DB41T 1827-2019 压力管道环向焊接接头相控阵超声检测规范

DB41河南省市场监督管理局发布I 1 1 1 2 8 本标准由河南省承压类特种设备标准化技术委员会提出本标准起草单位：河南省锅炉压力容器安全检1压力管道环向焊接接头相控阵超声检测规范本标准规定了压力管道环向焊接接头采用一维线性阵列相控阵超声检测方法和数据分本标准适用于管外径大于或等于159mm，管壁厚为6mm～60mm的细晶钢全焊缝两侧母材厚度不同时，取薄侧的厚度值）的相控阵超凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）GB/T23905无损检测超声GB/T32563无损检测超声检测相控NB/T47013.1—2015承压设备无损检测第1部分：通用要求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：衍射时差法超声检测GB/T12604.1和GB/T32563界定的以及下列术语和定义适b——被动孔径长度，单位为毫米（mm2单次激发晶片组的总长度，又称为主动孔径..........................线性阵列探头中晶片的长度尺寸，见图1中b。用一个特定的聚焦法则激活一组晶片，形成一个固定不4基本规定4.1检测人员4.1.1相控阵超声检测人员应具有特种设备超声波检测Ⅱ级及以上资格，并具有相关的管道环向对接4.2检测设备及器材4.2.1一般要求4.2.1.1相控阵超声检测设备及器材包括相控阵超声仪器、软件、探头、楔块、扫查装置和附件。4.2.2相控阵超声仪器4.2.2.1相控阵超声仪器应为脉冲回波型仪器，应含有多路独立的脉冲发射和接收通道，其放大器的4.2.3相控阵超声检测软件34.2.3.1相控阵超声仪器检测软件应4.2.3.2离线分析软件应有查看关键检测参数设置和检测数据图像分析功能。4.2.4相控阵超声探头及楔块4.2.4.1线性阵列相控阵探头的晶片数4.2.4.4探头和楔块组合声束偏转范围，不应超过生产厂家的推荐范围。4.2.4.5楔块应与探头匹配，可安装在扫查装置上；检测时，斜角范围不应超过生产厂家推荐值。4.2.4.6楔块底部宽度方向的曲率应与管道表面曲率相匹配。4.2.5相控阵超声检测扫查装置4.2.5.1扫查装置包括探头和楔块夹持机构、驱动部分、4.2.5.2探头夹持部分在扫查时应保证探头的传播声束与焊缝长度方向夹角不变，可在不同曲率的管4.2.5.4导向部分应能在扫查时保证探头运4.3.1一般要求4.3.1.1试块制作材料应与被检管道材料的声学性能相同或相似，试块材料中超声波声束通过区域应采用直探头检测，不应有大于或等于φ2mm平底孔当量直径的缺陷，试块的制作应符合G4.3.1.2试块扫查面的曲率应与被检管道外径曲率基本一致，或被检管道曲率半径应在试块扫查面曲>5004.3.2标准试块4孔径尺寸误差不应大于±0.02mm，其它尺寸误差不应大于±0.4.3.2.2声束偏转评定标准试块，用于相控阵声束偏转范围、分辨率等测试，其4.3.3对比试块54.3.3.2对比试块的长度应满足最大设置角度的检测要求，横通孔位置及5、10222264.3.4模拟试块4.3.4.1模拟试块的规格、材质、坡口型式及尺寸和焊接工艺，应与被检管道环向对接接头相同或相4.3.4.2模拟试块中的模拟缺陷类型，应包括根部未焊透、未熔合、夹4.4耦合剂4.4.1耦合剂宜选用水、机油、化学浆糊和甘油等透声性良好、易清洗、无毒无害无腐蚀的材料。在4.4.2实际检测采用的耦合剂应与检测系统4.5检测工艺文件f)检测设备器材的要求（包括仪器、扫查装置、试块、h)检测系统的设置和校准要求（系统设置）；j)检测过程的要求(检测温度、扫查覆盖、扫查速度、扫查4.5.2检测前应根据检测工艺规程和被检管道的检7c)被检管道情况（材质、规格、管件类型、坡口型式、坡口角度、焊接方法、e)检测设备器材（仪器、探头、楔块、扫查装置）；4.5.3工艺规程中所涉及的相关因素见表3所示，当相关因素的1234.6工艺可靠性验证4.6.1编制的操作指导书在首次应用前，应进行工艺可靠性验证。4.6.2工艺验证的具体方法应符合下列要b)应采用与工艺要求相同的扫查方式，4.7检测设备和器材的校准、核查、运行核查和检查4.7.1校准、核查b)每年应至少对标准试块和对比试块的表面腐蚀与机械损伤进行一次核4.7.2运行核查和检查4.7.2.2运行核查和检查应符合下列要求：8c)每次检测前应对相控阵超声探头晶片灵敏度差值和失效性进行测试和记录，测试结果应满d)每次检测前应对相控阵超声探头和楔块组合声束偏转范围及分辨率进行测试和记录，测试结果应满足检测要求，测试方法应按附录B进行；4.8.1在高空进行操作时，应考虑人员、检测设备器材坠落等因素，4.8.2在密闭空间内进行操作时，应考虑氧气含量、粉尘吸入等因素，并采取必要的保护措施。4.8.3在深冷、高温等条件下作业时，应考虑冻伤、中暑等因素，并采取必要的保护措施。4.8.4在有毒、有害气体条件下作业时，应仔细加以辨识，并采取必要的保护措施。5.1检测区域5.1.1检测区域由对接接头检测区域宽度5.2扫描类型选择5.2.1扫描类型应根据管道坡口型式和壁厚选择一种或两种扫描类型。无论采用何种扫描类型，应保证焊接接头全截面有效覆盖，并检出各区域5.2.2V型坡口，宜采用图8所示的S-扫描，或图9所示的S-扫描和E-扫描组合。图8V型坡口S-扫描示意图图9V型坡口S和E-扫描组合示意图95.3扫查方式选择5.3.1扫查方式主要有下列几种形式：b)锯齿扫查：当无法实施沿线扫查时，对焊5.3.2扫查方式的选择应保证扫查声束对被检焊接接头全部横截面得到有效覆盖。由于条件受限无法VS-扫描+E-扫描b横向缺陷，可采用斜向扫查或平行扫查；如采用平行扫查，应将焊缝余高去除后进行；需要时,对可疑部位或平行扫查，适用于焊缝余高去除后焊缝中的横向缺陷扫查，探头放置在焊缝上，声束方向与焊缝长度方向平h双V或U型坡口焊缝检测，宜配置60°~70°楔块，进行相控阵超声检测。5.4探头选择5.4.1在保证灵敏度的前提下，宜选择晶片数较少的探头。5.4.2应根据管道厚度选择探头，探头技术参数应按表5进行选择MHz>15～50>50～605.5楔块选择5.5.1楔块角度选择应根据被检管道焊缝坡口型式进行。对于V型坡口焊缝，宜选择55°~60°的楔块；对于双V型或U型坡口焊缝，宜选择55°~70°的楔块；当扫查空间受限时，可选择较小尺寸的5.5.2楔块底面应与被检管道表面有良好的接触和耦合。宜选择与被检管道曲率相同或相近的曲率底5.6扫描覆盖5.6.1应使用声束模拟软件或几何视图，对被5.6.3当采用沿线扫查时，可采用多个探头或多个聚焦法则组合扫查（如两个或两个以上探头对称扫5.7探头步进偏移确定6.1.1.1仪器调校前应根据被检管道环向对接焊接接头的基本参数和探头、楔块的选择情况，在仿真6.1.1.2聚焦法则参数的设置应包含下列a)晶片数量：设定聚焦法则使用的一b)晶片位置：设定激发晶片的起始位置；e)声速参数：设定在管道中的声速，如横波6.1.2.1焊接接头初始扫查时，聚焦深度宜设置在最大探测声程处。6.1.2.2对缺陷进行精确定量时，或对特定区域检测需获得更高的灵敏度和分辨率时，可将焦点设置在该区域。6.1.3.1无论选择何种扫描类型，偏转方向激发孔径尺寸6.1.4.1S-扫描声束偏转角度设置，应考虑焊缝热影响区宽度和焊缝根部覆盖，最小偏转角度设置应覆盖热影响区外侧，最大偏转角度设置应覆盖焊缝根部和热影响区，声束角度范围宜为30°~75°;当壁厚较小时，不宜采用过小角度声束。2>50～6016.1.5.1E-扫描声束偏转角度设置，应与焊缝坡口角度垂直，折射角度宜为45°~70°。6.1.5.2E-扫描的晶片步距设置宜为1个。6.1.6.1检测前应对各个检测通道的深度或声程显示范围进行设6.1.7.1检测前应将检测系统设置为扫查步进采集信号6.2.1.1检测前应在试块上进行声速6.2.2.1检测前应在试块上进行角度校正6.2.2.4不同角度相对同深度的回波高度最6.2.4.1检测前应对使用的编码器进行校准，校准可在被检管道表面上进行。6.2.4.2校准方法是将编码器移动一定距离（最小500m6.3.1.1检测前应根据所选用的距离-波幅（DAC）曲线或时间-增益（TCG）曲线设6.3.1.2距离-波幅（DAC）曲线设置灵敏度适用于锯齿、斜向和平行扫查；6.3.1.3试块的表面耦合损失和材料衰减应与c)当用一次反射法时，最深校准孔深度不应小于2.2倍壁厚；当用直射法时，最深校准孔深度>40～606.3.3.2校准后所使用的声程范围内相同反射体的回波高度最b)检测过程中检测设备停机后开机或更换部件时；6.4.2.1复核内容应包括灵敏度、位移精度和1不需要采取措施，必要时可通过软件纠正212127.1.2探头移动区内应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质，表面应平整便于探头的扫查7.1.3对于保留余高的焊缝，如焊缝表面有咬边，较大的隆起和凹陷等应进行适当的修磨，过度处理；对于去除余高的焊缝，应将余高打磨至与邻近母7.2.1检测前应在管道扫查面上做标识，标识内容应至少包括定位标记、扫查方向，同时应7.2.2当管径较大（焊缝较长）或无法一次扫查完成时，应进行分段扫查并划出分段7.3.3管道环向焊缝在长度方向进行扫查时，7.4.1当采用锯齿扫查时，探头移动速度不应超7.4.2当采用沿线扫查时，扫查速度应小于或等于最大扫查速VMAX=ΔX....................................ΔX——设置的扫查分辨率，单位为毫米（mm7.5.1扫查过程中应注意波幅状况，如7.6.1每幅相控阵超声扫查检测数据，应在每一次扫查结束后按照仪器存储操作程序要求7.7.2现场检测时，被检管道表面温度范围应控制在0℃~50℃之内。超出该温度范围时，可采用7.8.1应对相控阵超声波束通过的母材区域，采用直探头或相控阵b)数据丢失量不应超过单次扫查长度的58.2.1显示分为相关显示和非相关显示。相关显示是由缺陷引起的显示；非相关显示是由声束旁瓣和8.3.4缺陷埋藏深度和自身高度的8.3.4.1在E-扫描、S-扫描显示图像上，埋藏深8.4.3相邻两个或多个缺陷显示（非点状），其在a)缺陷埋藏深度应以两缺陷埋藏深度的较小值作为单个缺陷埋c)如两缺陷在与缺陷长度相垂直方向无重叠，应以其中较大的缺陷自身高度作为单个缺陷自身高度；如两缺陷在与缺陷长度相垂直方向投影有重叠，应以两缺陷自身高度之和作为单8.4.7当各类缺陷评定的质量级别不同时，应以质量级别最低的作为焊接接头的质量级别。ⅠⅠ 长度小于或等于焊缝周ⅡⅡⅠ-长度小于或等于焊缝周Ⅱ在任意12t范围内累计长度不得超过4t且最ⅢⅠ者ⅡⅢ注：采用DAC曲线检测时，焊接接头内部缺陷应按反射波幅所在区域和允许单个缺陷指示长度进行评定；采用TCG曲线检测时，焊接接头内部缺陷应按允许单个缺陷指示长度和自身高度进行评定；对接头两侧母9检测报告及存档9.1检测报告方式、聚焦法则设置、探头配置、扫查灵敏度、扫查模式、表面状态、操作温度h)检测数据：数据文件名称、缺陷位置与尺寸、质量级别及缺陷部位图像；A.1测试方法A.1.3仪器的聚焦法则设置：应由探头的第一个晶片开始逐个激发，每次步进一个晶片，到最后一个A.1.4观察阵列中每个晶片的A扫描显示，并应记录每个晶片信号幅值达到80%时的增益，结果应记录123456789A.2失效晶片判定方法A.2.2允许的失效晶片的数量不应超过总数的12.5%，所激发晶A.2.3相控阵超声探头中失效晶片的总数及失效晶片位置A.2.5条件允许情况下，在更换相控阵超声探头之前，应先更换一根电缆，确认失效晶片不是由电缆A.2.6采用适配器与相控阵超声仪器连接的方法，测试仪器到探头的所有输出通道是否有效。判断相触表面的耦合和受力均匀，应采用适当保证耦合效果不变的措施，达到恒定的测试结果。B.2.1将测试的相控阵探头加装在所使用的探头楔块上，根据探头预设的声束扫描扩散角范围设置探B.2.2测试用的试块材料应与被检工件相同或相近，在试块上加工一系