(高清版)GBT 40732-2021 焊缝无损检测　超声检测　奥氏体钢和镍基合金焊缝检测

ICS25.160.40GB/T40732—2021/ISO22825:2017焊缝无损检测超声检测奥氏体钢和镍基合金焊缝检测(ISO22825:2017,IDT)国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T40732—2021/ISO22825:2017 Ⅲ 1 13术语和定义 2 2 36检测设备 37纵波检测范围设置 38灵敏度设置 49检测工艺规程和超声技术 510指示分类和尺寸测量 8 812检测报告 9附录A(资料性)纵波斜入射技术 附录B(资料性)用于范围设置的不锈钢校准试块 附录C(资料性)用于灵敏度设置的参考试块 21ⅢGB/T40732—2021/ISO22825:2017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。本文件使用翻译法等同采用ISO22825:2017《焊缝无损检测超声检测奥氏体钢和镍基合金焊缝检测》与本文件中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：——GB/T——GB/T——GB/T12604.1—2020无损检测术语超声检测(ISO5577:2017,MOD);19799.2—2012无损检测超声检测2号校准试块(ISO7963:2006,IDT);9445—2015无损检测人员资格鉴定与认证(ISO9712:2012,IDT);-——GB/T34628—2017焊缝无损检测金属材料应用通则(ISO17635:2016,IDT)。——EN12668-1、EN12668-2和EN12668-3改为ISO22232-1、ISO22232-2和ISO22232-3; 本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国焊接标准化技术委员会(SAC/TC55)归口。立工程科技有限责任公司、湖南省永州市产商品质量监督检验所、上海船舶工程质量检测有限公司、苏金花。GB/T40732—2021/ISO22825:2017料特性导致各向异性的力学和声学特性有关。这些特点与低合金钢焊缝各向同性的特性形成鲜明对比。奥氏体焊缝和其他粗晶各向异性材料显著地这类金属超声检测技术与常规超声检测技术不同。这类检测技术通常不使用常规横波斜探头，而使用斜入射纵波双晶探头或者爬波探头。点与被检件保持一致。1GB/T40732—2021/ISO22825:2017焊缝无损检测超声检测奥氏体钢和镍基合金焊缝检测ISOry)ISO无损检测无损检测超声检测超声检测术语(Non-destructivetesting—Ultrasonictesting—Vocabula-2号校准试块(Non-destructivetesting—Ultrasonictesting—SpecificationforcalibrationblockNo.2)ISO9712无损检测人员资格鉴定与认证(Non-destructivetesting—Qualificationandcertifica-tionofNDTpersonnel)ISO13588无损检测超声检测自动相控阵超声技术的应用(Non-destructivetestingofwelds—Ultrasonictesting—Useofautomatedphasedarraytechnology)ISO17635焊缝无损检测金属材料应用通则(Non-destructivetestingofwelds—Generalrulesformetallicmaterials)ISO22232-1无损检测超声设备性能特征和测试方法第1部分：仪器(Non-destructivetes-ting—Characterizationandverificationofultrasonictestingequipment—Part1:Instruments)ISO22232-2无损检测超声设备性能特征和测试方法第2部分：探头(Non-destructivetes-ting—Characterizationandverificationofultrasonictestingequipment—Part2:Probes)ISO22232-3无损检测超声设备性能特征和测试方法第3部分：组合性能(Non-destructivetesting—Characterizationandverificationofultrasonictestingequipment—Part3:Combinedequip-2GB/T40732—2021/ISO22825:2017ISO5577和ISO17635界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.13.2焦距focaldistance(双晶探头)两个声束轴线交点(焦点)至探头中心点的距离。3.3聚焦曲线focalcurve特性曲线描述(双晶探头)超声在给定材料中的传播距离和反射体灵敏度的曲线。4检测前所需的信息c)检测等级(见第10章);d)检测时被检对象所处的制造或加工状态；f)焊前和(或)焊后是否应进行母材检测(见11.3);g)参考反射体(见第6章和第7章);h)人员资格(见第5章);i)报告要求(见第12章);j)验收条款和/或记录等级。a)书面检测工艺规程(见第9章);d)焊接工艺或焊接过程有关信息；e)考虑焊后热处理的检测时机；f)焊前和(或)焊后母材超声检测结果；g)标记焊缝坐标点和坐标系统文件。3GB/T40732—2021/ISO22825:2017按本文件检测的人员应按照ISO9712或合同各方同意的体系进行资格鉴定与认证，并由雇主或其代表对其进行岗位培训和操作授权。试。宜记录并保存这些培训和鉴定结果。用于检测的设备应满足ISO22232-1和ISO22232-2的要求。除仪器和探头的组合性能应满足ISO22232-3外，双晶纵波探头可在ISO22232-3规定以外适合的试块上进行验证。双晶探头应在被测的典型材料上获得可用的聚焦曲线。可选用满足以下要求的相控阵设备：—-—相控阵设备符合ISO18563-1和ISO18563-2的要求；——除双晶纵波探头外，设备的组合性能验证应按ISO18563-3描述的方法进行；双晶纵波探头可按ISO18563-3规定以外适合的试块上进行验证。双晶探头应在被测的典型材料上获得可用的聚焦曲线。7纵波检测范围设置应在合适的试块上调节范围，设计与ISO7963确定的2号试块类似的试块，见附录B,试块中至少一个圆弧面的半径应与探头焦距接近。在试块圆弧面上找到最高反射回波后，应在探头侧边标记入射点。由于难于获得大角度探头和爬波探头的最高反射回波，可选择发射声束中的横波进行替代，获取其最高反射回波。如果选取此方法，应在书面检测工艺规程中给出调节方法。指示两个不同半径的回波信号。上半径与探头焦距接近的圆弧面进行零点校正。使用8.2或8.3中的反射体修正指示的几何位置时，可考虑母材和焊缝的声速差异。应在每次检测4GB/T40732—2021/ISO22825:2017如果在核查中发现偏离，应按表1要求进行修正。表1范围偏离1时基线偏差值≤5%无需修正，继续检测2时基线偏差值>5%应修正设定，同时该设备前次校验后检查的全部焊缝应重新检测8灵敏度设置应采用带焊缝的试块作为参考试块调节灵敏度。焊缝参考试块见附录C。参考试块的厚度应与检测对象的厚度相近，厚度差不大于10%厚度或3mm两者的较大值。参考反射体为焊缝中心线和/或熔合线上的横孔，或者为熔合线上的平底孔。表面刻槽应作为近表面缺陷的参考反射体检测。具体参见图C.1、图C.2和图C.3。当使用双晶探头时，应基于探头聚焦曲线确定与壁厚相关的声束扫查区域。应在书面工艺规程上规定声束扫查区域。应根据书面工艺规程要求，在每次检测前调节灵敏度设置。检测面与探头靴底面的间隙g不应大于0.5mm。对于圆柱面或球面，上述要求按公式(1)核查： (1)式中：a——探头接触面宽度，单位为毫米(mm);D——工件直径，单位为毫米(mm)。如果间隙g值大于0.5mm,则探头靴底面应修磨至与曲面吻合，灵敏度和时基范围也应做相应调整。检测过程中至少每4h和检测结束时，应对灵敏度进行核查。当系统参数发生变化或等同设定变化受到质疑时，也应重新对灵敏度进行核查。如果在核查中发现偏离，应按表2要求进行修正。表2灵敏度偏离1偏差≤2dB无需修正，继续检测22dB<偏差<4dB继续检测之前应修正设置3灵敏度降低值>4dB设置应修正，上次修正以来的所有检测应重新进行4灵敏度增加值>4dB设置应修正，上次修正以来的所有指示记录应重新评价8.2横孔应用如果在熔合线上使用横孔，应按以下要求完成灵敏度设置：5GB/T40732—2021/ISO22825:2017a)建立声束只在母材传播的灵敏度曲线；b)建立声束在焊缝传播后的灵敏度曲线。如果使用焊缝中心线上的反射体，除异种金属焊缝外(焊缝两侧母材声学性能不一致),可只从焊缝一侧完成灵敏度设置。典型的横孔直径为3mm。8.3其他参考反射体应用为检测某些特定的不连续和/或焊缝指定区域的不连续，可采用其他类型和尺寸的参考反射体。在在管接头焊缝检测中，平底孔和刻槽是典型的参考反射体类型。管接头对接焊缝检测示例见典型的平底孔直径为2mm～5mm之间。9检测工艺规程和超声技术9.1制定检测工艺规程应根据图1所示流程图的主要步骤制定检测工艺规程。应制定书面检测工艺规程。检测工艺规程应至少包括以下信息：a)检测目的和范围；b)检测技术；c)检测等级；d)人员资格/培训要求；e)仪器要求；f)每个聚焦区域或部位的探头；i)仪器设置；j)检测面和表面状态；k)扫查方向和探头布置；1)母材检测；m)指示评价；n)验收等级和(或)记录等级；o)报告要求；p)环境和安全问题。6GB/T40732—2021/ISO22825:2017规定检测目的和范围选择检测技术准备检测和/或参考试块选择和调校仪器建立初始设置准备初始检测工艺是试块上验证初始是试块上验证初始工艺是否可以改进?否补充细化检测工艺考虑备选技术补充细化检测工艺否是不可接受是否可以改进?构件上验证检测是不可接受是否可以改进?工艺可接受完成检测工艺和培训人员(如必要)不可接受根据规范检查程序可接受完成检测工艺图1书面超声检测工艺规程的必要步骤7GB/T40732—2021/ISO22825:2017应根据相关试件上的初始检测示例(参见附录C)为基础选择检测技术。这些检测包括测试母材中的(横波和/或纵波)声束传输衰减、试验确定(横波和/或纵波检测)焊缝时的基本噪声水平和了解检测焊缝不同部位人工反射体的信噪比水平。可选用横波检测技术。如果信噪比不小于12dB,则可按照ISO17640或ISO13588(相控阵)描述的方法进行检测。b)母材晶粒较细但焊缝组织粗大。区域及其反射体。横波可用来检测不需穿透焊缝的熔合线区域缺陷。为了检测焊缝内和穿透术(参见附录A)。对于相控阵检测技术，如果满足本部分的其他要求，可使用c)母材和焊缝组织粗大。在此情况下，要求纵波穿越母材和焊缝区域。应使用纵波直射技术检测。某些双相钢检测可能是此种情况，参见附录A。对于相控阵检测技术，如果满足本部分的其他要求，可使用ISO13588规定的D级检测。d)超声在焊缝和/或母材传播后没有足够的信噪比水平。在此情况下，应考虑选择其他无损检测焊缝不同部位(区域)选定基本技术后，应优化每个区域的基本检测技术。选用双晶折射纵波探头缝壁厚范围。探头检测聚焦曲线波幅变化不应超过3dB,以确保检出边界和不同检测区域边界的不连9.5折射纵波实际应用人工扫查宜沿平行于焊缝中心线且固定探头间距的沿线扫查方式实施，因此可发现时基线上相关信号位置。检测技术参见附录A。用于范围设置的校准试块参见附录B。用于灵敏度设置的参考试块参见附录C。8GB/T40732—2021/ISO22825:201710指示分类和尺寸测量合适的标注方法。11焊缝检测根据9.2的规定，应按照书面检测工艺规程检测焊缝及其热影响区。表面应无任何可能影响超声检测的不平整的物质。扫查表面的起伏和其他表面轮廓的局部变化，不应导致探头和扫查面的间隙大于0.5mm(见8.1)。如果表面粗糙，可能影响表面扫查或者表面反射的效果。对于机加工面，表面粗糙度Ra不大于除非能证明母材区域不连续的存在不影响斜入射扫查焊缝(如制造中早期检测),否则扫查区域的母材应在焊前或焊后进行直射纵波检测。调整相应的检测技术。当焊缝斜入射检测受到严重影响时，应考虑选择其他无损检测方法(如射线检测)。声束扫查应覆盖整个检测区域。声束扫查可沿平行于焊缝中心线的直线进行扫查(沿线扫查)。同在相应参考试块上确定时基线位置一样，相关检测部位时基线的计算，应是检测工艺规程内容之一。9GB/T40732—2021/ISO22825:2017b)检测对象标识；e)被检焊缝/焊接接头所处位置；f)几何结构草图(如需);h)制造状态；i)表面状态；j)记录被检对象温度(如温度不在0℃~60℃范围内);m)检测机构标识和检测人员资格认证信息。检测报告应包含与仪器相关的以下信息：d)耦合剂。检测报告应包含与检测技术相关的以下信息：c)探头移动区位置；d)参考点和所用坐标系详情；e)探头放置部位；f)时基线范围；g)灵敏度设定方法及其数值；h)参考等级；i)母材检测结果；j)验收标准和(或)记录等级；k)与本文件或合同要求的偏离；l)任何潜在影响检测实施的因素。GB/T40732—2021/ISO22825:2017检测报告应包含记录指示以下信息的表格汇总(或草图):d)按指定的验收和(或)记录等级做出的评价结果。GB/T40732—2021/ISO22825:2017(资料性)纵波斜入射技术A.1折射纵波和纵波。图A.1入射角小于第一临界角产生的波型接收特征等同于发射特征。因此，图A.1也适用于接收。粗晶和各向异性焊缝超声检测的通用频率为2MHz。根据材质晶粒大小，也可使用更高(有时更A.2折射纵波直射技术通过斯涅耳定律可计算折射角度。尽管纵波被用来穿透材料(如焊缝),但横波也是存在的。同时横波的出现可能产生虚假信号或误判(如果没正确培训检测人员)。图A.2b)给出折射纵波如何在焊缝中直接入射发现不连续。除非磨平焊缝余高，探头放置在磨平顶角等参数共同确定。GB/T40732—2021/ISO22825:2017a)直接入射b)直射焊缝模式图A.2直射检测A.3折射纵波伴随波型转换当使用纵波时，经底面反射的间接LL技术不可行。其主要原因是入射角为45°~70°范围内的纵波经在底面反射后，丧失大量能量并经波型转换为折射横波。为克服该不足并更好利用该特点，通过TL技术(横波-纵波技术)经波型转换产生纵波，见图A.3a)。这要求母材能适于横波传播。如可行，则无需磨平焊缝余高。图A.3b)给出折射纵波如何在焊缝中间接入射发现不连续。如采用该间接模式，在扫查面上探头同时产生直射纵波。直射纵波的出现可能产生虚假信号或误判(如果没正确培训检测人员)。a)间接入射(转换模式)b)焊缝检测间接模式1——纵波；2——横波；4——反射体。图A.3间接检测A.4折射纵波串列法和角反射串列技术在横波检测中，采用串列式技术可以检测垂直于表面的不连续。当仅使用纵波是不可能实现的。但是，通过采用A.3的基本原则，实现如图A.4所示的串列技术是可行的。在该技术中，使用了波GB/T40732—2021/ISO22825:2017型转换。该技术主要用于检测与检测面垂直的裂纹(如位于焊缝中心线的冷裂纹或者未熔合)。借助两个探头前后间距变化(即深度范围检测区域变化),可检出工件中不同深度范围内的平面型的垂直的不连续。发射和接收探头重合，见图A.4b)所示。该技术的最优深度范围检测区域为固定值(深度为焊缝注2:对于角反射串列技术，相同类型的探头可用于直接和间接模式，见A.2和A.3。这意味着相同的反射体能同a)波型转换串列技术b)角反射串列技术标引序号说明A.5爬波技术爬波是特殊的折射纵波。即便是粗晶各向异性的焊缝，爬波都能以较高灵敏度检测表面和近表面的缺陷。一个波长的深度内传播。爬波不沿着曲面传播。表面5mm～15mm深度的缺陷。的0.9倍。表面波倾向于沿曲面传播。在异质界面产生爬波的同时，也产生横波(也叫头波),见图A.5a)。这些头波在底面产生二次爬用于长距离检测。GB/T40732—2021/ISO22825:20171-——纵波；A.6全厚度范围覆盖由于双晶纵波斜探头在特定的深度上具有较好的检测灵敏度，因此要使用多个探头，确保焊缝全厚度范围覆盖扫查。在100mm厚的焊缝中，如何使用多个探头使其焦区覆盖整个焊缝厚度范围的示例，见图A.6。在此示例中，仅使用直接技术，辅助爬波扫查近表面区域。相同原理适用于间接技术。绘制不同探头的聚焦曲线，可确保探头声束全厚度范围覆盖。GB/T40732—2021/ISO22825:2017A——波幅；f——焦距；探头；“角度；区域。图A.6全厚度覆盖GB/T40732—2021/ISO22825:2017(资料性)用于范围设置的不锈钢校准试块奥氏体钢焊缝检测的斜探头范围设置的校准试块草图见图B.1。R₁——半径1;R。半径2。图B.1不锈钢校准试块图B.2给出半径25mm/50mm和50mm/100mm的两个试块图片。制作材料为AISI304(见ASTMA240/A240M:2016)和X5CrNi18-10(见EN10028-7:2007中材料序号1.4301)。GB/T40732—2021/ISO22825:2017图B.2不锈钢校准试块和探头GB/T40732—2021/ISO22825:2017(资料性)C.1典型的参考试块参考反射体可为横孔或平底孔。表面刻槽代表着探测面和底面的表面不连续。刻槽可为矩形槽或C.2参考试块的用途参考试块有以下用途：a)获得母材和焊缝的噪声水平(在加工人工反射体前);致);d)为每个检测区域编制检测工艺进行探头优化验证；f)现场校准。C.3.1含横孔和刻槽的试块为避免相邻反射体的干扰，推荐在试块的不同平面上加工相邻区域的反射体。试块示例见图横孔的长度宜为探头宽度减5mm,最小为25m。刻槽长度宜至少为25mm。GB/T40732—2021/ISO22825:2017nn图C.1含横孔和刻槽的试块C.3.2含平底孔和刻槽的试块含平底孔和刻槽的试块示例见图C.2。接技术检测[见图C.3b]]。声束是否覆盖整个焊缝厚度区域，宜由焊缝内的反射体来验证。如果任何20GB/T40732—2021/ISO22825:20174——通孔；5——焊缝；图C.2含平底孔和刻槽的焊缝试块a)用于直接检测技术平底孔b)用于间接检测技术的平底孔1——平底孔。图C.3含平底孔和刻槽的试块示例GB/T40732—2021/ISO22825:2017[1]ISO13588Non-destructivetesting—Ultrasonictesting—Useofautomatedphasedarraytechnology[2]ISO16811Non-destructivetesting—Ultrasonictesting—Sensitivityandrangesetting[3]ISO16827Non-destructivetesting—Ultrasonictesting—Characterizationandsizingofdiscontinuities[4]ISO17640Non-destructivetestingofwelds—Ultrasonictesting—Techniques,testinglev-[5]ISO18563-1Non-destructivetesting—Characterizatio