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超聲波檢測小知識(shí)

2023-02-16 10:59:00


超聲檢測,英文簡稱UT(Ultrasonic Testing),它是工業(yè)上無損檢測的方法之一。
超聲波進(jìn)入物體遇到缺陷時(shí),一部分聲波會(huì)產(chǎn)生反射,發(fā)射和接收器可對(duì)反射波進(jìn)行分析,就能異常精確地測出缺陷來,并且能顯示內(nèi)部缺陷的位置和大小,測定材料厚度等。

超聲檢測小知識(shí)



超聲波探傷方法與適用范圍


中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(超聲波探傷標(biāo)準(zhǔn)),本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了檢驗(yàn)焊縫及熱影響區(qū)缺陷,確定缺陷位置、尺寸和缺陷評(píng)定的一般方法及探傷結(jié)果的分級(jí)方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于母材厚度不小于8mm的鐵素體類鋼全焊透熔化焊對(duì)接焊縫脈沖反射法手工超聲波檢驗(yàn)。
本標(biāo)準(zhǔn)不適用于鑄鋼及奧氏體不銹鋼焊縫;外徑小于159mm的鋼管對(duì)接焊縫;內(nèi)徑小于等于200mm的管座角焊縫及外徑小于250mm和內(nèi)外徑之比小于80%的縱向焊縫。

2 超聲波探傷方法引用標(biāo)準(zhǔn)


ZB Y344 超聲探傷方法用探頭型號(hào)命名;
ZB Y231 超聲探傷方法用探頭性能測試;
ZB Y232 超聲探傷方法用1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)試塊技術(shù)條件 ;
ZB J04 001 A型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)工作性能測試方法;


 超聲波探傷相關(guān)術(shù)語 


3.1 簡化水平距離l’ 

從探頭前沿到缺陷在探傷面上測量的水平距離;

3.2 缺陷指示長度△l 

焊縫超聲檢驗(yàn)中,按規(guī)定的測量方法以探頭移動(dòng)距離測得的缺陷長度;

3.3 探頭接觸面寬度W 

環(huán)縫檢驗(yàn)時(shí)為探頭寬度,縱縫檢驗(yàn)為探頭長度;

3.4 縱向缺陷 

大致上平行于焊縫走向的缺陷;

3.5 橫向缺陷 

大致上垂直于焊縫走向的缺陷;

3.6 幾何臨界角β’

筒形工件檢驗(yàn),折射聲束軸線與內(nèi)壁相切時(shí)的折射角;

3.7 平行掃查 

在斜角探傷中,將探頭置于焊縫及熱影響區(qū)表面,使聲束指向焊縫方向,并沿焊縫方向移動(dòng)的掃查方法;

3.8 斜平行掃查 

在斜角探傷中,使探頭與焊縫中心線成一角度,平等于焊縫方向移動(dòng)的掃查方法;

3.9 探傷截面 

串列掃查探傷時(shí),作為探傷對(duì)象的截,一般以焊縫坡口面為探傷截面; 

3.10 串列基準(zhǔn)線 

串列掃查時(shí),作為一發(fā)一收兩探頭等間隔移動(dòng)基準(zhǔn)的線,一般設(shè)在離探傷截面距離為0.5跨距的位置;

3.11 參考線 

探傷截面的位置焊后已被蓋住,所以施焊前應(yīng)予先在探傷面上,離焊縫坡口一定距離畫出一標(biāo)記線,該線即為參考線,將作為確定串列基準(zhǔn)線的依據(jù);

3.12 橫方形串列掃查 

將發(fā)、收一組探頭,使其入射點(diǎn)對(duì)串列基準(zhǔn)線經(jīng)常保持等距離平行于焊縫移動(dòng)的掃查方法;

3.13 縱方形串列掃查 

將發(fā)、收一組探頭使其入射點(diǎn)對(duì)串列基準(zhǔn)線經(jīng)常保持等距離,垂直于焊縫移動(dòng)的掃查方法。 

檢驗(yàn)人員


4.1 從事焊縫探傷的檢驗(yàn)人員必須掌握超聲波探傷的基礎(chǔ)技術(shù),具有足夠的焊縫超聲波探傷經(jīng)驗(yàn),并掌握一定的材料、焊接基礎(chǔ)知識(shí);

4.2 焊縫超聲檢驗(yàn)人員應(yīng)按有關(guān)規(guī)程或技術(shù)條件的規(guī)定經(jīng)嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核,并持有相關(guān)考核組織頒發(fā)的等級(jí)資格證書,從事相對(duì)應(yīng)考核項(xiàng)目的檢驗(yàn)工作;

注:一般焊接檢驗(yàn)專業(yè)考核項(xiàng)目分為板對(duì)接焊縫;管件對(duì)接焊縫;管座角焊縫;節(jié)點(diǎn)焊縫等四種。

4.3 超聲檢驗(yàn)人員的視力應(yīng)每年檢查一次,校正視力不得低于1.0。


探傷儀、探頭及系統(tǒng)性能 


5.1 探傷儀 

使用A型顯示脈沖反射式探傷儀,其工作頻率范圍至少為1-5MHz,探傷儀應(yīng)配備衰減器或增益控制器,其精度為任意相鄰12dB誤差在±1dB內(nèi),步進(jìn)級(jí)每檔不大于2dB,總調(diào)節(jié)量應(yīng)大于60dB,水平線性誤差不大于1%,垂直線性誤差不大于5%。

5.2 探頭 

5.2.1 探頭應(yīng)按ZB Y344標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定作出標(biāo)志;

5.2.2 晶片的有效面積不應(yīng)超過500mm2,且任一邊長不應(yīng)大于25mm;

5.2.3 聲束軸線水平偏離角應(yīng)不大于2°;

5.2.4 探頭主聲束垂直方向的偏離,不應(yīng)有明顯的雙峰,其測試方法見ZB Y231;

5.2.5 斜探頭的公稱折射角β為45°、60°、70°或K值為1.0、1.5、2.0、2.5,折射角的實(shí)測值與公稱值的偏差應(yīng)不大于2°(K值偏差不應(yīng)超過±0.1),前沿距離的偏差應(yīng)不大于1mm,如受工件幾何形狀或探傷面曲率等限制也可選用其他小角度的探頭;

5.2.6 當(dāng)證明確能提高探測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,或能夠較好地解決一般檢驗(yàn)時(shí)的困難而又確保結(jié)果的正確,推薦采用聚焦等特種探頭。

5.3 系統(tǒng)性能 

5.3.1 靈敏度余量 

系統(tǒng)有效靈敏度必須大于評(píng)定靈敏度10dB以上。

5.3.2 遠(yuǎn)場分辨力 

a.直探頭:X≥30dB;
b.斜探頭:Z≥6dB。

5.4 探傷儀、探頭及系統(tǒng)性能和周期檢查 

5.4.1 探傷儀、探頭及系統(tǒng)性能,除靈敏度余量外,均應(yīng)按ZB J04 001的規(guī)定方法進(jìn)行測試;

5.4.2 探傷儀的水平線性和垂直線性,在設(shè)備首次使用及每隔3個(gè)月應(yīng)檢查一次;

5.4.3 斜探頭及系統(tǒng)性能,在表1規(guī)定的時(shí)間內(nèi)必須檢查一次。


超聲波探傷試塊


6.1 標(biāo)準(zhǔn)試塊的形狀和尺寸,試塊制造的技術(shù)要求應(yīng)符合ZB Y232的規(guī)定,該試塊主要用于測定探傷儀、探頭及系統(tǒng)性能。 

6.2 對(duì)比試塊的形狀和尺寸見產(chǎn)品自身附錄

6.2.1 對(duì)比試塊采用與被檢驗(yàn)材料相同或聲學(xué)性能相近的鋼材制成。

試塊的探測面及側(cè)面,在以2.5MHz以上頻率及高靈敏條件下進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),不得出現(xiàn)大于距探測面20mm處的Φ2mm平底孔反射回來的回波幅度1/4的缺陷回波。

6.2.2 試塊上的標(biāo)準(zhǔn)孔,根據(jù)探傷需要,可以采取其他形式布置或添加標(biāo)準(zhǔn)孔,但應(yīng)注意不應(yīng)與試塊端角和相鄰標(biāo)準(zhǔn)孔的反射發(fā)生混淆。

6.2.3 檢驗(yàn)曲面工件時(shí),如探傷面曲率半徑R小于等于W2/4時(shí),應(yīng)采用與探傷面曲率相同的對(duì)比試塊,反射體的布置可參照對(duì)比試塊確定,試塊寬度應(yīng)滿足式(1):

b≥2λ S/De (1) 式中 b--試塊寬度,mm;
λ--波長,mm;
S--聲程,m;
De--聲源有效直徑,mm 

6.3 現(xiàn)場檢驗(yàn),為校驗(yàn)靈敏度和時(shí)基線,可以采用其他型式的等效試塊。 


 檢驗(yàn)等級(jí)(根據(jù)超聲波探傷標(biāo)準(zhǔn))


7.1 檢驗(yàn)等級(jí)的分級(jí) 

根據(jù)質(zhì)量要求檢驗(yàn)等級(jí)分為A、B、C三級(jí),檢驗(yàn)的完善程度A級(jí)較低,B級(jí)一般,C級(jí)較高,檢驗(yàn)工作的難度系數(shù)按A、B、C順序逐級(jí)增高。
應(yīng)按照工件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、焊接方法、使用條件及承受載荷的不同,合理的選用檢驗(yàn)級(jí)別。

檢驗(yàn)等級(jí)應(yīng)接產(chǎn)品技術(shù)條件和有關(guān)規(guī)定選擇或經(jīng)合同雙方協(xié)商選定。

注:A級(jí)難度系數(shù)為1;B級(jí)為5-6;C級(jí)為10-12。

本標(biāo)準(zhǔn)給出了三個(gè)檢驗(yàn)等級(jí)的檢驗(yàn)條件,為避免焊件的幾何形狀限制相應(yīng)等級(jí)檢驗(yàn)的有效性,設(shè)計(jì)、工藝人員應(yīng)考慮超聲檢驗(yàn)可行性的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝安排。

7.2 檢驗(yàn)等級(jí)的檢驗(yàn)范圍 

7.2.1 A級(jí)檢驗(yàn)采用一種角度的探頭在焊縫的單面單側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn),只對(duì)允許掃查到的焊縫截面進(jìn)行探測。

一般不要求作橫向缺陷的檢驗(yàn).母材厚度大于50Mm時(shí),不得采用A級(jí)檢驗(yàn)。

7.2.2 B級(jí)檢驗(yàn)原則上采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn),對(duì)整個(gè)焊縫截面進(jìn)行探測。母材厚度大于100mm時(shí),采用雙面雙側(cè)檢驗(yàn)。受幾何條件的限制,可在焊縫的雙面半日側(cè)采用兩種角度探頭進(jìn)行探傷。條件允許時(shí)應(yīng)作橫向缺陷的檢驗(yàn)。

7.2.3 C級(jí)檢驗(yàn)至少要采用兩種角度探頭在焊縫的單面雙側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn),同時(shí)要作兩個(gè)掃查方向和兩種探頭角度的橫向缺陷檢驗(yàn),母材厚度大于100mm時(shí),采用雙面?zhèn)葯z驗(yàn).其他附加要求是:

a.對(duì)接焊縫余高要磨平,以便探頭在焊縫上作平行掃查;

b.焊縫兩側(cè)斜探頭掃查經(jīng)過的母材部分要用直探頭作檢查; 

c.焊縫母材厚度大于等于100mm,窄間隙焊縫母材厚度大于等于40mm時(shí),一般要增加串列式掃查,掃查方法。


☆ END ☆

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