(高清版)GBT 40733-2021 焊缝无损检测 超声检测 自动相控阵超声技术的应用

国家标准化管理委员会学兔兔ww.bzfxwcom标准下载 I 1 2 3 4 5 6 7 710设备核查 911检测工艺规程验证 912焊缝检测 9 附录A(资料性)典型参考试块和参考反射体 附录B(规范性)相控阵超声仪器定期使用或修复后的性能检验 附录C(规范性)相控阵超声探头的性能检验 附录D(规范性)相控阵超声检测仪器与探头的组合性能检验 附录E(资料性)可能使用的信号的图示 I·用修改采用国际标准的GB/T40732代替了ISO22825(见第1章、第4章);●用等同采用国际标准的GB/T12604.1代替了ISO5577(见第3章);●用等同采用国际标准的GB/T34628代替了ISO17635(见第4章);●用修改采用国际标准的GB/T11345代替了ISO●用修改采用国际标准的GB/T29712代替了ISO●用等同采用国际标准的GB/T40734代替了ISO——增加了ISO18563-1规定的相控阵超声仪器定期使用或修复后的性能检验要求及方法1焊缝无损检测超声检测GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证(GB/T9445—2015,ISO9712:2012,IDT)GB/T11345焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定(GB/T11345—2013,GB/T12604.1无损检测术语超声检测(GB/T12604.1—2005,ISO5577:2000,IDT)29712焊缝无损检测超声检测验收等级(GB/T29712—2013,ISO11666:2010,40734焊缝无损检测相控阵超声检测验收等级(GB/T40734—2021,ISO19285:GB/T40732焊缝无损检测超声ISO5817焊接钢、镍、钛及其合金的熔化焊接头(束焊除外)缺欠质量等级[Welding—Fusion-weldedjointsinsteel,nickel,titaniumawelds—Ultrasonictesting—Useoftime-of-flightdiffractiontechnique(ISO15626焊缝无损检测衍射时差技术(TOFD)验收等级[Non-destructivetestingofwelds—Time-of-flightdiffractiontechnique2matedultrasonictesting—SelectionandapplicaISO18563-1无损检测相控阵超声设备性能特征和测试方法第1部分：仪器(Non-destructivetesting—CharacterizationandverifiISO18563-2无损检测相控阵超声设备性能特征和测试方法第2部分：探头(Non-destructivetesting—CharacterizationandverificationofultISO18563-3无损检测相控阵超声设备性能特征和测试方法第3部分：组合系统(Non-de-structivetesting—Characterizationandverificationofultrasonicphasedarrayequipment—Part3:EN16018无损检测术语相控阵超声检测(Non-destructivetesting—Terminology-Termsusedinultrasonictes3从检测等级A至检测等级C,可通过增加检测覆盖范围，例如增加入射声束数量、采用组合技术通常情况下，检测等级与质量等级(如按ISO5817)相关。合适的检测等级可按照焊缝检测标准ABBCD特殊应用各检测等级的最低要求见表2,同时，在任何情况下都应按7.2在参考试块上验证相控阵的设置。图例ABC参考试块(参见附录A)固定角度扫描*式不单独使用固定角度扫描式单侧单侧单侧4表2检测等级(续)图例ABC参考试块(参见附录A)单侧单侧不推荐使用单侧当规范要求时使用当使用检测等级C时，使用本表中至少两组不同的检测设置，其中至少有一组是扇扫描或TOFD当规范中要求检测横向不连续时，应增加适当的检测设置。可使用探头偏转或电子声束偏4声束角度至少相差10°。5适用时，相控阵超声检测设备应符合ISO18563-1、ISO18563-2和ISO18563-3的规定。6应选择可在适用的时基范围内实现数字化A扫描的超声仪器。推荐采用A扫描采样率不低于探头标称频率6倍的仪器。每个激活孔径上的坏晶片数量最多为每16个晶片中不超过1个，不应有相邻晶片损坏。当激活孔对于制造过程检测，检测区域应包含焊缝及其两侧至少10mm宽母材(激光焊和电子束焊取形状给检测带来的影响并掌握超声在被检件中的传播情况。该类检测应按等级D检测，除非根据表2对于检测等级D,应使用典型的参考试块验证扫查计划(参见附录A)。7若不使用特殊的高温相控阵探头和耦合剂，被检表面温度应在0℃~50℃范围内。在根据本文件实施检测之前，应设定检测范围和灵敏度。相控阵设置中任何一项参数(如探头位8使用角度增益修正(ACG)或时间增益修正(TCG)功能可使所有角度的声束和不同距离处的信号灵敏度应核查整个检测系统。如果未发现偏离原因，应应达到符合要求的信噪比。偏离4dB适用于脉冲回波检测法。对于TOFD技术，允许偏离6dB。范围应修正范围设定，并重新检测自前次有效核查的参考试块及要求参见附录A。9所有试块直径或曲率都应符合6.2.3和7.5的规定。探头楔块和参考试块的最大间隙为0.5A参见图A.1BCD按相关规定脉冲重复频率、数据采集频率和检测范围覆盖等因素选择扫查速度。扫查线丢失表明扫查速度过快。在单次扫查过程中丢失数据的比例不可超过5%,相邻两根扫查线不应同时丢失。相控阵图像质量评价要求检测人员技能和经验丰富(见6.1)。检测人员应能决定质量不佳的数据为了确定某个指示是否为相关指示(由不连续导致),应结合相对于基本噪声水平的信号形状和幅不连续的长度定义为在x轴坐标上的最大差值。应按GB/T29712测定指示的长度。如果使用 这4种可能使用衍射信号的示例，参见附录E。 1)被检件标识；3)材质和产品门类；4)几何结构；5)焊接接头位置；6)焊接工艺和热处理状态；7)表面状态及温度；8)被检件制造阶段。1)相控阵仪器(包括带编码的机械扫查装置)的型号、编号和制造商(如需要);要);3)参考试块信息和编号(如需要);4)耦合剂类型。1)检测等级和书面检测工艺规程；2)检测目的和检测范围；3)参考点和坐标系；4)范围和灵敏度设定方法及具体值；5)信号处理和扫查步进设定的详细信息；6)扫查计划；7)空间受限和与本文件的任何偏离(如有)。2)晶片间距和间隙尺寸；3)聚焦(校准和检测时宜相同);4)虚拟孔径，如晶片数量和宽度；5)聚焦法则中激发晶片数量；6)声束轴线与焊缝坡口法线的最大偏离角度；7)书面记录楔块制造商推荐的角度范围；8)书面记录校准、时间校正增益修正(TCG)和角度校正增益修正(ACG)。1)相控阵原始数据文件；2)相关指示的纸版相控阵图像和所有电子版图像和数据；5)参考点和坐标系；6)检测日期；7)检测人员的姓名、签字和资格。(资料性)当参考试块厚度为6mm～25mm时，推荐至少有3个参考反射体(见图A.1),反射体可加工在一当参考试块厚度大于25mm时，推荐至少有5个反射体(见图A.2),反射体可加工在一个或多个厚度t长度1t厚度t注：横孔长度L≥25mm。t(3/4)tt(3/4)t三个横孔在同三个槽在同A.2.1检测等级A(图A.1)t—试块厚度。图A.1适用于检测等级A的参考试块A.2.2检测等级B(图A.2)DaYX图A.2适用于检测等级B的参考试块图A.2中的X所示的横孔距上表面4mm,直径为2mm,最小长度为30mm,亦可等同使用表A.1中相同尺寸的表面槽。A.2.3检测等级C(图A.3)图A.3中的X所示的横孔距上表面4mm,直径为2mm,最小长度为30mm,亦可等同使用表A.1中相同尺寸的表面槽。槽2和槽4位于模拟焊缝中心线。槽1和槽3位于被检区域的边缘。槽5位于模拟焊缝坡口处，与坡口面夹角不超过±5°。槽5的尺寸和位置需符合相关规定。在参考试块上须有一处没有任何人工反射体的区域，此区域应大于声束宽度。该区域在模拟焊缝中心线两侧宜是对称的。DDY图A.3适用于检测等级C的参考试块A.2.4检测等级D检测等级D需要特定的、包含额外反射体的参考试块，该试块与被检件有相同的形状，相同的母材特性，相同的焊接材料特性和相同的焊接工艺。这些特殊试块作为检测等级B和检测等级C规定的参考试块的补充试块使用。(规范性)检测项目目视检测等效输入噪声b)所有检测均在50Ω环境下进行；为100mV,调节增益产生幅度为80%FSH的信号。从fm开始以不超过5%标称带宽的增量增加或减少频率，记录相控阵超声仪器屏幕上的显示高度比最大高度Amx低3dB的较高频率f。和较低频率fi(-3每个频带的中心频率f。见公式(B.1):△f=fu-f在可以同时激活的通道上重复上述测量(例如16/64多通道仪器，对16个通道逐一测量)。70n982每个频率范围的中心频率f。在制造商技术规范规定值的士10%以内。每个频率范围的较高频率f。和较低频率fi在制造商技术规范规定值的±10%以内。B.5通道增益变化B.5.1检测方法使用外部发射器，将发射器在最大带宽的中心频率f。(按B.4.1测得)时的正弦电压连接到第1个调节发射器的电压和增益，使通道1的最大信号幅度为80%FSH。在所有通道上重复上述测量(例如16/64多通道仪器，对64个通道逐一测量)。B.5.2验收b)所有检测均在50Ω环境下进行；平与噪声水平相同。测量示波器上输入信号的峰值电压V(伏特)和经校准的外部衰减器的衰减量S(dB)。等效输入噪声Vei(伏特)见公式(B.4):在可以同时激活的通道上重复上述测量(例如16/64多通道仪器，对16个通道逐一测量)。B.6.2验收B.7.1检测方法按图B.1所示电路，将发射器在最大带宽的中心频率f。(按B.4.1测得)时的正弦电压连接到第1对可以同时激活的通道(例如16/64多通道仪器，对16个通道逐一测量)和模拟滤波器定义的每个按图B.1所示电路，将发射器在最大带宽的中心频率f。(按B.4.1测得)时的正弦电压连接到第1外部衰减器设置为2dB,调节输入信号和仪器增益，使显示信号为80%FSH,记录相关的增益如果仪器可以测量的信号幅度(使用闸门)超过100%FSH,则需相应地扩展表B.2以进行最大可在可以同时激活的通道上重复上述测量(例如16/64多通道仪器，对16个通道逐一测量)。表B.2垂直线性验收条款外部衰减器设定/dB显示屏上的目标幅值/%FSH012参考线4685使仪器同步信号与发射器信号同步(默认情况下使用第1通道的脉冲)。通过发射器产生1个单周仪器设置为中间增益，调节发射器输出直到显示屏上信号按照规定的最大接收延迟20%的增量施加4个连续接收延迟，而4个接收延迟对应4个目标延迟按图B.2,对于每个目标延迟时间tTarget,测量(如用闸门)参考时间tpo和脉冲之间的时间tg,按公在可以同时激活的接收器通道上重复测量最大时间差ta(例如16/64多通道仪器，对16个通道逐杜t 2——1po——lpi——4——Ip₄ 图B.2延时线性测量程序B.9.2验收最大时间差ta小于或等于制造商技术规范中规定的最大延迟时间或时间分辨率值的1%。(规范性)C.1.2.2接触法C.2.1检测方法C.3.1一般要求C.3.2检测方法各阵元的相对脉冲回波灵敏度变化量S.按公式(C.1)计算：C.3.3验收表C.1给出了所有阵元可接受的相对脉冲回波表C.1二维矩阵探头可接受的相对灵敏度变阵元面积≥1mm²阵元面积<1mm²注：n为阵元总数。C.4.1一般要求通过高频率f.和低频率fi按公式(C.2)计算得到中心频率fo:相对带宽(单位为%)按公式(C.4)计算：平均中心频率是计算值f。的平均值。平均相对带宽是计算值△fe平均中心频率在探头数据表中规定的额定频率的士10%以内。每个阵元的中心频率在平均中心频率的士10%以内。C.5.2检测方法C.5.3验收C.5.3.1一般要求验收条款仅适用于基于相同设计制造的数量多于10个的探头。C.6阵元间串扰C.6.1一般要求对于最多可以包含64个阵元的阵列，阵元间串扰在2个位置上确定，而多于64个阵元的阵列，在4个位置上确定。Ve——脉冲触发电压；C.验收C.7.1一般要求C.7.3验收C.7.3.2二维相控阵探头阵元总数>64阵元总数≤6400(规范性)前应对其在给定操作模式和设置下进行表D.1的第1组测试和第2组测试。D.1.3对与参考系统相同的系统，可只进行第2组测试。当所有测试满足要求时，可认为该系统符合D.1.5具体测试方法见ISO18563-3。检验项目晶片和通道最长声时对应于距离反射体最远的晶片的回波；最短声时对应于最靠近反射体的晶片的回晶片相对灵敏度同一有效孔径上，每16个晶片中的无效晶片数量不超过1个，且无效晶片不相邻不饱和探头入射点折射角记录在系统记录表上。士5°范围内件上的入射点记录在系统记录表上。士5°范围内将距离一波幅曲线及增益Ga记录在系统记录表上(液浸式探头)倾斜角表D.1组合性能检验项目及验收(续)检验项目栅瓣(推荐)图像核查幅度对比设备目视检测楔块没有影响波束特性的机械损伤。晶片相对灵敏度若存在一个或多个新的无效元件，重新测试对受影响的有效孔径b)相同有效孔径上，每16个晶片中的无效晶片数量不大于1个，且无效晶片不相邻。只有在实际的信噪比可被接受时，才允许新的信号幅值平均值与参考值之间相差大于6dB否则应进行维护虚拟探头的实际使用的增益与参考增益相差不超过士4dB。只有在实际的信噪比可被接受时，才允许实际使用的增益与参考增益相差大于4dB,否则应虚拟探头的归一化后，使用相同延迟法则的所有虚拟探头在每个深度处反射体的回波波幅均