(正式版)GB/T 33488.5-2024 化工用塑料焊接制承压设备检验方法 第5部分：衍射时差法超声检测

化工用塑料焊接制承压设备检验方法第5部分：衍射时差法超声检测IGB/T33488.5—2024 Ⅲ 1 1 14一般要求 2 2 87检测方法 8检测数据分析 9缺陷评定和质量分级 ⅢGB/T33488.5—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T33488《化工用塑料焊接制承压设备检验方法》的第5部分。GB/T33488已经发布了以下部分：——第1部分：总则；-—第2部分：外观检测；——第4部分：超声检测；——第5部分：衍射时差法超声检测。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国石油和化学工业联合会提出。本文件由全国非金属化工设备标准化技术委员会(SAC/TC162)归口。桑临春。GB/T33488.5—2024GB/T33488.5旨在提供可靠的化工用塑料焊接承压设备的焊缝无损检测方法，以评价设备焊缝的——第1部分：总则。目的是对化工用塑料焊接承压设备的焊缝无损检测提出总体要求。——第2部分：外观检测。目的是提供可靠的化工用塑料焊接承压设备的焊缝外观检测方法。 第3部分：射线检测。目的是提供可靠的化工用塑料焊接承压设备的焊缝射线检测方法。 第4部分：超声检测。目的是提供可靠的化工用塑料焊接承压设备的焊缝超声检测方法——第5部分：衍射时差法超声检测。目的是提供可靠的化工用塑料焊接承压设备的焊缝衍射时差法超声检测方法。1GB/T33488.5—2024化工用塑料焊接制承压设备检验方法第5部分：衍射时差法超声检测1范围本文件规定了化工用塑料焊接制承压设备衍射时差法超声检测(以下简称为“TOFD检测”)方法分级以及检测记录和报告。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T27664.1无损检测超声检测设备的性能与检验第1部分：仪器GB/T27664.2无损检测超声检测设备的性能与检验第2部分：探头GB/T33488.4化工用塑料焊接制承压设备检验方法第4部分：超声检测JB/T9214无损检测A型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法JB/T10062超声探伤用探头性能测试方法NB/T47013.3—2015承压设备无损检测第3部分：超声检测NB/T47013.10—2015承压设备无损检测第10部分：衍射时差NB/T47013.10—2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。夹杂物inclusion焊后残留在热熔焊接接头中的夹杂异物。2GB/T33488.5—20243.4熔合面缺陷defectoffusionface由于热熔接头熔合面存在大面积微小气泡造成的熔合面连接不牢而形成的面积型缺陷。3.5热熔焊接过程中，由于加热板温度过低或加热时间过短导致的焊接接头焊接热量不足而形成的熔接面没有充分熔融的缺陷。3.6而形成的焊接缺陷。3.73.8不对中misalignmentofweldedjoints4一般要求TOFD检测人员应了解热塑性塑料焊接的基本知识，熟知热塑性塑料接头的焊接工艺，熟悉热塑进行。检测环境的温度及湿度应控制在检测仪器设备能正常使用的范围内。5检测设备检测设备包括检测仪器、探头、扫查装置和试块。性能和功能应符合NB/T47013.10—2015附录B的要求，性能测试按GB/T27664.1的规定进行。3GB/T33488.5—2024声波，两个探头相对放置组成探头对，固定在扫查装置上。探头的性能应符合NB/T47013.10—2015附录B的要求，性能测试按GB/T27664.2的规定进行。5.3.3在能确定其他型式的探头满足所需的检测和测量能力的情况下，也可使用相控阵探头、纵波探头或爬波探头等其他探头。5.3.4应采用有效且适用于被检工件的介质作为探头与工件之间的耦合剂，选用的耦合剂应能保证在散角。a)新购置的TOFD仪器和(或)探头，b)TOFD检测仪器和探头维修或更换主要部件后，c)检测人员对检测结果有疑问时。5.4.3检测仪器和探头的水平线性偏差应不大于1%,垂直线性偏差应不大于5%,按JB/T9214的规5.4.4检测仪器和探头的灵敏度余量应不小于42dB,按JB/T9214的规定进行测试。5.4.5检测仪器和探头的组合频率与探头标称频率的偏差应不大于10%,按JB/T10062的规定进行5.4.6检测仪器和探头的-12dB声速扩散角测定方法按NB/T47013.10—2015附录C进行。5.4.7检测仪器和探头的组合性能测试选用的试块材质应为本文件适用的热塑性塑料。5.5.2探头夹持部分应能调整和设置探头中心间距，在扫查时能保持探头中心间距和相对角度不变。5.5.3导向部分应能在扫查时使探头运动轨迹与拟扫查线保持一致。5.5.4驱动部分可以采用电机驱动或人工手动驱动。5.5.5位置传感器的分辨率和精度应符合本文件规定的检测工艺要求。5.6.1.2本文件采用的标准试块的形状和尺寸应符合NB/T47013.3—2015中CSK-IA的要求，材质为5.6.2.1对比试块是用于在检测过程中校准的试块。4GB/T33488.5—20245.6.2.2对比试块可采用无焊缝的板材、管材，也可采用热熔焊接件。5.6.2.3对比试块的声学性能应与被检工件相同或相似，外形尺寸应能代表被检工件的特征，并且满足扫查装置的扫查要求；对比试块中的反射体采用机加工方式制备；按本文件要求制作加工的对比试块应满足规定的尺寸精度要求，并提供相应的证明文件。5.6.2.4对比试块中超声波声束可能通过的区域用直探头检测时，应不存在大于或等于φ2mm平底孔当量直径的缺陷。5.6.2.5对比试块分为平面对比试块和曲面对比试块，对比试块的厚度应为0.9倍～1.3倍的被检工件厚度且二者间的最大差值应不大于15mm。当被检工件直径大于或等于250mm时，可采用平面对比试块；当被检工件直径小于250mm时，应采用直径为0.9倍～1.3倍的被检工件直径的曲面对比试块；曲面对比试块可采用带有不含原始缺陷的热熔焊缝的管段制作，也可以直接采用管子制作。5.6.2.6本文件采用的平面对比试块的形状、尺寸及其偏差应符合下列规定：a)1#平面对比试块：适用于公称厚度t为10mm≤t≤35mm的工件检测，形状及尺寸按图1b)2#平面对比试块：适用于公称厚度t为10mm≤t≤50mm的工件检测，形状及尺寸按图2c)3#平面对比试块：适用于公称厚度t为10mm≤t≤70mm的工件检测，形状及尺寸按图3的要求；d)1#、2#、3#平面对比试块的孔径误差不大于0.5mm,孔深度误差不大于1mm,开孔垂直度偏差不大于2°,槽宽误差不大于0.5mm,槽深误差不大于1mm,其他尺寸误差不大于2mm。单位为毫米图11#平面对比试块单位为毫米图22#平面对比试块5GB/T33488.5—2024图33#平面对比试块5.6.2.7本文件采用的曲面对比试块的形状、尺寸按图4的要求，其孔径误差不大于0.5mm,开孔垂直单位为毫米1——对接焊缝。5.6.3.1扫查面盲区高度测定试块用于测定初始扫查面盲区高度，其声学性能应与被检工件相同或相似。5.6.3.2扫查面盲区高度测定试块的形状、尺寸按图5的要求，其孔径误差不大于0.5mm,孔深度误差6GB/T33488.5—2024图5扫查面盲区高度测定试块5.6.4声速扩散角测定试块5.6.4.1声速扩散角测定试块用于测定检测仪器和探头组合的实际-12dB声速扩散角，其声学性能应与被检工件相同或相似。5.6.4.2声速扩散角测定试块形状、尺寸按图6的要求，其孔径误差不大于0.5mm,孔深度误差不大于1mm,开孔垂直度偏差不大于2°,角度偏差应不大于1°,其他尺寸误差不大于1mm。7GB/T33488.5—2024单位为毫米5.6.5.1TOFD检测技术等级为表1规定的C级时，应制作模拟缺陷试块进行检测工艺验证。5.6.5.2模拟缺陷试块的材质应与被检工件具有相同或相似的声学特点，外形尺寸应能代表被检工件的特征且满足扫查装置的扫查要求，厚度应为0.9倍～1.3倍的被检工件公称厚度，且两者间最大厚度差值应不大于15mm。5.6.5.4模拟缺陷试块中的模拟缺陷应满足下列要求。的缺陷。b)类型要求：模拟缺陷试块至少包括纵c)尺寸要求：模拟缺陷尺寸不宜大于表5中质量等级为Ⅱ级的相同公称厚度工件的最大允许缺d)模拟缺陷试块可由多块模拟缺陷试块组合形成，但组合后的模拟缺陷试块应满足本条b)的8GB/T33488.5—2024足5.4.3的规定。测量其中的反射体。检测核查至少每隔6个月进行一次测定和记录。5.7.3.3对标准试块和对比试块的机械损伤，至少每年进行一次核查。5.7.3.4对检测仪器和探头组合的-12dB声束扩散角，应每隔6个月进行一次核查测定，测定方法按NB/T47013.10—2015附录C进行。5.7.4.2每次检测前应对位置传感器进行检查和记录。检查方式是用带位置传感器的扫查装置移动至少500mm,将检测设备所显示的位移与实际位移进行比较，其误差应小于1%。表1TOFD检测技术等级要求检测技术等级检测面扫查面盲区高度底面盲区高度采用模拟缺陷试块验证工艺A单面—B单面C双面需要当初始扫查面盲区高度大于2mm时，需对扫查面盲区进行检测，可通过渗透检测或按GB/T33488.4规定的脉冲反射法超声检测，或采用其他有效方法检测，如：相控阵超声、超声爬波技术。当初始底面盲区高度大于1mm时，宜采用偏置非平行扫查。扫查面盲区高度宜在扫查面盲区高度测定试块上验证。对于因结构原因无法进行双面检测的C级检测技术等级，可以采用B级检测，但需采用模拟试块进行工艺验证，并对扫查面进行渗透检测6.2.1检测工艺文件包括检测工艺规程和检测操作指导书。9GB/T33488.5—2024条件编制检测工艺规程。检测工艺规程应包括下列内容：a)检测工艺规程版本号，c)检测人员资格要求，d)检测设备的要求，e)不同检测对象的检测技术和检测工艺选择，以及对检测操作指导书的要求，f)检测实施过程中的有关要求，g)检测结果的评定和质量分级评判规则，h)检测记录的要求，i)检测报告的要求，k)编制日期。6.2.3应根据检测工艺规程的内容以及被检工件的检测要求编制检测操作指导书，检测操作指导书应性能指标；d)检测标识规定；e)检测操作程序和扫查次序；f)检测记录和数据评定的具体要求。6.2.4检测操作指导书的工艺验证应满足下列要求。a)检测操作指导书在首次使用前应进行工艺验证。b)检测技术等级为A级或B级时，可采用对比试块或在实际被检工件上进行工艺验证。1)按检测操作指导书的要求对相应的模拟缺陷试块进行TOFD检测；2)TOFD图像能够清楚地显示模拟缺陷试块中所有的模拟缺陷；3)测量的模拟缺陷尺寸接近其实际尺寸。TOFD检测工作应按照下列程序进行：a)根据检测工艺规程和检测对象的检测要求编制检测操作指导书；b)选择和确定检测工艺参数；c)被检工件准备；d)检测系统性能检查；e)检测；f)检测系统复核；g)检测数据评定；h)检测记录；GB/T33488.5—20247检测方法控制在0℃~50℃,超出此温度范围时，可采用特殊探头或耦合剂。7.1.2检测系统设置和校准时的温度与实际检测温度之差应不大于10℃。7.2.1.2检测区域宽度为焊缝及焊缝熔合线两侧各10mm间的区域宽度。7.2.2.1探头的选取包括探头型式和参数的选择。应选择宽角度纵波斜入射式探头；每一组探头对的7.2.2.2当被检工件公称厚度小于或等于35mm时，可采用一组探头对检测，宜将探头中心间距设置为使该探头对的声束交点位于2/3深度处。当热熔接头翻边宽度较大，导致采用推荐的探头中心间距7.2.2.3当被检工件公称厚度大于35mm时，应将厚度方向分成若干不同的深度范围，采用不同参数的探头对分别进行检测；宜将探头中心间距设置为使每一探头对的声束交点位于其所检测深度范围的2/3深度处。7.2.2.5热熔对接接头厚度分区和探头参数的选择依据表2进行，也可根据被检测工件的材料和结构头参数。厚度分区/个声束角度α/(°)1112焦探头)和探头参数，将探头中心间距设置为使探头对的声束交点为缺陷部位或可能产生缺陷的部7.2.3.1当检测技术等级为A级或B级时，宜选择被检工件外表面作为扫查面；弧面和非平面对接接GB/T33488.5—2024头的扫查面选择宜考虑盲区高度的大小和操作空间；当检测技术等级为C级时，扫查面的选择应符合表1的要求。7.2.3.2初始扫查方式分为非平行扫查和偏置非平行扫查。7.2.3.3宜采用非平行扫查作为基本扫查方式，用于缺陷的快速探测以及缺陷长度、缺陷自身高度的测定，可大致测定缺陷深度。7.2.3.4当非平行扫查的初始底面盲区高度较大或探头声束不能有效覆盖检测区域时，可对相应检测区域增加偏置非平行扫查。7.2.3.5采用多种初始扫查方式时，应合理安排扫查次序并在检测操作指导书中注明。7.2.4确定初始扫查面盲区高度和扫查面盲区检测方式7.2.4.1初始扫查面盲区高度7.2.4.1.1应采用实测法确定初始扫查面盲区高度。7.2.4.1.2应采用扫查面盲区高度测定试块测量初始扫查面盲区高度。用设置好的扫查装置分别对不同深度侧孔进行扫查，发现的最小深度横孔上沿所对应的深度即为初始扫查面盲区高度。7.2.4.2扫查面盲区检测方式7.2.4.2.1按照表1选择扫查面盲区检测方式。7.2.4.2.2选用脉冲反射法的爬波法时，应在检测工艺中规定爬波探头的规格型号和布置方式。7.2.5确定初始底面盲区高度和底面盲区检测方式7.2.5.1初始底面盲区高度确定初始底面盲区高度按公式(1)计算。式中：△h——初始底面盲区高度，单位为毫米(mm);t——被检工件公称厚度，单位为毫米(mm);x——探头对偏离焊缝中心线的距离(此处为底面检测区域宽度的一半),单位为毫米(mm);s-—探头中心间距的一半，单位为毫米(mm)。7.2.5.2底面盲区检测方式7.2.5.2.1当初始底面盲区高度大于1mm时，底面盲区检测宜选用偏置非平行扫查方式。7.2.5.2.2若选用偏置非平行扫查方式时，应在检测工艺中明确偏置方向、偏置量及偏置后的底面盲区高度。底面盲区高度可依据公式(1)进行计算。7.2.6扫查步进设置扫查步进设置是指扫查过程中相邻两个A扫描信号间沿被检工件扫查路径的空间间隔。扫查步进设置与被检工件公称厚度有关，扫查步进最大值应不超过1mm。7.2.7信号平均化处理检测前应合理设置检测通道的信号平均化处理次数N,正常情况下设定为1,当噪声较大时，设定值应不大于16。GB/T33488.5—20247.2.8设置仪器其他参数7.2.8.1设置仪器数字化频率应大于或等于所选择探头的最高标称频率的8倍。7.2.8.2设置仪器接收电路的频率响应范围应大于或等于所选择探头的标称频率的0.5倍～1.5倍。7.2.8.3设置仪器的脉冲重复频率应与数据采集速度和最大扫查速度相称。7.2.9A扫描时间窗口设置和深度校准7.2.9.1检测前应对检测通道的A扫描时间窗口进行设置。7.2.9.2当被检工件公称厚度不大于35mm且采用单检测通道时，其时间窗口的起始位置应设置为直通波到达接收探头前0.5μs以上，时间窗口的终止位置应设置为被检工件底面的一次波型转换波后0.5μs以上，同时将直通波与底面反射波时间间隔所反映的厚度校准为已知的被检工件的厚度值。7.2.9.3在厚度方向分区检测时，应采用对比试块设置各检测通道的A扫描时间窗口和进行深度校准。A扫描时间窗口至少包含所需检测的深度范围，同时应满足下列要求：a)根据已知的对比试块内的各侧孔实际深度校准检测设备的深度显示；b)最上分区的时间窗口的起始位置设置为直通波到达接收探头前0.5μs以上，时间窗口的终止位置设置为所检测深度范围的最大值；c)其他分区的时间窗口的起始位置在厚度方向依次向上覆盖相邻检测分区深度范围的25%;d)将最下分区的时间窗口的终止位置设置为底面反射波到达接收探头后0.5μs以上；e)可利用检测设备经对比试块校核后的深度参数输入。7.2.10检测灵敏度设置7.2.10.1检测前应设置检测通道的灵敏度。7.2.10.2当被检工件公称厚度不大于35mm且采用单检测通道时，可直接在被检工件上或采用对比试块设置灵敏度。当直接在被检工件上设置灵敏度时，将直通波的波幅设定到满屏高的40%～80%;如直通波不可用，可将底面反射波波幅调整为满屏高的80%,再提高20dB～32dB;如直通波和底面反射波均不可用，可将材料的背景噪声设定为满屏高的5%～10%作为灵敏度。7.2.10.3如在厚度方向分区检测时，应采用对比试块设置各通道检测灵敏度。将各通道A扫描时间窗口内各反射体产生的最弱的衍射信号波幅设置为满屏高的40%～80%作为灵敏度(最上分区也可将直通波的波幅设定到满屏高的40%～80%)。7.3检测步骤当被检工件热熔接头焊接工作全部完成，自然冷却2h,且焊接接头外观检查合格后方可开始检测。7.3.2.2塑料热熔焊接接头允许保留翻边。如果翻边表面有焊接成型时的不良缺陷，应进行适当的修磨，并作圆滑过渡处理以免影响检测结果的评定。要求去除翻边时，应将翻边去除至与邻近母材平齐。7.3.2.3检测前应在被检工件扫查面上予以标记，标记内容至少包括扫查起始点和扫查方向；宜在母材上距焊缝中心线一定的距离处画出一条线，作为扫查装置运动轨迹的基准。GB/T33488.5—20247.3.3耦合剂选用实际检测采用的耦合剂应与检测系统设置和校准时的耦合剂相同。7.3.4检测前工艺参数调节7.3.4.1如灵敏度设置直接在被检工件上进行，在实际扫查前应检查灵敏度；如灵敏度设置时采用对比试块，则在实际检测前应进行表面耦合补偿，表面耦合补偿量应根据二者的表面状况补偿0dB～3dB。7.3.4.2若A扫描时间窗口设置和深度校准时采用对比试块，则应在实际被检工件上检查深度显示，确保深度显示偏差不大于2mm,否则应进行调节。7.3.4.3对于曲面或其他非平面工件的纵向焊接接头，应对深度显示进行必要的调节。7.3.5.1扫查时应保证实际扫查路径与拟扫查路径的偏差不超过探头中心间距的10%。7.3.5.2扫查时应保证扫查速度小于或等于最大扫查速度，同时应保证耦合效果和满足数据采集的要求。7.3.5.3最大扫查速度按公式(2)计算。……(2)式中：Umax-—最大扫查速度，单位为毫米每秒(mm/s);PRF———激发探头的脉冲重复频率，单位为赫兹(Hz);△x——设置的扫查步进值，单位为毫米(mm);N——设置的信号平均化处理次数。7.3.5.4每次扫查长度不宜超过5000mm;若需对焊缝在长度方向进行分段扫查，则各段扫查区的重叠范围至少为20mm;对于环焊缝，扫查停止位置应超过起始位置20mm。7.3.5.5扫查过程中应密切注意波幅状况。若发现直通波、底面反射波的波幅降低12dB以上或怀疑耦合不好时，应重新扫查整段区域；若发现直通波满屏或背景噪声波幅超过满屏高的20%时，则应降低增益并重新扫查。7.3.6检测数据记录检测数据应按照检测工艺文件的要求进行编号、储存。7.3.7检测系统复核7.3.7.1在下列情况时，应进行检测系统复核：a)检测过程中检测仪器重启或更换部件时，b)检测人员对检测结果有怀疑时，c)检测结束时。7.3.7.2如初始检测工艺设置时采用了对比试块，则在复核时应采用同一对比试块；如果是在被检工件上进行的灵敏度设置，则应在被检工件上的同一部位进行复核。7.3.7.3如复核时发现初始设置的参数发生偏离(应消除按7.3.4进行调节时产生的影响),应按表3的规定进行处理。GB/T33488.5—2024表3检测参数偏离时的纠正措施序号检测参数偏离值纠正措施1检测灵敏度不需要采取措施，必要时可通过软件纠正应重新设置，并重新检测上次设置以后所检测的焊缝2缺陷深度显示偏差不需要采取措施应重新设置，并重新检测上次设置以后所检测的焊缝3探头对实际位移与仪器显示位移的偏差不需要采取措施应对上次设置以后所检测的位置进行修正8检测数据分析8.1检测数据的有效性评价8.1.1分析检测数据之前应对所采集的数据进行有效性评估，检测数据应满足下列要求：a)A扫描时间窗口设置符合7.2.9的要求；b)采集的数据量满足所检测焊缝长度的要求；c)每个检测数据中的A扫描信号丢失量不大于总量的5%,且相邻A扫描信号连续丢失长度不大于扫查步进最大值的两倍；缺陷部位的A扫描信号丢失不影响缺陷的评定；d)信号波幅改变量及信号连续性满足7.3.5.5的规定；e)直通波、底面反射波无明显的由非焊接缺陷引起的突变，且较为平直。8.1.2对于评估无效的数据，应重新进行检测。8.2相关显示和非相关显示8.2.1.1相关显示分为表面开口型缺陷显示和埋藏型缺陷显示。热塑性塑料热熔对接接头中夹杂物、孔洞、裂纹、熔合面缺陷、冷焊等缺陷通常产生相关显示。热塑性塑料热熔对接接头中过焊、熔合面过短、不对中等缺陷通常不产生相关显示。8.2.1.2表面开口型缺陷显示可分为下列三类：a)扫查面开口型：该类型缺陷通常显示为直通波的减弱、消失或变形，仅可观察到一个端点(缺陷下端点)产生的衍射信号，且与直通波同相位；点(缺陷上端点)产生的衍射信号，且与直通波反相位；c)穿透型：该类型缺陷显示为直通波和底面反射波同时减弱或消失，可沿壁厚方向产生多处衍射信号。8.2.1.3数据分析时，应注意与直通波和底面反射波最近的缺陷信号的相位，初步判断缺陷的上、下端点是否隐藏于表面盲区或在被检工件表面。8.2.1.4埋藏型缺陷显示可分为下列三类：a)点状显示：该类型缺陷显示为双曲线弧状，且与拟合弧形光标重合，无可测量的长度和高度；GB/T33488.5—20248.2.1.5埋藏型缺陷显示一般不影响直通波或底面反射波的信号。8.2.2非相关显示非相关显示是由于焊接接头的外形结构或材料分子结构差异等非焊接缺陷引起的显示。b)对于埋藏型点状显示予以记录；8.3缺陷的位置和缺陷长度测定8.3.1.1根据非平行扫查或偏置非平行扫查得到的TOFD图像确定缺陷在X轴的位置。8.3.1.2使用拟合弧形光标法确定缺陷沿X轴方向的前、后端点位置：a)对于点状显示，可采用拟合弧形光标与相关显示重合时所代表的焊缝方向上的位置数值；时所显示的焊缝方向上的位置数值。缺陷长度可根据缺陷前端点和后端点在X轴的位置计算而得。——扫查面开口型和穿透型：缺陷深度为0;8.4.2埋藏型缺陷深度显示：8.4.3在平行扫查的TOFD显示中，缺陷距扫查面最近处的上端点所反映的深度为缺陷深度的精确值。8.5.1对于表面开口型缺陷显示，缺陷自身高度为表面与缺陷上(或下)端点间最大距离h,见图7