定线偏移量设置为-16dB。仪器的校验每次检验前应在对比试块上，对时基线扫描比例和距离一波幅曲线（灵敏度）进行调整或校验。校验点不少于两点。在检验过程中每4h之内或检验工作结束后应对时基线扫描和灵敏度进行校验，校验可在对比试块或其他等效试块上进行。扫描调节校验时，如发现校验点反射波在扫描线上偏移超过原校验点刻度读数的10%或满刻度5%（两者取较小值）,则扫描比例应重新调整，前次校验后已经记录的缺陷，位置参数应重新测定，并予以更正。灵敏度校验时，如校验点的反射波幅比距离-波幅曲线降低20%或2dB以上，则仪器灵敏度应重新调整，而前次校验后，己经记录的缺陷，应对缺陷尺寸参数重新测定并予以评定。七、操作规程检测步骤（1）检测前，应对超声仪的主要技术指标（如斜探头入射点、斜率K值或角度）进行检查确认；应根据所测工件的尺寸调整仪器时基线，并应绘制距离-波幅（DAC）曲线。（2）距离-波幅（DAC）曲线应由选用的仪器、探头系统在对比试块上的实测数据绘制而成。当探伤面曲率半径R小于等于W2/4时，距离-波幅（DAC）曲线的绘制应在曲面对比试块上进行。距离-波幅（DAC）曲线的绘制应符合下列要求：1）绘制成的距离-波幅（DAC）曲线应由评定线EL、定量线SL和判废线RL组成。评定线与定量线之间（包括评定线）的区域定为I区，定量线与判废线之间（包括定量线）的区域定为II区，判废线及其以上区域规定为III区。

跑禽评定线（EL）判废线，RLi跑禽评定线（EL）判废线，RLi定・线岱L）距离-波幅曲线示意图2）不同检验等级所对应的灵敏度要求应符合表7.1的规定。表中的DAC应以3横通孔作为标准反射体绘制距离-波幅曲线（即DAC曲线）。在满足被检工件最大测试厚度的整个范围内绘制的距离-波幅曲线在探伤仪荧光屏上的高度不得低于满刻度的20%。7.1距离-波幅曲线的灵敏度弋[[_检验等级DAC曲＜^厚线、ABC8mm〜50mm8mm〜300mm8mm〜300mm判废线RLDACDAC-4dBDAC-2dB定量线SLDAC-10dBDAC-10dBDAC-8dB评定线ELDAC-16dBDAC-16dBDAC-14dB（3）超声波检测应包括探测面的修整、涂抹耦合剂、探伤作业、缺陷的评定等步骤。（4）检测前应对探测面进行修整或打磨，清除焊接飞溅、油垢及其他杂质，表面粗糙度不应超过6.3〃m。当采用一次反射或串列式扫查检测时，一侧修整或打磨区域宽度应大于2.5K5；当采用直射检测时，一侧修整或打磨区域宽度应大于1.5K§。（5）应根据工件的不同厚度选择仪器时基线水平、深度或声程的调节。当探伤面为平面或曲率半径R大于W2/4时，可在对比试块上进行时基线的调节；当探伤面曲率半径R小于等于W2/4时，探头楔块应磨成与工件曲面相吻合的形状，反射体的布置可参照对比试块确定，试块宽度应按下式进行计算：b>2XS/De式中：b—试块宽度（mm）；九一波^（mm）；S一声程（mm）；De—声源有效直径（mm）。（6）当受检工件的表面耦合剂损失及材质衰减与试块不同时，宜考虑表面补偿或材质补偿。（7）耦合剂应具有良好透声性和适宜流动性，不应对材料和人体有损伤作用，同时应便于检测后清理。当工件处于水平面上检测时，宜选用液体类耦合剂；当工件处于竖立面检测时，宜选用糊状类耦合剂。（8）探伤灵敏度不应低于评定线灵敏度。扫查速度不应大于150mm/s，相邻两次探头移动区域应保持有探头宽度10%的重叠。在查找缺陷时，扫查方式可选用锯齿形扫查、斜平行扫查和平行扫查。为确定缺陷的位置、方向、形状、观察缺陷动态波形，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头扫查方式。（9）对所有反射波幅超过定量线的缺陷，均应确定其位置、最大反射波幅所在区域和缺陷指示长度。缺陷指示长度的测定可采用以下两种方法：1）当缺陷反射波只有一个高点时，宜用降低6dB相对灵敏度法测定其长度;2）当缺陷反射波有多个高点时，则宜以缺陷两端反射波极大值之处的波高降低6dB之间探头的移动距离，作为缺陷的指示长度。端点峰值测长法3）当缺陷反射波在I区未达到定量线时，如探伤者认为有必要记录时，可将探头左右移动，使缺陷反射波幅降低到评定线，以此测定缺陷的指示长度。（10）当确定缺陷类型时，可将探头对准缺陷作平动和转动扫查，观察波形的相应变化，并可结合操作者的工程经验作出判断。八、数据处理1、最大反射波幅位于DAC曲线II区的非危险性缺陷，其指示长度小于10mm时，按5mm计。2、在检测范围内，相邻两个缺陷间距不大于8mm时，两个缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度；相邻两个缺陷间距大于8mm时，两个缺陷分别计算各自指示长度。3、最大反射波幅位于II区的非危险性缺陷，可根据缺陷指示长度AL进行评级。不同检验等级，不同焊缝质量评定等级的缺陷指示长度限值应符合表8.1的规定。表8.1焊缝质量评定等级的缺陷指示长度限值（mm）「验等级评定等板3级等级\ABC8mm〜50mm8mm〜300mm8mm〜300mmI28/3,最小128/3,最小10,最大308/3,最小10,最大20II8/4,最小1228/3,最小1