中厚鋼板超聲波檢驗方法
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1主題內容與適用范圍
本標準規定了鍋爐壓力容器、橋梁、建筑等特殊用途的鋼板超聲波檢驗方法、對比試塊、檢驗儀器和設備、檢驗條件與程序、缺陷的測試與評定、鋼板的質量分級、檢驗報告等。
本標準適用于厚度6－200mm鍋爐與壓力容器、橋梁、建筑等特殊用途的鋼板（奧氏體不銹鋼板除外）的超聲波檢驗。
2引用標準
ZBY 230 A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術條件
GB 8651 金屬板材超聲波板材探傷方法
3一般規定
3.1從事鋼板超聲波檢驗人員須經過培訓，并取得由國家各部委頒發的超聲檢驗人員資格證書。簽發報告者，必須持有Ⅱ級或Ⅱ級以上超聲波檢驗資格證書。
3.2檢驗方式可采用手工的接觸法、液浸法（包括局部液浸法和壓電探頭或電磁超聲探頭的自動檢驗法）。
3.3 所采用的超聲波波型可為縱波、橫波和板波。
3.4在采用3.2所述前兩種方法中以直聲束探頭檢驗為主，斜探頭檢驗為輔，可以水、機油等作為耦合劑。
4對比試塊
4.1對比試塊和試板材質應與被檢驗鋼板聲學性能相同或相似。并要保證內部不存在ф2mm平底孔當量以上的缺陷。
4.2用雙晶直探頭檢驗板厚不大于20mm的鋼板時，所用靈敏度試塊如圖1所示，雙晶直探頭的性能應符合附錄A的要求。
4.3 用單直探頭檢驗鋼板時，靈敏度應符合圖2和表1的規定。
圖1 板厚≤20mm雙晶探頭檢驗用試塊
圖2 單直探頭檢驗用對比試塊
注：垂直度a隨試塊厚度變化見表2。
表1 mm
|
試塊編號 |
被檢驗鋼板厚度 |
檢驗面到平底孔的距離S |
試塊厚度T |
|
1 |
≥13~20 |
7 |
≥15 |
|
2 |
＞20~40 |
15 |
≥20 |
|
3 |
＞40~60 |
30 |
≥40 |
|
4 |
＞60~100 |
50 |
≥65 |
|
5 |
＞100~160 |
90 |
≥110 |
|
6 |
＞160~200 |
140 |
≥170 |
表2
|
試塊厚度 |
≥13~20 |
＞20~40 |
＞40~60 |
＞60~100 |
＞100~160 |
＞160~200 |
|
a |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
4.0 |
4.4用壓電探頭或電磁聲探頭自動超聲檢驗方法時，試塊應在成品板材上切取、其長邊要平行于軋制方向，端面要平直，厚度公差應小于板厚的2%。人工缺陷的位置如圖3所示。根據自動檢驗設備的實際情況，人工缺陷的位置及個數可作適當調整。
圖3 自動超聲用動態試板
注:①人工缺陷為人工平底槽，加云母焊合，深度為板厚的1/2。
②距離S1-S3根據需要而定。
③缺陷1--4規格50mm x10mm.，缺陷5規格40mm x22mm，缺陷6規格100mmx15mm，
缺陷7規格120mm x20mm。
5檢驗儀器和設備
5.1 探傷儀
所用探傷儀的有關性能應滿足ZBY230或GB8651的要求。
5.2 換能器
5.2.1 壓電探頭的選用見表3。
5.2.2 當采用板波法進行檢驗時，波型、波模的選擇應符合GB 8651的要求。
表3
|
板厚, mm |
所 用 探頭 |
探頭標稱頻率，MHz |
|
6~13 |
雙晶直探頭 |
5 |
|
>13~20 |
雙晶直探頭或單晶直探頭 |
≥2.0 |
|
>20 |
單晶直探頭 |
≥2.0 |
6檢驗條件和方法
6.1 檢驗時間
原則上在鋼板加工完畢后進行，也可在軋制后進行。
6.2 檢驗面
被檢驗鋼板的表面應平整，應清除影響檢驗的氧化皮、銹蝕、油污等。
6.3 檢驗靈敏度
6.3.1用壓電探頭時，檢驗靈敏度應計入靈敏度試塊與被檢驗鋼板之間的表面耦合聲能損失(dB)。
6.3.2板厚不大于20mm時，若利用雙晶探頭檢驗，用圖1試塊或在同厚度鋼板上將第一次底波高度調整到滿刻度的50%，再提高靈敏度10dB作為檢驗靈敏度。
6.3.3若使用單晶直探頭時，檢驗靈敏度按圖2試塊平底孔第一次反射波高等于滿刻度的50%來校準。
6.3.4板厚大于20mm時，檢驗靈敏度按圖2試塊平底孔第一次反射波高等于滿刻度的50%來校準。
6.3.5在動態狀況下，利用4.4所述的動態試板中的5#傷，在無雜波的情況下，使第一次人工缺陷反射波高不低于儀器熒光屏滿刻度的80%，再提高6dB作為檢驗靈敏度。
6.4 檢驗部位
從鋼板的任一軋制平面進行檢驗。
6.5 探頭掃查形式
6.5.1利用壓電探頭時，探頭沿垂直于鋼板軋制方向，間距不大于100mm的平行線進行掃查。在鋼板周邊50mm及剖口預定線兩側各25mm內沿其周邊進行掃查。同時為了縮小檢驗，盲區可毛邊交貨。
6.5.2 利用雙晶探頭時，探頭隔聲層應與軋制方向平行。
6.5.3 根據合同或技術協議書或圖紙要求，也可以作其他形式的掃查或100%掃查。
6.6 檢驗速度
用直接接觸法時，掃查速度不得大于200mm/s，用液浸法且儀器又有自動報警裝置時，速度不大于1000mm/s。自動超聲方法不受此限制。
7缺陷的測定與評定
7.1 在檢驗過程中，發現下列三種情況之一即作為缺陷：
7.1.1 缺陷第一次反射波(F1)波高大于或等于滿刻度的50%。
7.1.2當底面(或板端部)第一次反射波(B1)波高未達到滿刻度，此時，缺陷第一次反射波(F1)波高與底面(或板端部)第一次反射波(B1)波高之比大于或等于50%。
7.1.3 當底面(或板端部)第一次反射波(B1)消失或波高低于滿刻度的50%。
7.2 缺陷的邊界或指示長度的測定方法：
7.2.1 檢驗出缺陷后，在其周圍繼續進行檢驗，以確定缺陷的延伸。
7.2.2用雙晶直探頭確定缺陷的邊界或指示長度時，探頭移動方向應與探頭的聲波分割面相垂直。
7.2.3 利用半波高度法確定缺陷的邊界或指示長度。
7.2.4確定7.1.3中缺陷的邊界或指示長度時，移動探頭，使底面(或板端部)第一次反射波高升到檢驗靈敏度條件下熒光屏滿刻度的50%。此時，探頭中心移動距離即為缺陷的指示長度，探頭中心即為缺陷的邊界點。
7.2.5 采用自動超聲方法檢驗后，缺陷的指示長度及邊界的精確測量亦用上述方法。
7.3 缺陷指示長度的評定規則：
7.3.1 單個缺陷按其表觀的最大長度作為該缺陷的指示長度。
7.3.2 對于單個缺陷，若指示長度小于40mm時，則其長度可不作記錄。
7.4 單個缺陷指示面積的評定規則：
7.4.1 單個缺陷按其表觀的面積作為該缺陷的單個指示面積。
7.4.2多個缺陷其相鄰間距小于100mm或間距小于相鄰小缺陷（以指示長度來比較）的指示長度（取其較大值），其各塊缺陷面積之和也作為單個缺陷指示面積。
7.5 缺陷密集度的評定規則：
在任一1mx1m檢驗面積內，按其面積占的百分比來確定。
8鋼板的質量分級
8.1 鋼板質量分級見表4。
表4
|
級別 |
不允許存在的單個
缺陷的指示長度
mm |
不允許存在的單個
缺陷的指示面積
平方厘米 |
在任一1mx1m檢驗面積內不允許存在的缺陷面積，% |
以下單個缺陷指示
面積不計
平方厘米 |
|
Ⅰ |
≥100 |
≥25 |
>3 |
<9 |
|
Ⅱ |
≥100 |
≥100 |
>5 |
<15 |
|
Ⅲ |
≥120 |
≥100 |
>10 |
<25 |
8.2在鋼板周邊50mm可檢驗區域內及剖口預定線兩側各25mm內，單個缺陷的指示長度不得大于或等于50mm。
9檢驗報告
檢驗報告應具備下列內容：
9.1 工件情況：材料牌號、材料厚度等。
9.2 檢驗條件：探傷儀型號、探頭型式、探頭標稱頻率、晶片尺寸、耦合劑、對比試塊等。
9.3 檢驗結果：包括缺陷位置、缺陷分布示意圖、缺陷等級及其他。
9.4 檢驗人員、報告簽發人的姓名及資格級別、檢驗日期、報告簽發日期等。
附 錄A
雙晶直探頭性能要求
（補充件）
A1 探頭性能
A1.1 距離－振幅特性曲線
用圖1所示試塊測定每一厚度的回波高度，作出如圖A1所示的特性曲線，其必須滿足下述條件：
A1.1.1 厚度19mm處的回波高度，與最大回波高度差應在-3~ -6dB范圍內。
A1.1.2 厚度3mm處的回波高度，與最大回波高度差應在-3~ -6dB范圍內。
A1.2 表面回波高度
用直接接觸法測得的表面回波高度，必須比最大回波高度低40dB以上。
A1.3 檢出靈敏度
圖A2試塊ф5.6mm平底孔回波高度與最大回波高度差必須在-10±2dB范圍內。
A1.4 有效波束寬度
對淮圖A2試塊ф5.6mm平底孔，使探頭平行于聲場分割面移動，測定最大回波高度兩側下降6dB的范圍。其波束寬度必須大于15mm。
圖A1 距離--振幅特性曲線
圖A2 測定儀器和探頭組合性能試塊
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附加說明:
本標準由中華人民共和國冶金工業部提出。
本標準由冶金工業部鋼鐵研究總院負責起草。
本標準主要起草人張廣純、張偉代。
本標準水平等級標記 GB/T2970－91 Ⅰ
國家技術監督局1991-11-06批準 1992-07-01實施
