钢结构超声波检测

显示全部楼层 · 2013-9-4 21:54:25

AWS D1.1第六章2000版
坡口焊缝的超声波检测（非管状）
本规范对厚度在8mm---200mm之间，包括两个厚度在内的坡口焊缝和热影响区进行的超声波检测。对于8mm以下的厚度，对接焊缝等按附录K执行。而T、K、Y管状接头是不适宜的。
1.1人员（标准P227具体规定）
必须对超声波检测人员进行一次专门的实操考核，内容必须一本规范要求为基础，这一考核必须要求UT操作人员具有应用本规范规定准确探测和处理伤的能力。
1.2超声设备
1.2.1设备要求，超声波仪器必须为脉冲反射式探伤仪，为A型显示（坐标式），配有振荡频率为1---6MHz的探头。
1.2.2水平线性
   方法如下：所用试块IIW或DS试块
   把直探头放在IIW试块的 T=25mm处，用五次底波的范围进行调试。尽量把B1和B5次底波调节为零，看B2、B3、B4底波的误差，最后测出的偏差在屏幕宽度的2%以内为合格。
   δ=|amax|/bX100%          |amax|---最大误差值
                                 b---整个屏幕声程值
1.2.3检测仪器的要求
由于温度等原因造成供电电压不稳，变化15%（交流电），或在充电使用寿命内的电池，波幅变化不大于±1Db（1.12倍）仪器必须装一警报器或指示表，以便电池耗尽而仪器切断前，发出电池电压下降信号。
1.2.4检测仪器的校准
检测仪器必须有校准用的增益控制器，应至少在60 Db 的整个范围内每档有1 Db或2 Db间断可调（1 Db或2 Db总和至少60 Db）
衰减装置必须在±1Db以内的精度。
1.2.5显示范围（我们是动态范围，荧光屏容纳信号的能力，26Db）
仪器显示的动态范围必须做到1 Db幅度的变化容易察觉并显示。
1.2.6直探头
直探头的直径必须在323mm2---645mm2之间的工作面积，探头必须为圆形或方形。
1.2.7斜探头
1.2.7.1频率
探头频率必须在2----2.5MHz之间（包括2.25MHz）。
1.2.7.2探头尺寸
探头晶体形状必须是正方形或长方形，宽度15mm---25mm,高度在15mm---20mm之间，最大宽高比为1.2:1.0,最小宽高比为1.0:1.0.
见图6.20
1.2.7.3角度
探头必须在检测材料内产生一束声束，折射角度为700、60º或45º，用IIW试块测试，误差±2º。
1.2.7.4探头记号及校准
每个探头必须清晰记号，标明探头频率，额定折射角和入射点。每个斜探头必须在使用8小时后用认可的试块进行重新校验。
1.2.7.5内部反射
探头的最大允许内部反射必须满足规范6.24.3所述，仪器最多使用40小时，测试内部最大反射按6.30.3所述：
⑴不对设备作任何调节，只从校准试块上移动探头
⑵增加增益或衰减值，使之高出基准水平20dB
⑶在屏幕上超过12mm声程和基准高度以上区域必须无任何显示。
1.2.7.6探头前沿距离
前沿距离严禁超过25mm
1.2.7.7 IIW试块
标准图6.21所示，探头前缘与IIW试块边缘最小距离为：
70º  X=50mm
60º  X=37mm
45º  X=25mm
1.2.8分辨力（P243）
⑴斜探头与探伤仪的组合必须能分辨出RC分辨力试块上的三个孔，分辨力的测试，把孔的反射波幅调到荧光屏中等高度进行，分辨能力必须能分出来自三个孔的指示峰值。每台仪器在出厂或开工前都要进行校验。并出具报告。
⑵直探头置于IIW试块F位置，探头和仪器必须能分辨出所有的三个距离（100、91、85三处）
1.2.9测定范围的调整
探头必须在IIW试块上进行调试。
1.2.10入射点
探头必须置于IIW试块上D位置进行（P255），移动探头直到从R100圆弧上（切线）得到最大信号，探头对准试块半径的前沿槽线为声波进入点。
1.2.11灵敏度校准方法
探头必须置于IIW试块A的位置（任何角度）然后调节从ф1.5mm小孔反射的信号，当达到最大值时，调至到水平某一值，既为水平基线高度指示（报告及计算中的b值）
1.3试块
试块包括以下：IIW试块，RC分辨力试块，DS距离灵敏度试块，DSC试块（附录X）
1.4母材直探伤
⑴扫查范围
荧光屏整个的范围至少等于2倍板厚的范围（用母材调）至少出现B2，
⑵必须在无缺陷部位调节灵敏度，以便从钢板远边的第一次底波 B1高度50%----75%
1.5缺陷尺寸的判定
⑴直探头检测
检验的对象为板材（坡口边缘）的夹层，当缺陷大于探头晶片尺寸时，底波会完全消失，且波幅下降6dB，用探头中心线所对应处，可以确定为缺陷的边缘。（ф75mm缺陷不合格）
⑵斜探头检测
检查对象为焊缝，必须用下述方法来确定DB值比D级指示更为严重的那些指示的长度。（D级为细小缺陷）这类指示不论长度、部位应为合格。可忽略不计。其它的级别确定：在指示（基准波幅）波幅下降50%（6dB）的情况下，测量探头中心线间的距离，这一长度必须计入检测报告中，“不连续性长度”项内。它们分为A级、B级和C级。
1.6质量评定
AWS根据构件的载荷状况分成静载和周期载荷两种，静载焊缝质量要求低（表6.2），周期载荷质量要求高（表6.3）
表6.2
超声检测合格---拒收条件（静荷载非管材连接）（见6.13.1）

不连续性
严重等级       焊缝厚度mm和探头角度
      8 >20
---    ---
20 ≦38       >38
  ----
  ≦65       >65
  ----
  ≦100       >100
----
  ≦200
      70º 70º       70º  60º  45º
A级       ≦+5  ≦+2       ≦-2≦+1  ≦+3
B级       +6 +3       -1  +2 +4
0 +3 +5
C级       +7 +4       +1 +4  +6
+2 +5  +7
D级       ≧+8  ≧+5       ≧+3 ≧+6≧+8
注：表格里的数据为dB值。
⑴B级和C级不连续性必须至少隔开2L（L为不连续性较大者的长度），但下述情况除外，当两个或更多个此类不连续性不是隔开至少2L，而是这些不连续性的联合长度与它们之间相隔距离的总和等于或小于B级或C级规定的不连续性最大允许长度时，则这种不连续性必须被视为单个的合格不连续性。
⑵B级和C级不连续性距离承受主要拉应力的焊缝端部的长度严禁小于2L（L为不连续性长度）。
⑶如果接头完全熔透（CJP）的双面坡口焊缝在图纸上被注明为“受拉焊缝”时，则该双面坡口钝边区域中以“扫查水平”检测出的不连续性，必须要用比6.26.6.5所述高出4dB灵敏度的额定指示值进行判断（从指示额定值“d”中减去4dB）。
⑷电渣焊和气电焊焊缝：当以“扫查水平”探察的不连续性超过50mm长度时，必须考虑其为管状气孔，并必须进一步用射线照相进行判断。对移动探头而留在屏上的指示，参见6.13.1。
       焊缝厚度必须定义为所连接的两个部件上较薄件的公称厚度。
A级（大缺陷）
任何这类缺陷必须拒收（不论其长度如何）。
         B级（中等缺陷）
任何长度大于20mm的这类缺陷必须拒收。
         C级（小缺陷）
任何长度大于50mm的这类缺陷必须拒收。
         D级（细小缺陷）
⑸测长方式：为6dB法
任何这类缺陷，不论其在焊缝中的长度或部位，必须判定合格。
扫查水平
声程mm       零基准线以上DB
≦65mm       20(补偿值)
66mm----125mm       25（补偿值）
126mm---250mm       35（补偿值）
251mm---380mm       45（补偿值）
*此栏系指声程距离，不是材料厚度。如：

如：探伤板厚20mm的对接焊缝，灵敏度是用IIW试块ф1.5孔进行调试（不做DAC曲线），假如在荧光屏上调出一个80%的基准波高，用了12dB，作为报告中的b值。从表6.2上查，只用70º探头进行探伤。按它的声程范围应是120mm，从补偿表上可查的补偿值为25dB。
这样经补偿的探伤灵敏度为：12dB+25dB=37dB
在UT报告（附录D，表D-11）中的“指示额定值d”表示衰减经修正后指示值与基准值之间的分贝差，（标准P250）
d=a-b-c 为增益型（数字机）
d=b-a-c 为衰减型（摸拟机）
其中a、c计算标准6.26.6.3  6.26..6.4中有说明。
举例：探伤时遇到一个缺陷回波，把缺陷波高降到或提到基准80%波高，如这个缺陷波高超过80%时，降7DB时，波高为80%，此时缺陷声程W=100mm，从而确定a值：
a=（b+补偿值）-7DB=（12+25）-7=30DB
然后按声程W计算c值
C=w-25/25.4x2  c=100-25/25.4x2=6
其中25数据是表示近场距离，因为斜探头一般为13---15mm再乘1.6系数大约为25左右。除25.4是把c的数据换成英寸。b是ф1.5孔为80%波高所用dB值。
这样d=a-b-c=30-12-6=12dB
根据d值查表6.2定为C级，而C级允许的缺陷长度为≦51mm
计算顺序如下：

1.7探头扫查方式（P245 标准图6.24）
⑴探头的扫查速度150mm/s
⑵探头的覆盖宽度为50%
⑶探头转动的角度α=10º
⑷探头扫查要覆盖整个焊缝11/4跨距
1.8分贝值精度（垂直线性）
* 从最低的dB级开始，此时由DS试块刚超过2英寸的截面可以获得显示器屏高40%的读数，加上6dB并记录这一dB读数于“a”行，显示高度于“b”行，且在表格曲线图上作为起始点。
* 在记录下这些数据于a、b行之后，滑动探头得到一个新的显示器屏高40%的读数，不移动探头，加上6dB，记录这一新的dB读数于相应的行中。在设备允许条件下多次重复这一步骤。
* 由“b”行求出屏幕值的%数平均值，但要舍去表中开头和最后各3个数据不用。用此值作为计算经校正读数中的%2
* 下列方程用来计算“c“行
  %1为“b”行
  %2 为“b”行的平均值（不必顾及表格的首行和后面三行，实际就是前面四行）
  dB1为“a”行
  dB2为“c”行

      dB2 =20log(%2 /%1 )+ dB1

       dB误差“d”行系从“a” 行值中减去“c“行值（a-c=d）
       累计dB误差“e”行，从最接近于0.0dB误差“d”开始，水平方向累加dB误差“d”值，将部分和置于“e”行。
       自%数平均值线向左、右水平移动，找出跨距，使其中最大和最小累加dB误差数值保持或低于2dB。数出水平移动的格数，减去1，余数乘以6。这一dB值即为设备的合格范围。
       以上为计算方法，图解方法没有说明。
行项       1       2       3       4       5       6       7       8       9       10       11       12       13
a    dB读数       6       12       18       24       30       36       42       48       54       60       66       72       78
b 显示高度       69       75       75       77       77       77       77       78       77       78       79       80       81
C 校准读数       7.1       12.3       18.3       24.1       30.1       36.1       42.1       48.0       54.1       60.0       65.9       71.8       77.7
d
dB误差       -1.1       -0.3       -0.3       -0.1       -0.1       -0.1       -0.1       0.0       -0.1       0.0       +0.1       +0.2       +0.3
e 累计dB误差       -2.2       -1.1       -0.8       -0.5       -0.4       0.3       -0.2       -0.1       -0.1       0.0       +0.1       +0.3       +0.6
精度要求：  最小允许范围为60dB %2（平均）78%
总评比范围：12 dB到78dB=66dB    总误差1.7dB (出自上表)
       由于总误差小于2 dB ，是在合格范围。
       水平移动了12格（从2到13），减1余数是11，然后乘6等于66dB，该范围是仪器的合格范围。