鋼制壓力管道焊縫超聲檢測工藝

1  范圍

本工藝適用于4～46mm鋼制壓力管道焊縫的超聲檢測，其它類似鋼制常壓容器和壓力管道熔接焊縫超聲檢測也可參照執行。

2  規范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注明日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂板均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的版本。凡是不注明日期的引用文件，其版本適用于本標準。

GB 11345-89      鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級

GB/T 12604.1-90   無損檢測術語 超聲檢測

GB/T 15830-1995   鋼制管道對接環焊縫超聲波探傷方法和檢驗結果的分級

JB 4730-94        壓力容器無損檢測

JB/T 9214-1999    A型脈沖反射式超聲波探傷系統工作性能測試方法

JB/T 10061-1999   A型脈沖反射式超聲波探傷儀適用技術條件

JB/T 10062-1999   超聲探傷用探頭性能測試方法

3  術語

下列術語適用于本標準，其余的采納GB/T 12604-90標準的規定。

3.1  距離幅度曲線（AVG曲線）

根據規定的條件，由產生回波的已知反射體距離（A）、探傷儀的增益（V）和反射體大小（G）三個參量繪制的一組曲線。實際探傷時可由測得的缺陷距離和增益值，從此曲線上估算出缺陷的當量尺寸。

3.2 靈敏度余量

超聲探傷系統中，以一定電平表示的標準缺陷探測靈敏度與zui大探測靈敏度之間的差值。

3.3 分辨力

超聲探傷系統能夠區分橫向、縱向或深度方向相距zui近的一定大小的兩個相鄰缺陷的能力。

3.4 校準試塊

材質、形狀和尺寸均經主管部門或機構檢定的試塊。用于對超聲檢測裝置或系統的性能測試及靈敏度調整。

3.5 耦合劑

施加于探頭和檢測面之間，以改善超聲能量傳遞的液態介質。

3.6  K值

斜探頭折射角的正切值。

3.7 前沿距離

從斜探頭的入射點到探頭底面前端的距離。

3.8 半波高度法

在同一探測條件下，將探頭從獲得zui大反射回波的位置，移動至回波高度為原來回波的半值來評價反射體尺寸的方法。

3.9 缺陷指示長度

將超聲探傷估定缺陷的始端和終端位置投影在探傷材料表面上，其兩點間的長度。

3.10 缺陷指示面積

缺陷指示長度與寬度或高度的乘積。

3.11 掃查速度

探頭與探測面相對移動的速度。

3.12 掃查間距

當探頭在掃查區移動時，掃查線之間的間距或螺距。

3.13 當量

用于缺陷比較的某種類型人工缺陷的大小。

4  一般要求

4.1 人員要求

4.1.1 從事超聲檢測的人員

必需經過技術培訓，持有有關部門頒發的資格證書，且只能從事與該等級相應的無損檢測工作，并負相應的技術責任。該人員應熟悉被檢工件的材質、焊縫坡口形式、焊接工藝等專業知識和資料，掌握各類焊縫缺陷可能產生的部位，并能根據熒光屏上的反射信號進行綜合探傷評定。

4.1.2 簽寫報告的人員

    應至少持有無損檢測UT－II級資格證書。 

4.2 探傷儀

    超聲波探傷儀性能應符合JB/T 10061的規定。

4.3 校準試塊

    試塊用與被檢件相同或相近的材料，并按《JB4730-94》中 7.6條的規定進行標準試塊的制作。

管道的焊接接頭用標準試塊：CSK－ⅠA、CSK－ⅡA、CSK－ⅢA。在滿足靈敏度要求時，也可以采用其它型式的等效試塊。

在管道焊縫檢測時，如檢測面曲率半徑R≤W2/4時（W為探頭接觸面寬度，環縫檢測時為探頭寬度，縱縫檢測時為探頭長度），應采用與檢測面曲率相同的對比試塊，反射孔的位置可參照對比試塊確定。試塊應滿足：

b≥2λS/D0

式中： b—— 試塊寬度，mm

      λ—— 聲波波長，mm

       S—— 聲程，mm

      D0—— 聲源有效直徑，mm

4.4 探頭

4.4.1晶片有效面積一般不應超過500mm2，且任一邊長原則上不應大于25mm。接觸法檢測內徑較小管道時，宜采用6×6 mm或8×8 mm探頭。

4.4.2 單斜探頭性能應符合JB/T 10062的規定，其工作頻率為2.5~5.0MHz，折射角的正切值k在1.0~3.0之間，按表1進行選擇。斜探頭聲束軸線水平偏離角不應大于2°，主聲束垂直方向不應有明顯的雙峰。

表1 對接焊縫探頭k值的選擇

4.5 超聲探傷儀和探頭的系統性能

4.5.1在達到所探工件的zui大檢測聲程時，其有效靈敏度余量應大于或等于10dB。

4.5.2儀器和探頭的組合頻率與公稱頻率誤差不得大于±10%。

4.5.3直探頭的遠場分辨力應大于或等于30dB，斜探頭的遠場分辨力應大于或等于6dB。

4.6 超聲檢測一般方法

4.6.1檢測復蓋率

檢測時，應掃查到工件的整個焊縫及影響區域。

4.6.2探頭的移動速度

探頭的掃查速度不應超過150mm/s。

4.6.3掃查靈敏度

掃查的靈敏度至少應比基準靈敏度高6dB。

4.6.4耦合劑

應采用機油、漿糊、甘油和水等透聲性能好，且不損傷檢測表面的耦合劑。

4.6.5檢測面

4.6.5.1檢測范圍的確定，原則上應保證檢查到工件被檢部分的全部熔接焊縫。

4.6.5.2焊縫及檢測面應經外觀檢查合格，所有影響超聲檢測的銹蝕、飛濺和污物都應予以清除，其表面粗糙度應符合檢測要求。

4.6.5.3 當工程管道鋼板需進行材質超聲波檢測時，應按GB/T2970-91的規定執行。

4.6.6耦合補償

在檢測和缺陷定量時，應對由表面粗糙度引起的能量損耗進行補償；應對材質衰減引起的靈敏度下降和缺陷定量誤差進行補償；對于曲面焊縫的工件應采用曲率半徑與工件相同或相近（0.9~1.5）的參考試塊，進行曲率補償。

4.6.7 儀器與探頭系統的復核

4.6.7.1復核時機：每次檢測前均應對掃描線、靈敏度進行復核，遇有下述情況應隨時對其進行重新核查；

a．校準后的探頭、耦合劑和調節旋紐發生變化時；

b．開路電壓波動或者檢測者懷疑靈敏度有變化時；

c．連續工作4h以上時；

d．工作結束時。

4.6.7.2 掃描量程的復核

如果距離—波幅曲線上任意一點在掃描線上的偏移超過掃描讀數的10%時，則掃描量程應予以修正，并在檢測記錄中加以標明。

4.6.7.3 距離—波幅曲線的復核

復核時，校核應不少于3點。如曲線上任何一點幅度下降2dB，則應對上一次以來所有的檢測結果進行復檢；如幅度上升2dB，則應對所有的記錄信號進行重新評定。

4.7 委托要求：委托單至少應寫明任務單號、工件名稱、材料、規格、數量、檢測方法、檢測部位、評定標準、委托日期、工件所在地點（工程名稱及系統位置）等。

委托檢測工件應根據檢測要求先行由委托部門進行表面檢查處理等工序檢驗，合格后由檢驗員在委托單上簽字，無損檢測人員確認后方可接受委托。

4.8 報告

檢測報告至少應包括以下內容：

a．委托單位、報告編號；

b．工件名稱、編號、材質、熱處理狀態、檢測表面的粗糙度；

c．探傷儀、探頭、試塊和檢測靈敏度；

d．超聲檢測區域應在草圖上予以標明，如有因幾何形狀限制而檢測不到的部位，也應加以說明；

e．缺陷的類型、尺寸、位置和分布；

f．檢測結果、缺陷等級評定及檢測標準名稱；

g．檢測人員和責任人員簽字及其技術資格；

h．檢測日期。

4.9 記錄、報告存擋

4.9.1由保管員按產品探傷編號的秩序分類保管記錄和報告。并保證隨時可抽查任何一段管道探傷的檔案。

4.9.2原始記錄和報告保存時間為7年以上，以備隨時核查。

5  焊縫超聲檢測工藝

5.1 檢測范圍

適用于母材厚度為4~46mm鋼制壓力管道全焊透熔化焊對接焊縫的超聲檢測。不適用于鑄鋼及奧氏體鋼焊縫，外徑小于159mm的鋼管對接焊縫，內徑小于或等于200mm的管座角焊縫，也不適用于外徑小于250mm或內外徑之比小于80%的縱向焊縫檢測。

5.2 檢測操作準備

5.2.1接收委托

5.2.2儀器校準

5.2.3進行儀器和探頭組合性能的檢測，應使用帶記錄儀的數字式超聲波檢測儀。

5.2.4檢測面

檢測區域的寬度應是焊縫本身，再加上焊縫兩側各相當于母材厚度30%的一段區域，這個區域zui小為10mm，見圖1。采用一次反射法掃查檢測時探頭移動區不應小于1.25P。

圖1  檢測和探頭移動區

采用直射法檢測時，探頭移動區應不小于0.75P。

P=2TK

式中：P——跨距mm

T——母材厚度mm

K——探頭K值

5.2.5 探頭K值的選擇：可參照表1的規定，當條件允許時，應盡量采用較大K值的探頭。

表1   斜探頭K值

5.2.6 檢測方法的選擇：

壓力管道焊縫檢測一般采用一種K值探頭利用一次反射法在焊縫的單面雙側對整個焊接接頭進行檢測，當母材厚度大于46mm時，采用雙面雙側的直射波檢測。對于要求比較高的焊縫，根據實際需要也可以將焊縫磨平，直接在焊縫上進行檢測。

5.2.7當壁厚大于40mm且單側坡口角度小于5?時，應采用串列式檢測，串列式檢測方法應按JB4730的規定進行。

5.2.8斜探頭掃查聲束通過的母材區域，應先用直探頭檢測，以便檢測是否有影響斜探頭檢測結果的分層或其它種類缺陷存在。該項檢測僅作記錄，不屬于對母材的驗收檢測。母材檢測的規程要點如下：

方法：接觸式脈沖反射法，采用頻率2MHz~5MHz的直探頭，晶片直徑10mm~25mm；

靈敏度：將無缺陷處第二次底波調節為熒光屏滿刻度的100%；

記錄：凡缺陷信號幅度超過熒光屏滿刻度20%的部位，應在工件表面作出標記，并予以記錄。

5.2.9 測定所用斜探頭的前沿、K值，測定應在CSK-ⅠA試塊上進行。

5.2.10 距離—波幅曲線的繪制

距離－波幅曲線按所用探頭和儀器在試塊上實測的數據繪制而成。該曲線族由評定線、定量線、和判廢線組成。評定線與定量線之間（包括評定線）為Ⅰ區，定量線與判廢線之間（包括定量線）為Ⅱ區，判廢線及其以上區為Ⅲ區。如圖2所示：

圖2   距離－波幅曲線

不同管壁厚度的，其距離—波幅曲線靈敏度按表2確定。

表2  距離——波幅曲線的靈敏度

直探頭的距離——波幅曲線靈敏度按表3確定。距離——波幅曲線的制作可在CS2試塊上進行。

表3  直探頭距離——波幅曲線的靈敏度

5.3 耦合補償：一般補償3dB~4dB,如認為有必要,也可以進行實測。實測方法見JB4730附錄L。

5.4 檢測要點

5.4.1 曲面工件對接焊縫的檢測

5.4.1.1檢測面為曲面（如蝦殼彎）時，可盡量按照平板對接焊縫的檢測方法進行檢測。對于受幾何形狀限制，無法檢測的部位應予以記錄。

5.4.1.2 縱縫檢測時，對比試塊的曲率半徑與檢測面曲率半徑之差應小于10%。

a  根據工件的曲率和材料厚度選擇探頭K值，并考慮幾何臨界角的限制，確保聲束能掃查到整條焊縫。

b  探頭接觸面修磨后，應注意探頭入射點和K值的變化，并用曲率試塊作實際測定。

c  當檢測面曲率半徑R大于W2/4且采用平面對比試塊調節儀器時，應注意到熒光屏指示的缺陷深度或水平距離與缺陷實際的徑向埋藏深度或水平距離弧長的差異，必要時應進行修正。

5.4.1.3環縫檢測時，對比試塊的曲率半徑應為檢測面半徑的0.9~1.5倍。其檢驗方法和結果分級，宜參照GB/T 15830-1995 規定執行。

5.4.2 管座角焊縫的檢測

在選擇檢測面和探頭時應考慮到各種類型缺陷的可能性，并使聲束盡可能垂直于該焊縫接構中的主要缺陷。可采用以下檢測方法的一種或幾種實施檢測。

a. 在接管內壁采用直探頭檢測。        b. 在容器內壁采用直探頭檢測。

c. 在接管外壁采用斜探頭檢測。        d. 在接管內壁采用斜探頭檢測。

e. 在容器外壁采用斜探頭檢測。

管座角焊縫以直探頭檢測為主。對直探頭檢測不到的區域，可采用斜探頭檢測。

5.5 缺陷定量

5.5.1對于所有反射波幅超過定量線的缺陷，均應確定其位置、zui大反射波幅和缺陷當量。

5.5.2 應根據缺陷的zui大反射波幅確定缺陷當量直徑或缺陷指示長度。

5.5.3 缺陷當量直徑主要用于直探頭的檢測，常用φ2±dB、φ3±dB、φ1×6±dB、φ2×40±dB表示。

5.5.4  缺陷指示長度ΔL的測定采用以下方法：

a. 當缺陷反射波只有一個高點，且位于Ⅱ區時，用6dB法測定其指示長度。

b. 當缺陷反射波峰值起伏變化，有多個高點，且位于Ⅱ區時，應以端點6dB 法測其指示長度。

c. 當缺陷反射波峰位于Ⅰ區，如認為有必要記錄時，將探頭左右移動，使波幅降到評定線，以此測定缺陷的指示長度。

5.6 缺陷評定

5.6.1超過評定線的缺陷信號應注意其是否具有裂紋等危害性的缺陷特征。如有懷疑時，應采用改變探頭K值、增加檢測面、觀察動態波型，并結合結構工藝特征作判定；如對波型不能判斷時，應輔以其它檢測方法作綜合判定。

5.6.2 缺陷指示長度小于10mm時，按5mm計。

5.6.3 相鄰兩缺陷在一條直線上，其間距小于其中較小的缺陷長度時，應作為一條缺陷處理，以兩缺陷長度之和作為其指示長度（不考慮間距）。

5.6.4 不允許存在下列缺陷：

a. 反射波幅位于判廢線及Ⅲ區的缺陷。

b. 檢測人員判定為裂紋等危害性的缺陷。

5.6.5zui大反射波幅位于Ⅱ區的缺陷，根據其指示長度按表4予以評級。板厚大于120mm的按JB4730執行。

表4  Ⅱ區的等級評定                  mm

注：板厚不等的焊縫，以薄板為準。

5.6.6當焊縫長度不足9T（Ⅰ級）或4.5T（Ⅱ級）時，可按比例折算。

5.6.7zui大反射波低于定量線的非裂紋類缺陷，均評為Ⅰ級。

5.7不合格的缺陷應于返修。返修部位及熱影響區仍按本工藝予以檢測和評級。

5.8. 缺陷的記錄和標記

5.8.1超過定量線的缺陷均應在原始記錄上記錄，記錄包括當量大小、指示長度、深度和位置。并應在記錄儀上記錄下波形。

5.8.2需返修的缺陷應在工件上標出指示長度、深度和位置。

5.9 復核

每次檢測結束前，應對掃描量程進行復核。如果任意一點在掃描線上的偏移超過掃描線讀數的10％，則掃描量程應重新調整，并對上一次復核以來所有的檢測部位進行復檢。

每次檢測結束前，應對掃描靈敏度進行復核。一般對距離－波幅曲線的校核不應少于3點。如果曲線上任何一點幅度下降2dB，則應對上一次復核以來所有的檢測部位進行復檢；如幅度上升2dB，則應對所有的記錄信號進行重新評定。

復核時，任何影響儀器線性的控制器（如抑制或濾波開關等）都應放在“關”的位置或處于zui低水平上。

5.10 記錄、簽發報告。

6  職業健康與安全措施

6.1檢測作業為高空作業時，檢測人員必須遵守高空作業各項規定。患有高血壓、心臟病、深度近視等疾病的人員不得從事高空作業；高空作業衣著應靈便，禁止穿硬底、高空和帶釘易滑的鞋；高空作業應在安全、技術措施落實檢查，確認安全可靠后方可登高作業；高空作業梯子不得斷檔、缺檔、裂縫，不得接長和墊高使用，使用時上端要扎牢，底部要采取防滑措施；超聲波探傷過的地方應當及時擦干凈，以免行走時滑倒。

6.2 制定一旦發生事故立即緊急火災119、救護120并及時向業主，同時向公司匯報的制度，并采取現場搶救措施。

6.3 當發生火災事故時由現場人員用滅火器和水對火災點進行撲救，當火災有蔓延趨勢時立即火警，除應急人員外，其他施工人員及時疏散。發生高空墜落時和射線輻射時，對傷員進行簡單包扎并救護120或直接用車送至醫院搶救。發生氣體泄露時，根據風向往泄露點上風向處疏散，并向業主和總包方匯報搶救。

6.4 施工前由項目，HSE及專業施工技術人員對全體進行全員安全教育，使進入工地大的每一個員工了解本項目施工生產特點，工作性質和業主有關安全生產管理大的規定以及發現緊急情況時的處理措施。

6.5 特殊教育

a. 按期組織特種作業人員，按國家規定接受專業安全技術教育和培訓，并經考試合格取得“特種作業操作證”后，方可獨立上崗作業；

b. 新工藝、新技術、新設備、新產品投產使用前，各主管部門制定安全操作規程，對崗位和和有關人員進行專門教育，并經考試合格后方可獨立操作；

c. 參加特殊區域，危險場所（如有限作業空間內、易燃易爆區等）作業人員在作業前，進行有針對性的安全教育，合格后方可作業；

d. 嚴重違章違紀的職工由項目安全保衛部門對其進行強制性再教育，經考察認定合格后方可回崗位。

6.6 班組在班前會上進行安全教育，預想當前不安全因素，分析班組安全情況，預想當班危險因素，研究布置措施，做到“三交一清”（既：交施工任務、交施工環境、交安全措施和清楚本班組職工大的思想及身體情況），對安全生產中存在的問題及時進行解決。

6.7 利用會議、黑板報、簡報、標語、安全消防文件、事故現場會等多種形式，開展經常性安全教育。

6.8 對建設單位、監理公司或上級部門提出的安全問題或要求及時轉達到施工人員，并積極整改。

6.9 雨雪天進行高處作業時，必須將通道和作業面的冰、雪或積水打掃干凈并采取有效的防滑措施。

6.10 當風速在10.8m/s（六級）及以上、大霧等氣象條件下，嚴禁進行露天高處作業。

7  環境保護措施

7.1 高空作業所用材料、工具要堆放平穩，上下傳遞工具、物件嚴禁拋擲；

7.2 超聲波探傷后應及時把探傷時涂的水、漿糊或油及時擦干凈，以防行人經過時滑倒并給環境造成污染。

7.3 在每次作業前清理作業現場，劃出安全防護區范圍界線，完善防護設施，并再次檢查現場，設專人監護，確認無誤，方可開始作業。

7.4 緊急處理：根據預先制訂的方案和措施迅速進行處理，在場人員迅速撤離，重新確定安全防護區范圍并設置警戒標志，向上級和有關部門報告，研究、擬定事故處理*方案，盡快實施，努力減少對環境的影響。