2015最新超声波检测工艺规程解析 - 图文

标准

1、目的 1目的 本工艺规程是根据NB/T47013—2015《承压设备无损检测》的第1部分：通用要求和第3部分：超声检测，并结合我公司的实际情况进行制定。凡按国内规范设计、制造的锅炉、压力容器需作超声检测时，均应执行本工艺。本工艺自实施之日起，代替CKM-163002/06C。 2、适用范围 本工艺规定了锅炉、压力容器及承压设备管子采用A型脉冲反射式超声探伤仪检测工 件焊接接接头的超声检测方法和质量等级评定要求。且适用于钢板、锻件超声检测以及超声测厚方法。 超声波检测工艺规程 制定 2015/09/28 文件编制部门 校对人 质控部 编制人 部门负责人 会签栏 审批人 部门 经理部 技术部 制造部 采购部 营业部 生效日期 份数 4 2 1 0 0 部门 管理部 生产管理部 质控部 财务部 份数 0 0 2 0 分发部门

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修订编号 年月日 修订记录 R0 2007.11.18 R1 2009.07.01 标准改版 R2 2010.06.01 换版 R3 2011.05.19 换版 R4 2012.07.01 换版 R5 2013.07.01 换版 R6 2014.06.06 换版 R6 2015.09.28 换版

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3本工艺依据下列标准、法规及技术文件

GB/T12604.1 无损检测术语 超声检测

TSG Z8001-2013 特种设备无损检测人员资格考核与监督管理规则 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4部分：超声检测 TSG G0001-2012 锅炉安全技术监察规程 GB/T 16507-2013 锅壳锅炉 GB/T 16508-2013 水管锅炉

TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程 TSG R0005-2011 移动式压力容器安全技术监察规程 GB 150-2011 压力容器

GB/T 11259 无损检测 超声波检测用钢参考试块的制作与检验方法 GB/T 27664.1 无损检测 超声检测设备的性能与检验 第 1 部分：仪器 GB/T 27664.2 无损检测 超声检测设备的性能与检验 第 2 部分：探头 JB/T 8428 无损检测 超声检测用试块

JB/T 9214 无损检测 A 型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法 JB/T 10062 超声探伤用探头性能测试方法

4 术语和定义 4.1底波降低量 BG/BF

锻件检测时，在靠近缺陷处的完好区域内第一次底面回波波幅 BG 与缺陷区域内的第一次底面回波波幅 BF 的比值，用 dB 值来表示。 4.2密集区缺陷

锻件检测时，在显示屏扫描线上相当于 50 声程范围内同时有 5 个或 5 个以上的缺陷反射信号，或是在 50×50 的检测面上发现在同一深度范围内有 5 个或 5 个以上的缺陷反射信号，其反射波幅均大于等于某一特定当量的缺陷。 4.3基准灵敏度和

基准灵敏度：一般指将对比试块人工反射体回波高度或被检工件底面回波高度调整到某一基准时的灵敏度。扫查灵敏度则主要指实际检测灵敏度。

扫查灵敏度：为了不漏掉记录缺陷或某些特定的缺陷，确保锅炉、压力容器的安全，在基准灵敏度基础上，根据表面状况、检测缺陷要求及探头类型等适当提高 dB 数（增益）进行实际检测的灵敏度。 4.4超声标准试块

JB/ T47013.3规定的用于仪器探头系统性能校准和检测校准的试块。 4.5超声对比试块

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用于检测校准的试块。 4.6缺陷自身高度

缺陷在工件厚度方向上的尺寸。 4.7端点衍射

超声波在传播过程中，当波阵面通过缺陷时，波阵面会绕缺陷边缘弯曲，并呈圆心展衍，这种现象称之为端点衍射。 4.8 端点最大反射波

当缺陷的端部回波的幅度达到最大时（也即缺陷端部回波峰值开始降落前瞬时的幅度位置），该回波称之为缺陷端点最大反射波。 4.9 回波动态波型

回波动态波形是探头移动距离与相应缺陷反射体回波波幅变化的包络线。 4.10 工件厚度 t

a）对于平板对接接头，焊缝两侧母材厚度相等时，工件厚度t为母材厚度；焊缝两侧母材厚度不等时，工件厚度t为薄侧母材公称厚度；

b）对于插入式接管角焊缝，工件厚度t为筒体或封头公称厚度；安放式接管角焊缝，工件厚度t为接管公称厚度；

c）对于T型焊接接头，工件厚度t为腹板公称厚度。

5 检测人员要求

5.1超声检测人员必须按TSG Z8001-2013《特种设备无损检测人员资格考核与监督管理规则》要求进行培训考核，取得超声检测资格证书。并且由公司向中国特种设备检验协会进行执业注册后，方能从事超声检测工作方法与等级的无损检测工作。

5.3超声检测人员资格级别分为Ⅰ级（初级）、Ⅱ级（中级）和Ⅲ级（高级）。

5.4质量等级评定及检测报告签发应有取得Ⅱ级或Ⅲ级资格证的人员担任，且资格证应在有效期内。 5.5超声检测人员应具有一定的金属材料、设备制造安装、焊接及热处理等方面的基本知识，应熟悉被检工件的材质、几何尺寸及透声性等，对检测中出现的问题能作出分析、判断和处理。

6 检测设备和器材

6.1检测仪器、探头和系统性能 6.1.1检测仪器

采用Ａ型脉冲反射式超声波探伤仪PXUT350+及PXUT390，其工作频率范围为0.5～10Hz，仪器至少在荧光屏满刻度的80％范围内呈线性显示。探伤仪应具有80dB以上的连续可调衰减器，步进级每档不大于2dB，其精度为任意相邻12dB误差在±1dB以内，最大累计误差不超过1dB。超声仪器各性能的测试条件和指标要求应满足附录 N 的要求并由制造厂家提供证明文件，测试方法按GB/T27664.1的规定。

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6.1.2探头

a 超声检测常用探头有直探头、单斜探头、双晶直探头和其他适用性探头，其性能应满足各种检测工件的检测需要，以最大可能有效地检测出不允许存在缺陷为原则。

b 圆形晶片直径一般不应大于40mm，方形晶片任一边长一般不应大于40mm。其性能指标应符合附录 O 的要求，测试方法应按 GB/T 27664.2 的规定。

c 单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°，主声束垂直方向不应有明显的双峰。 6.1.3 超声探伤仪和探头的组合性能

6.1.3.1仪器和探头的组合性能包括水平线性、垂直线性、组合频率、灵敏度余量、盲区（仅限直探头）和远场分辨力，测试方法按附录C、附录D、附录E规定执行。 6.1.3.2以下情况时应测定仪器和探头的组合性能：

a) 新购置的超声检测仪器和探头； b）仪器和探头在维修或更换主要部件后； c）检测人员有怀疑时。

6.1.3.3水平线性偏差不大于1%，垂直线性偏差不大于5%。

6.1.3.4仪器和探头的组合频率与探头标称频率之间偏差不得大于±10%。 6.1.3.5 仪器-直探头组合性能应满足以下要求：

a) 灵敏度余量应不小于32dB.

b）在基准灵敏度下，对于标称频率为5Hz的探头，盲区不大于10 mm；对于标称频率为2.5Hz的探头，盲区不大于15 mm；

c）直探头的远场分辨力应不小于20dB。 6.1.3.6 仪器-斜探头组合性能应满足以下要求：

a) 灵敏度余量应不小于42dB。 b）斜探头的远场分辨力应不小于12dB。

6.1.3.7 仪器和探头组合频率的测试方法按JB/T10062的规定，其他组合性能的测试方法参照JB/T9214的规定。

现有的探头 单位：mm

探头类别 直探头 双晶探头 探头K值 / / K1 斜探头 K2 K3 7 试块和耦合剂 7.1标准试块

标准试块是指本工艺规程规定的用于仪器探头系统性能校准和检测的试块，本工艺采用的标准试块有：

晶片尺寸 14D、20D 20D 10×10、13×13 10×10、13×13 6×6、10×10、13×13 探头频率 1.0Hz、2.5Hz、5Hz 5 Hz 2.5 Hz 2.5 Hz 2.5 Hz、5 Hz 5-77

CSK-IA（入射点、K值、分辨力测试） 、CSK-IIA 、CSK-IIIA 、DZ–1(直探头盲区测试) 、DB–P Z20-2和 DB–P Z20-4（垂直线性测试、水平线性测试、灵敏度余量测试）。

7.1.1标准试块应采用与被检工件声学性能相同或近似的材料制成。该材料内不得有影响人工缺陷显示的自然缺陷，当用直探头检测时，不得有大于Φ2平底孔当量直径的缺陷。

7.1.2校准用反射体可采用长横孔、短横孔、平底孔、线切割槽和Ｖ型槽等。校准时，探头主声束应与反射体的反射面相垂直。

7.1.3标准试块尺寸精度应符合本工艺要求，并经计量部门检定合格。 7.1.4标准试块的其他制造要求应符合JB／T8428的规定。 7.2 对比试块

7.2.1对比试块是指与被检件或材料化学成分相似，含有意义明确参考反射体的试块，用以调节超声检测设备的幅度和（或）时间分度，以将所检出的不连续信号与已知反射体所产生的信号相比较，即用于检测校准的试块。本工艺采用的对比试块有：阶梯平底试块，钢板超声检测对比试块、奥氏体不锈钢焊缝对比试块、钢管环向对接接头GS试块、锻件CS试块、承压设备曲面纵向对接接头RB-L-1和RB-L-2试块、承压设备曲面环向对接接头RB-C试块。

7.2.2 对比试块的外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应。如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应由最大厚度来确定。

7.2.3对比试块应采用与被检材料声学性能相同或相似的材料制成，试块用直探头检测时，不得有大于或等于2mm 平底孔当量直径的缺陷。

7.2.4对比试块反射体的形状、尺寸和数量应符合本规程的规定。 7.3 耦合剂

7.3.1 应采用透声性好，且不损伤检测表面的耦合剂，如机油、化学浆糊、甘油和水等。 7.3.2 耦合剂污染物含量的控制

7.3.2.1 镍基合金上使用的耦合剂含硫量不应大于 250mg/L。

7.3.2.2 奥氏体不锈钢或钛材上使用的耦合剂卤素（氯和氟）的总含量不应大于 250mg/L。

8超声检测设备和器材的测定、核查、运行核查和复核要求 8.1一般要求

系统校准应在标准试块上进行，校准中应使探头主声束垂直对准反射体的反射面，以获得稳定和最大的反射信号。 8.2校准或核查

8.2.1每年至少对超声仪器和探头组合性能中的水平线性、垂直线性、组合频率、盲区（仅限直探头）、灵敏度余量、分辨力以及仪器的衰减器精度，进行一次校准并记录，测试要求应满足6.1.3的规定。 8.2.2每年至少对标准试块与对比试块的表面腐蚀与机械损伤，进行一次核查。 8.3仪器和探头运行核查

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每隔6个月至少对仪器的水平线性和垂直线性进行一次测定，测定方法按GB/T27664.1的规定。(见附录C)

对实际使用中探头每3个月至少对盲区（仅限直探头）、灵敏度余量和分辨力进行一次运行核查并记录，测试要求应满足6.1.3的规定。 8.4使用前仪器和探头系统测定

每次检测前应检查仪器设备器材外观、线缆连接和开机信号显示情况是否正常。 斜探头在使用前应进行前沿距离、K值测定。测定应按附录D有关规定进行。 8.5检测过程中仪器和探头系统的复核

遇有下述情况应对系统进行复核：

a 校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时； b 检测人员怀疑扫描量程和扫查灵敏度有变化时； c 连续工作4h以上时； d 工作结束时。

8.6检测结束前仪器和探头系统的复核

a 每次检测结束前，应对扫描量程进行复核。如果任意一点在扫描线上的偏移超过扫描线读数的10％，则扫描量程应重新调整，并对检测结果进行复核；

b 每次检测结束前，应对扫查灵敏度进行复核。对距离-波幅曲线的校核不少于3点。如曲线上任何一点幅度下降2dB,则应对上一次复核后所检测的部位进行复检；如幅度上升2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。 8.7注意事项

校准、复核和对仪器进行线性检测时，任何影响仪器线性的控制器（如抑制或滤波开关等）都应放在“关”的位置或处于最低水平上。

9 超声检测操作指导书。

9.1应根据通用工艺规程的内容以及被检对象的检测要求操作指导书，其内容应包括：

a) 检测技术要求：检测技术（直接接触法-直探头检测、斜探头检测、）和检测波形； b) 检测对象：承压设备类别，检测对象的名称、规格、材质和热处理状态、检测部位等； c) 检测设备器材：仪器型号、探头规格、耦合剂、试块种类。

d) 检测工艺相关技术参数：扫查方向及扫查范围、缺陷定量方法、检测记录和评定要求、检测示意图等。

9.2操作指导书在首次应用前应进行工艺验证，验证方式可在相关对比试块上进行，验证内容包括检测范围内灵敏度、信噪比等是否满足检测要求。 10 检测实施 10.1检测准备

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10.1.1承压设备的制造、安装和在用检验中，超声检测的检测时机及抽检率的选择等应按相关法规、标准及有关技术文件的规定。

10.1.2所确定检测面应保证工件被检部分均能得到充分检查。

10.1.3焊缝的表面质量应经外观检查合格。检测面（探头经过的区域）上所有影响检测的油漆、锈蚀、飞溅和污物等均应予以清除，其表面粗糙度应符合检测要求。表面的不规则状态不应影响检测结果的有效性。 10.2 检测时应尽量扫查到工件的整个被检查区域是应保证足够的复盖率（应大于探头直径的15％）。 10.3探头的扫查速度应当不成超过150/s,以防止漏检。 10.4扫查灵敏度不低于基准灵敏度。

10.5应采用透声性好，且不损伤检测表面的耦合剂，如机油、浆糊等。 10.6灵敏度补偿

在检测和缺陷定量时，对引起检测灵敏度下降和缺陷当量误差的因素应进行补偿，这些因素包括耦合、材质衰减和曲面的差异造成的灵敏度变化。

a） 耦合补偿：在检测和缺陷定量时，应对由表面粗糙度引起的耦合损失进行补偿；

b） 衰减补偿：在检测和缺陷定量时，应对材质衰减引起的灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿； c） 曲面补偿：在检测和缺陷定量时，对检测面是曲面的工件，应对由工件和试块曲率半径不同引起的耦合损失进行补偿。

10.7检测过程中仪器和探头系统的复核 遇有下述情况应对系统进行复核：

a 校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时； b 检测人员怀疑扫描量程和扫查灵敏度有变化时； c 连续工作4h以上时； d 工作结束时。 10.8 扫描量程的复核

如果任意一点在扫描线上的偏移超过扫描线该点读数的 10%或全扫描量程的 5%，则扫描量程应重新调整，并对上一次复核以来所有的检测部位进行复检。 10.9 扫查灵敏度的复核

复核时，如发现扫查灵敏度或距离—波幅曲线上任一深度人工反射体回波幅度下降 2dB，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复检；如幅度上升 2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。

10.10 不允许存在的缺陷应返修。返修的部位及返修影响的部位均应复探，复探部位的质量亦应符合验收标准。返修后进行复验时，按原探伤条件进行。

11 超声检测记录和报告

11.1 检测设备器材： a ） 检测仪器型号及编号；

b ） 探头 ( 类型、晶片尺寸、 K 值、标称频率等 ) ； c ） 试块型号； d ） 耦合剂。 11.2 检测工艺参数：

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a) 检测范围、扫查位置（面、侧等） ； b) 扫描比例； c) 扫查方式； d) 检测灵敏度； e) 耦合补偿量等。 11.3 检测情况： a ） 检测部位示意图；

b ） 缺陷位置、尺寸、回波波幅等； c ） 缺陷评定级别；

d ） 缺陷类型、缺陷自身高度（在用承压设备检测时） 。 11.4 检测人员和复核人员签字。

11.5 应依据检测记录出具检测报告。超声检测报告除符合 NB/T 47013.1 的规定外，还至少应包括以下内容：

a ） 委托单位； b ） 检测技术等级；

c ） 检测设备器材：仪器型号及编号、探头、试块、耦合剂；

d ） 检测示意图：检测部位、检测区域以及所发现的缺陷位置、尺寸和分布。

11.6 记录、报告应有相应责任人员签名认可，保存期不得少于7年。7年后，若用户需要可转交用户保管。

11.7 缺陷类型识别和性质估判(见附录A)

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12 承压设备用原材料钢板超声检测和质量分级

本工艺适用于板厚6～250的碳素钢、低合金钢制承压设备用板材的超声检测及其缺陷等级评定。奥氏体钢板材的超声检测可参照执行。 12.1探头的选用见下表：

(表1)承压设备用板材超声检测直探头选用

板厚（） 6～20 ﹥20～60 ﹥60 采用探头 双晶直探头 双晶直探头或单晶直探头 单晶直探头 公称频率（Hz） 4～5 2～5 2～5 圆形晶片直径Ф10～30 圆形晶片边长10～30 探头晶片尺寸（） 12.1.1双晶直探头性能应符合附录F的要求。 12.2标准试块的选用

12.2.1当检测厚度≤20的钢板时（用双晶直探头），采用图1所示的阶梯平底试块。

图 1 阶梯平底试块

12.2.2检测厚度大于 20 的板材时，对比试块形状和尺寸应符合表 2 和图 2 的规定。对比试块人工反射体为Ф5 平底孔，反射体个数至少 3 个。

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图2 板厚大于20检测用试块（单直探头）

表2 承压设备用板材超声检测用对比试块 单位：mm

13 基准灵敏度

a 板厚不大于20时，用图1所示的试块将与工件等厚部位第一次底波高度调整到满刻度的50％，再提高10dB作为基准灵敏度。

b 板厚大于 20 时，应按图2按所用探头和仪器在Ф5 平底孔试块上绘制距离-波幅曲线，并以此曲线作为基准灵敏度。

c 板厚不小于探头的三倍近场区时，如能确定板材底面回波与不同深度Ф5平底孔反射波幅度之间的关系，也可取钢板无缺陷的完好部位的第一次底波来校准灵敏度。 13.1 扫查灵敏度一般应比基准灵敏度高6dB。 14 检测方法

14.1.1检测面可选钢板的任一轧制平面进行检测。若检测人员认为需要或设计上有要求时，也可对钢板的上下两轧制平面分别进行检测。

14.1.2耦合方式耦合方式可采用直接接触法或液浸法。

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14.1.3灵敏度补偿

检测时应根据实际情况进行耦合补偿和衰减补偿。 14.1.3扫查方式

a） 在板材周边或剖口预定线两侧范围内应作 100%扫查，扫查区域宽度见表3 根据合同、技术协议书或图样的要求，也可进行其它形式的扫查。

b） 在板材中部区域，探头沿垂直于板材压延方向，间距不大于 50 的平行线进行扫查，或探头沿垂直和平行板材压延方向且间距不大于 100 格子线进行扫查。扫查示意图见图 3； c） 根据合同、技术协议书或图样的要求，也可采用其他形式的扫查； d） 双晶直探头扫查时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直。

表3 板材边缘或剖口预定线两侧区域宽度 单位：

图3 探头扫查示意图

15缺陷的测定与记录

15.1在检测基准灵敏度条件下，发现下列二种情况之一即作为缺陷：

a） 缺陷第一次反射波（F 1 ）波幅高于距离-波幅曲线，或用双晶探头检测板厚小于 20 板材时，缺陷第一次反射波（F 1 ）波幅大于或等于显示屏满刻度的 50%；

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b） 底面第一次反射波（B 1 ）波幅低于显示屏满刻度的 50%，即 B 1 ＜50%。 15.2缺陷边界范围的确定

a） 检出缺陷后，应在它的周围继续进行检测，以确定缺陷的范围；

b） 板材厚度小于 20mm 用双晶直探头确定缺陷的边界范围或指示长度时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直，并使缺陷波下降到基准灵敏度条件下显示屏满刻度的 25%，探头中心点即为缺陷的边界点； c） 板材厚度 20~60mm 用双晶直探头确定缺陷的边界范围时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直，并使缺陷波下降到距离-波幅曲线，探头中心点即为缺陷的边界点；

d） 用单直探头确定缺陷的边界范围或指示长度时， 移动探头使缺陷第一次反射波波高下降到距离-波幅曲线，探头中心即为缺陷的边界点；

e） 确定15.1b）中缺陷的边界范围时，移动探头（单直探头或双直探头）使底面第一次反射波升高到显示屏满刻度的 50%。此时探头中心点即为缺陷的边界点

16缺陷尺寸的评定方法 16.1缺陷指示长度的评定规则

用平行于板材压延方向矩形框包围缺陷，其长边作为该缺陷的指示长度。 16.2单个缺陷指示面积的评定规则

a） 一个缺陷按其指示的矩形面积作为该缺陷的单个指示面积；

b） 多个缺陷其相邻间距小于相邻较小缺陷的指示长度时， 按单个缺陷处理， 缺陷指示面积为各缺陷面积之和。

16.3缺陷面积占有率的评定规则

在任一1m×m1检测面积内，按缺陷面积所占的百分比来确定。如钢板面积小于1m×1m，可按比例折算。 16.4钢板质量分级

钢板质量分级见表 4 和表 5。在具体进行质量分级要求时，表 4 和表 5 应独立使用。 16.5 在检测过程中，检测人员如确认钢板中有白点、裂纹等危害性缺陷存在时，应评为V级。

16.6 在钢板中部检测区域，按最大允许单个缺陷指示面积和任一 1m×1m 检测面积内缺陷最大允许个数确定质量等级。如整张板材中部检测面积小于 1m×1m，缺陷最大允许个数可按比例折算。

16.7 在钢板边缘检测区域，按最大允许单个缺陷指示长度、最大允许单个缺陷指示面积和任一 1m检测长度内最大允许缺陷个数确定质量等级。如整张板材边缘检测长度小于 1m，缺陷最大允许个数可按比例折算。 16.8斜探头检测

a 在检测过程中对缺陷有疑问或合同双方技术协议中有规定时，可采用斜探头检测。 b 承压设备用钢板斜探头检测应按附录 B 进行。

表 4 承压设备用钢板中部检测区域质量分级

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注：使用单晶直探头检测并确定15.1 b）所示缺陷的质量分级（Ⅰ级和Ⅱ级）时，与双晶直探头要求相同

表 5 承压设备用钢板边缘或剖口预定线两侧检测区域质量分级

注：使用单晶直探头检测并确定15.1 b）所示缺陷的质量分级（Ⅰ级和Ⅱ级）时，与双晶直探头要求相同

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17 承压设备焊接接头超声检测和质量分级 17.1检测范围和一般要求

17.1.1本章规定了钢制承压设备焊接接头的超声检测方法和质量分级，其适用范围和使用原则见表6 17.1.2奥氏体不锈钢承压设备对接接头超声检测方法和质量分级按附录 H 的规定进行。 17.1.3与承压设备有关的支承件和结构件的超声检测可参照本章的规定进行。

表 6 钢制承压设备焊接接头的超声检测适用范围和使用原则 单位： 承压设备类别 焊接接头类型 工件厚度t ≥500，纵向对接接头时，内外径比≥70% 检测面直径 焊接接头分类 检测技术等级要求 检测方法 质量分级 Ⅰ型 17.2 筒体（或封头）对接接头 ≥6～200 ≥100～500的纵向对接接头且内外径比≥70% ≥159～500的环向对接接头 插入式：筒体（或封Ⅰ型 附录J Ⅰ型 17.2.4 附录K 17.4.1 接管与筒锅炉、压力容器 体（或封头）角接接头 头）≥500且内外径比≥70%，接管公称≥6～200 直径≥80 安放式：筒体（或封头）≥300且接管公称直径≥100 Ⅰ型 附录L ≥6～150 外径≥500 管子环向≥6～150 外径≥159～500 外径≥32～159 外径≥32 外径≥500，内外径Ⅰ型 Ⅰ型 Ⅱ型 Ⅱ型 Ⅰ型 17.2.4 17.2.4 17.2.4 17.2.4 17.2.4 17.2 附录K 17.3 17.3 17.2 17.4.2 17.4.2 17.4.2 17.4.2 17.4.2 对接接头 ≥6～50 ≥4～6 管子纵向对接接头 ≥6～150 比≥70% 外径≥100～500，内外径比≥70% Ⅰ型 17.2.4 附录J 17.4.2

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17.2承压设备Ⅰ型焊接接头超声检测方法 17.2.1范围

本条适用Ⅰ型焊接接头的超声检测，Ⅰ型焊接接头范围见表 6 17.2.2探头

探头频率选用2Hz～5Hz。 17.2.3试块

采用的标准试块为CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA。其形状和尺寸应分别符合图4、图5、图6规定。

30 100 15

25 23 15 13

6.3 125 110 95 K2.0 K2.5 K3.0 其余 R50 3.2 R100 r10 65° 91 35 Φ1.5 2 K1.0 K1.5 6 140 200 105 Φ50 Φ44 Φ40 5 300 有机玻璃

图4 CSK-ⅠA 试块

16-77

17-77

图5 CSK-ⅡA 试块 单位：

18-77

20 40 60 100 140 120 80 其余 3.2

150 6.3 Φ1×6平底孔7个 40 40 6.3 6.3 R10 300

图6 CSK-ⅢA 试块

17.2.4超声检测技术等级

17.2.4.1 超声检测技术等级分为A、B、C三个检测级别。 17.2.4.2 超声检测技术等级的选择

R10 6.3 30 超声检测技术等级的选择应符合制造、安装等有关规范、标准及设计图样规定。承压设备焊接接头的制造、安装时的超声检测，一般应采用B级超声检测技术等级进行检测。对重要设备的焊接接头，可采用C级超声检测技术等级进行检测。

17.2.4.3 不同检测技术等级的一般要求

不同类型焊接接头超声检测的具体要求见附录 G（规范性附录）。 17.2.4.4 A级检测

A 级适用于工件厚度为6~40mm 焊接接头的检测。 可用一种K值斜探头采用直射波法和一次反射波法在焊接接头的单面单侧或单面双侧进行检测。一般不要求进行横向缺陷的检测。 17.2.4.5 B级检测

a ） B 级适用于工件厚度为6~200mm焊接接头的检测； b ） 焊接接头一般应进行横向缺陷的检测；

c ） 对于按附录 G （规范性附录）要求进行双面双侧检测的焊接接头，如受几何条件限制或由于堆焊层（或复合层）的存在而选择单面双侧检测时，还应补充斜探头作近表面缺陷检测。 17.2.4.6 C级检测

a ） C 级适用于工件厚度大于等于 6~500mm焊接接头的检测；

b ） 采用C级检测时应将焊接接头的余高磨平。对焊接接头斜探头扫查经过的母材区域要用直探 头进行检测，检测方法按以下的规定进行：

对于C检测或必要时，斜探头扫查声束通过的母材区域，应先用直探头检测，以便检测是否有影响斜探头检测结果的分层或其他类型缺陷存在。该项检测仅作记录，不属于对母材的验收检测。母材检测的要点如下：

19-77

1） 扫查灵敏度：将无缺陷处第二次底波调节为显示屏满刻度的 100 %；

2） 凡缺陷信号幅度超过显示屏满刻度 20 %的部位，应在工件表面作出标记，并予以记录。 c ） 工件厚度大于15mm的焊接接头一般应在双面双侧进行检测，如受几何条件限制或由于堆焊 层（或复合层）的存在而选择单面双侧检测时，还应补充斜探头作近表面缺陷检测； d ） 工件厚度大于40mm的对接焊接接头，还应增加直探头检测； e ） 焊接接头应进行横向缺陷的检测。

17.2.4.7 用两种或两种以上 K 值斜探头检测时，探头间折射角相差不应小于 10°。 17.2.5检测准备 17.2.5.1检测区

17.2.5.2 检测区由焊接接头检测区宽度和焊接接头检测区厚度表征。

17.2.5.3 焊接接头检测区宽度应是焊缝本身，再加上焊缝两侧各10mm确定。对接接头检测区示意 见图 7 。

17.2.18 对接焊接接头检测区厚度应为工件厚度加上焊缝余高。

17.2.5.5 超声检测应覆盖整个检测区。若增加检测探头数量或增加检测面（侧）还不能完全覆盖， 应增加辅助检测，包括采用其他无损检测方法。

图 7 检测区示意图

注：a表示焊接接头检测区宽带

17.2.6 检测面准备 17.2.6.1 探头移动区宽度

17.2.6.2 探头移动区宽度应能满足检测到整个检测区。见图 8 。

图 8 探头移动区宽带示意图

20-77

17.2.6.3 采用一次反射法检测时，探头移动区宽度应大于或等于 1.25 P ：

P=2Kt 或 P=2t×tanβ

式中： P ——跨距，； T ——工件厚度，； K ——探头 K 值；

β——探头折射角， （°） 。

17.2.6.4 采用直射法检测时，探头移动区宽度应大于或等于 0.75P 。

17.2.6.5检测面应清除油漆、焊接飞溅、铁屑、油垢及其他异物，以免影响声波耦合和缺陷判断。 检测面应平整，检测面与探头楔块底面或保护膜间的间隙不应大于 0.5mm，其表面粗糙度 Ra 值应 小于或等于 25μm。检测面一般应进行打磨。

17.2.6.6去除余高的焊缝，应将余高打磨到与邻近母材平齐。保留余高的焊缝，如果焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免影响检测结果的评定。。 17.2.6.6探头K值（角度）

采用一次反射法检测时，斜探头 K 值（角度）的选取应尽可能使主声束与检测面相对的底

面法线夹角在35°~70°之间，当使用两个或两个以上 K 值（角度）探头检测时，应至少有一种K值（角度）的探头满足这一要求。

斜探头Ｋ值(角度)选取可参照表6的规定。条件允许时，应尽量采用较大Ｋ值探头。直探头标称频率的选取可参照表 7 的规定。

（表6）推荐采用的斜探头 K 值和标称频率

21-77

（表7）推荐采用的直探头标称频率

17.2.6.7母材的检测

对于C级检测，斜探头扫查声束通过的母材区域，应先用直探头检测，以便检测是否有影响斜探头检测结果的分层或其他种类缺陷存在。该项检测仅作记录，不属于对母材的验收检测。母材检测规程要点如下： a 检测方法：接触式脉冲反射法，采用2～5Hz的直探头，晶片尺寸10～25。

b 检测灵敏度：用接触式脉冲反射法，将无缺陷处第二次底波调节为荧光屏满刻度的100％。 c 凡缺陷信号幅度超过荧光屏满刻度20％的部位，应在工件表面作出标记，并予以记录。 17.2.7仪器调节

17.2.7.1斜探头入射点、折射角

斜探头入射点、折射角的测量应选择在 CSK-IA 、 CSK-IIA 或 CSK-IIIA 上进行。 17.2.7.2仪器时基线

仪器时基线的调整应选择在 CSK-IA 、 CSK-IIA 或 CSK-IIIA 上进行。 17.2.8距离—波幅曲线绘制

17.2.8.1 距离 - 波幅曲线应按所用探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成，该曲线族由评定线、定量线和

判废线组成。评定线与定量线之间（包括评定线）为 I 区，定量线与判废线之间（包括定量线）为 II 区，判废线及其以上区域为 III 区，如图 9 所示。如果距离 - 波幅曲线绘制在显示屏上，则在检测范围内曲线任一点高度不低于显示屏满刻度的 20 %。

图9 距离—波幅曲线

波幅 dB

Ⅱ

判废线(RL)

Ⅲ

22-77

23-77

17.2.9距离—波幅曲线的灵敏度选择

17.2.9.1 工件厚度为 6~200mm的焊接接头，斜探头或直探头检测时，用 CSK-IIA 试块制作的距离 - 波幅曲线灵敏度按表 6 的规定。

表6 斜探头或直探头检测距离-波幅曲线的灵敏度 试块型式 工件厚度t/ ≥6～40 CSK-IIA ＞40～100 ＞100～200 评定线 φ2×40-18dB φ2×60-14dB φ2×60-10dB 定量线 φ2×40-12dB φ2×60-8dB φ2×60-4dB 判废线 φ2×40-4dB φ2×60+2dB φ2×60+6dB

17.2.9.2工件厚度为 8~120mm的焊接接头，斜探头检测时，用 CSK-IIIA 试块制作的距离-波幅曲线灵敏度按表7的规定。

表7 距离—波幅曲线的灵敏度

17.2.9.3工件厚度大于 200~500 的焊接接头，斜探头或直探头检测时距离 - 波幅曲线灵敏度按表 8 的规定。

表8 斜探头或直探头检测距离-波幅曲线的灵敏度

17.2.9.4检测横向缺陷时，应将扫查灵敏度至少再提高 6dB 进行检测。

17.2.9.5 工件的表面耦合损失和材质衰减应与试块相同，否则应按附录 I （规范性附录）的规定测量声能传输损耗差并进行补偿，补偿量应计入距离-波幅曲线。

17.2.9.6 扫查灵敏度不应低于评定线灵敏度，此时在检测范围内最大声程处的评定线高度不应低于荧光屏满刻度的 20%。 17.2.10扫查方法 17.2.10.1斜探头扫查

检测焊接接头纵向缺陷时，斜探头应垂直于焊缝中心线放置在检测面上，作锯齿型扫查，见图 10 。探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊接接头截面。在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时，扫查时还应作 10 ° ~15 °的左右转动。为观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信号，确定缺陷的位置、方向和形状，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式，见图 11 。

24-77

图10 锯齿型扫查

17.2.10.2检测焊接接头横向缺陷时，可在焊接接头两侧边缘使斜探头与焊接接头中心线成不大于10° 作两个方向斜平行扫查，见图 12 。如焊接接头余高磨平，探头应在焊接接头及热影响区上作两个方向的平行扫查，见图 13

图 12 斜平行扫查 图 13 平行扫查 17.2.10.3对电渣焊焊接接头还应增加与焊缝中心线成 45 °的斜向扫查。 17.2.10.4 直探头扫查

直探头扫查时，应确保超声声束能扫查到焊接接头的整个被检区域。

17.2.10.5 检测面曲率半径小于或等于 250mm对接焊接接头超声检测的一般原则

17.2.10.6 检测曲面工件时，如检测面曲率半径 R ≤W/4 时（ W 为探头接触面宽度，环缝检测时为探头

2

前后

左右 转角

图 11 四种基本扫查方法

环绕

25-77

宽度，纵缝检测时为探头长度） ，应采用与检测面曲率相同对比试块，反射孔的位置可参照对比试块确定。试块宽度 b 一般应满足：

b ≥2λs/D0

式中：

b—试块宽度，mm λ—超声波波长，mm S—声程，mm

D0--声源有效直径，mm

17.2.10.7曲面工件对接焊接接头的检测

17.2.10.8检测面为曲面时，可尽量按平板对接焊缝的检测方法进行检测外。对于受几何形状限制，无法检测的部位应予以记录。

17.2.10.9纵缝检测时，对比试块的曲率半径应为工件检测面曲率半径的 0.9 ～ 1.1 倍。

a 根据工件的曲率和材料厚度选择探头Ｋ值，并考虑几何临界角的限制，确保声束能扫查到整个焊缝。 b 探头接触面修磨后，应注意探头入射点和Ｋ值的变化，并用曲率试块作实际测定。

c 应注意到荧光屏指示的缺陷深度或水平距离与缺陷实际的径向埋藏深度或水平距离弧长的差异，必要时应进行定位修正。

17.2.10.10.环缝检测时，对比试块的曲率半径应为检测面曲率半径的0.9～1.5倍。 17.2.11 缺陷定量检测

17.2.11.1灵敏度应调到定量线灵敏度。

17.2.11.2对所有反射波幅超过定量线的缺陷，均应明确其位置、最大反射波幅和缺陷当量。 17.2.11.3缺陷位置测定应以获得缺陷最大反射波的位置为准。 17.2.11.4缺陷定量

17.2.11.5应根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量直径Φ或缺陷指示长度△L。 17.2.11.6缺陷指示长度△L的测定采用以下方法：

1）当缺陷反射波只有一个高点，且位于 II 区或 II 区以上时，用 -6dB 法测量其指示长度。 2）当缺陷反射波峰值起伏变化，有多个高点，且位于 II 区或 II 区以上时，应以端点 -6dB法测量其指示长度。

3）当缺陷波幅位于 I 区，将探头左右移动，使波幅降到评定线，以评定线灵敏度测量缺陷指示长度。 17.2.12缺陷评定

17.2.12.1 超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征，如有怀疑时，应采取改变探头Ｋ值、增加检测面、观察动态波型并结合结构工艺特征作判定，或辅以其它检测方法作综合判定。 17.2.12.2 沿缺陷长度方向相邻的两缺陷，其长度方向间距小于其中较小的缺陷长度且两缺陷在与缺陷长度相垂直方向的间距小于 5 时，应作为一条缺陷处理，以两缺陷长度之和作为其指示长度

（间距计入） 。如果两缺陷在长度方向投影有重叠，则以两缺陷在长度方向上投影的左、右端点间距离作为其指示长度。

26-77

17.3 承压设备Ⅱ型焊接接头超声检测方法 17.3.1 范围

本条适用于Ⅱ型焊接接头超声检测，Ⅱ型焊接接头范围见表 6。 17.3.2 探头

17.3.2.1 推荐采用线聚焦斜探头和双晶斜探头，其性能应能满足检测要求。

17.3.2 探头标称频率一般采用 4Hz ~5Hz ，当管壁厚度大于 15mm 时，采用 2Hz~2.5Hz 的 探头。探头主声束轴线水平偏离角不应大于 2 °。

17.3.2.3 斜探头 K 值的选取可参照表 9 的规定。如有必要，也可采用其他 K 值的探头。

17.3.2.4 探头楔块的曲率应加工成与接管外径相吻合的形状。加工好曲率的探头应对其 K 值和前沿值进行测定，要求一次波至少扫查到焊接接头根部。

表 9 斜探头 K 值的选择

17.3.3 对比试块

17.3.3.1 采用的对比试块型号为GS-1 、 GS-2 、 GS-3 、 GS-4，其形状和尺寸应分别符合图14和表10的规定。

图 14 GS试块形状和尺寸

27-77

表 10 试块圆弧曲率半径

17.3.4 检测位置及探头移动区

17.3.4.1 一般要求从焊接接头两侧进行检测，确因条件限制只能从焊接接头一侧检测时，应采用两种或两种以上的不同值探头进行检测，并在报告中加以说明。

17.3.4.2 探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质，其表面粗糙度 Ra ≤ 25μ ，探头移动区应大于 1.5 P ， P 的计算按17.2.6.3的规定 17.3.5 距离-波幅曲线的绘制。

17.3.5 1 按表 10 选择与实际工件曲率相对应的对比试块。

17.3.5 2 距离 - 波幅曲线按所用探头和仪器在所选择的试块上实测的数据绘制而成，该曲线族图由评 定线、定量线和判废线组成。评定线与定量线之间（包括评定线）为 I 区，定量线与判废线之间（包 括定量线）为 II 区，判废线及其以上区域为 III 区，如图 15 所示。

图 15 距离-波幅曲线示意图

17.3.5 2 不同管壁厚度的距离 - 波幅曲线灵敏度应符合表 11 的规定。

表 11 距离-波幅曲线的灵敏度

28-77

17.3.6 检测时声能传输损耗差可参照附录 I （规范性附录） ，并根据实测结果对扫查灵敏度进行补偿，补偿量应计入距离 - 波幅曲线。

17.3.7 扫查灵敏度不应低于评定线灵敏度。 17.3.8扫查方法

17.3.8.1 一般将探头从对接焊接接头两侧垂直于焊接接头进行扫查，探头前后移动距离应符合要求，探头左右移动应使得扫查覆盖大于探头宽度的 15%。

17.3.9 为了观察缺陷动态波形或区分伪缺陷信号以确定缺陷的位置、方向、形状，可采用前后、左右等扫查方法。

17.3.10 缺陷定量检测

17.3.11 对所有反射波幅位于 I 区或 I 区以上的缺陷，均应对缺陷位置、缺陷最大反射波幅和缺陷指示长度等进行测定。

17.3.12 缺陷位置测定应以获得缺陷最大反射波的位置为准。

17.3.13 缺陷最大反射波幅的测定。将探头移至缺陷出现最大反射波信号的位置，测定波幅大小，并确定它在距离-波幅曲线中的区域。

17.3.14 缺陷指示长度的测定按下述方法进行。

a ） 缺陷反射波只有一个高点，且位于 II 区或 II 区以上时，用定量线的绝对灵敏度法测其指示长度； b ） 缺陷反射波峰值起伏变化，有多个高点，且位于 II 区或 II 区以上时，应以定量线的绝对灵敏度法测其指示长度；

c ） 当缺陷最大反射波幅位于 I 区，应以评定线绝对灵敏度法测其指示长度。 17.3.15 缺陷的实际指示长度l应按以下公式计算 l=L*(R-H)/R 式中：

L---测定的缺陷指示长度， R---管子外半径， H---缺陷深度，。 17.3.16 缺陷的评定

17.3.16.1超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹、未熔合等类型缺陷特征，如有怀疑时，应采取改变探头 K 值、观察缺陷动态波形并结合焊接工艺等进行综合分析。

17.3.16.2 相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度时，应作为一条缺陷处理，以缺陷长度之和作为其单个缺陷指示长度（间距计入缺陷长度）。

29-77

17.4 质量分级

17.4.1 锅炉、压力容器本体焊接接头质量分级

17.4.1.1 锅炉、压力容器本体焊接接头包括筒体（或封头）对接接头、接管与筒体（或封头）角接接头。 17.4.1.2 锅炉、压力容器本体焊接接头不允许存在裂纹、未熔合和未焊透等缺陷。 17.4.1.3 评定线以下的缺陷均评为I级。

17.4.1.4 锅炉、压力容器本体焊接接头质量分级按表 12 的规定执行。

表 12 锅炉、压力容器本体焊接接头超声检测质量分级 单位：mm

注1：当焊缝长度不足9t（Ⅰ级）或4.5t（Ⅱ级）时，可按比例折算。当折算后的多个缺陷累计长度允许值小于该级别允许的单个缺陷指示长度时，以允许的单个缺陷指示长度作为缺陷累计长度允许值。

注2：用17.2.11.6规定的测量方法，使声束垂直于缺陷的主要方向移动探头测得的缺陷长度。

17.4.2 锅炉、压力容器管子环向或纵向焊接接头质量分级

17.4.2.1 锅炉、压力容器管子环向或纵向焊接接头不允许存在裂纹、未熔合和未焊透等缺陷。 17.4.2.2 评定线以下的缺陷均评为I级。

17.4.2.3 锅炉、压力容器管子环向或纵向焊接接头质量分级按表13的规定执行。

表 13 锅炉、压力容器管子环向或纵向焊接接头超声检测质量分级

30-77

31-77

18 承压设备用钢锻件超声检测方法和质量分级 18.1 范围

18.1.1 本条适用于承压设备用碳钢和低合金钢锻件的超声检测方法和质量分级。 18.1.2 本条不适用不适用于内外半径之比小于 65%的环形和筒形锻件的周向斜探头检测。 检测原则

检测一般应安排在热处理后，孔、台等结构机加工前进行，检测面的表面粗糙度Ra≤6.3μm。 锻件一般应使用直探头进行检测，对筒形和环形锻件还应增加斜探头检测。

检测厚度小于等于45mm时，应采用双晶直探头进行。检测厚度大于45mm时，一般采用单晶直探头进行。 锻件检测方向厚度超过400mm时，应从相对两端面进行检测。 18.2 探头选用 直探头

探头标称频率应在 1MHz~5 MHz 范围内。

双晶直探头晶片面积不小于 150mm ；单直探头晶片有效直径应在为10mm~ 40mm范围内。 斜探头

斜探头与被检工件应保持良好的接触，遇有以下情况时，应采用曲面试块调节检测范围和基准灵敏度： a） 在凸表面上纵向（轴向）扫查时，探头楔块宽度大于检测面曲率半径的 1/5； b） 在凸表面上横向（周向）扫查时，探头楔块长度大于检测面曲率半径的 1/5。 18.2.2 探头标称频率应在 1MHz~5 MHz 范围内。

18.2.3 双晶直探头晶片面积不小于 150mm ；单直探头晶片有效直径应在为10mm~ 40mm 范围内。 18.3 对比试块

18.3.1 对比试块应符合 7.2 的规定。 18.3.2 对比试块可由以下材料之一制成： a） 被检材料的多余部分（尺寸足够时） ； b） 与被检材料同钢种、同热处理状态的材料； c） 与被检材料具有相同或相似声学特性的材料。 18.3.3 单直探头对比试块

单直探头检测采用 CS-2 试块调节基准灵敏度，其形状和尺寸应符合图 16和表 14 的规定。如确有需要也可采用其他对比试块。 18.3.4 双晶直探头对比试块

a） 工件检测距离小于 45mm 时，应采用 CS-3 对比试块； b） CS-3 试块的形状和尺寸应符合图 5 和表 9 的规定。

图16. CS-2对比试块

2

2

32-77

表 14 CS-2对比试块尺寸

图 17 CS-3对比试块

33-77

表 15 .CS-3对比试块尺寸

18.3.5 工件检测面曲率半径小于等于 250mm 时，应采用曲面对比试块（试块曲率半径为工件曲

率半径的 0.7~1.1 倍）调节基准灵敏度，或采用 CS-4 对比试块来测定由于曲率不同而引起的声能损 失，其形状和尺寸按图 6 所示。

图 18 CS-4 对比试块

18.3.6 对比试块 CS-2、CS-3、CS-4 制造要求等见 JB/T 8428 和 GB/T 11259 的规定。

34-77

18.4 基准灵敏度的确定

18.4.1 单直探头基准灵敏度的确定

使用 CS-2 或 CS-4 试块，依次测试一组不同检测距离的2mm 平底孔（至少 3 个），制作单直探头的距离-波幅曲线，并以此作为基准灵敏度。当被检部位的厚度大于或等于探头的 3 倍近场区长度，且检测面与底面平行时，也可以采用底波计算法确定基准灵敏度。 18.4.2 双晶直探头基准灵敏度的确定

使用 CS-3 试块，依次测试一组不同检测距离的 2mm 平底孔（至少 3 个）。制作双晶直探头的距 离-波幅曲线，并以此作为基准灵敏度。 扫查灵敏度一般应比基准灵敏度高6dB。 耦合方式一般可采用直接接触法。 灵敏度补偿

检测时应根据实际情况进行耦合补偿、衰减补偿和曲面补偿。 18.5 工件材质衰减系数的测定

a） 在工件无缺陷完好区域，选取三处检测面与底面平行且有代表性的部位，调节仪器使第一次底面回波幅度（B 1 ）或第 n 次底面回波幅度（Bn ）为满刻度的 50%，记录此时仪器增益或衰减器的读数，再调节仪器增益或衰减器，使第二次底面回波幅度或第 m 次底面回波幅度（B 2 或Bm ）为满刻度的 50%，两次增益或衰减器读数之差即为(B 2- B 1)或（Bn-Bm）的 dB 差值（不考虑底面反射损失） 。 b）工件厚度小于3倍探头近场区长度（t<3N）时，衰减系数（满足n>3N/t，m>n）按以下公式计算：

a=[(Bn-Bm)-20lg(m/n)]/2(m-n)t

式中：

a——衰减系数，dB/m（单程）；

(Bn-Bm)——两次底波增益或衰减器的读数之差，dB； t——工件检测厚度，m； N——单晶直探头近场区长度，m； m，n——底波反射次数。

c)工件厚度大于等于3倍探头近场区长度（t≥3N）时，衰减系数按以下公式计算：

a=[(B1-B2)-6]/2t

式中：

(B1-B2)——两次底波增益或衰减器的读数之差，dB； 其余符号意义同b）

d）工件上三处衰减系数的平均值即作为该工件的衰减系数。 18.6扫查方式 18.6.1直探头检测：

a）移动探头从两个相互垂直的方向在检测面上作100%扫查。主要检测方向如图7所示； b）双晶直探头扫查时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直；

c）根据合同、技术协议书或图样的要求，也可采用其他形式的扫查，如一定间隔的平行线或格子线扫查。 18.6.2斜探头检测

斜探头检测应按附录M的要求进行

35-77

19、承压设备厚度的超声测量方法 19.1 范围

本章适用于承压设备筒体、封头、接管等厚度的超声测量，也适用于压力管道厚度的超声测量。 19.2 几种主要材料的声速

几种主要材料的声速见表 15 。使用时，如有必要应对材料进行实际声速测定。

表 16 几种主要材料的声速 单位：m/s

19.3 测量仪器

19.3.1 厚度测量仪器包括超声检测仪、带 A 扫描显示数字式测厚仪和数字式测厚仪。根据被测工 件实际情况和测量精度要求选用。

19.3.2 超声检测仪以 A 扫描方式显示时间 - 幅度信号，通过读出初始脉冲和第一次底波之间的距离 来测量厚度，或根据 A 扫描显示时基线上多次底面回波之间距离差来测量厚度。

19.3.3 带 A 扫描显示数字式测厚仪是 A 扫描显示超声检测仪和数显厚度值的附加电路的组合。带 A 扫描显示仪器可以检查测量的有效性，也可显示测量情况的变化，如工件内部缺陷或不连续性。 19.3.3 数字式测厚仪是把初始脉冲和第一次底面回波之间或多次底面回波之间的声程或时间转换 成数字显示值显示在仪器上。 19.4 探头

19.4.1 超声测厚通常采用直接接触式单直探头，也可采用带延迟块的单直探头和双晶直探头。 19.4.2 高温（大于等于 60 ℃）或低温（低于 -20 ℃）试件的壁厚测定需用特殊探头。 19.5 校准试块

校准试块的基本要求和尺寸见图 25 ，在符合测量精度条件下，也可采用其他试块对仪器进行校准。 19.6 耦合剂

19.6.1 耦合剂应符合 7.3 的规定。

19.6.2 用于高温场合的耦合剂应选用适当的高温耦合剂。 19.7 仪器校准

19.7.1 仪器校准一般应在与被测材料声速相同或相近的试块上进行。 19.7.2 数字式测厚仪的校准

a ） 采用阶梯试块， 分别在厚度接近待测厚度的最大值和待测厚度的最小值 （或待测厚度最大值的 1/2 ）进行校准；

b ） 将探头置于较厚试块上，调整“声速校准”旋钮，使测厚仪显示读数接近已知值； c ） 将探头置于较薄的试块上，调整“零位校准”旋钮，使测厚仪显示读数接近已知值； d ） 反复调整，使量程的高低两端都得到正确读数；

e ） 若已知材料声速，则可预先调好声速值，然后在仪器附带的试块上，调节“零位校准”旋钮， 使仪器显示为试块的厚度。

图 19超声测厚试块

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19.7.3 超声检测仪的校准 a ） 同 19.7.2 a ） ；

b ） 探头置于较厚试块上，调节检测仪 “ 深度范围 ” 旋钮，直到底面回波出现在相应刻度位置上； c ） 探头置于较薄试块上，调节检测仪 “ 扫描延迟 ” 旋钮，直到底面回波出现在相应刻度位置上； d ） 反复调整，直到厚、薄试块上的底面回波均出现在正确的刻度位置；

e ） 当待测工件厚度较大时， 应调节仪器使试块的多次底波范围超过工件厚度值， 并用多次底波来 校准仪器。

19.7.4 带 A 扫描显示数字式测厚仪的校准

带 A 扫描显示数字式测厚仪的校准可按19.7.2 或 19.7.3 进行。 19.8 影响测量精度的因素 19.8.1 耦合剂

根据工件的表面状态及声阻抗，选择无气泡、粘度适宜的耦合剂。对于表面粗糙的工件，应选择较 稠的耦合剂，并适当增加耦合剂的用量。 19.8.2 探头与工件的接触面

a ） 测量表面上存在的浮锈、鳞皮或部分脱离的涂膜应进行清除，必要时进行适当的修磨；

b ） 探头与工件接触时， 应在探头上施加一定的压力 (20~30N) ， 保证探头与工件之间有良好的耦合，

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并且排除多余的耦合剂，使接触面形成极薄的耦合层。 19.8.3 工件存在缺陷

当测量区域存在微小夹杂物或分层类缺陷时，测厚数据会出现异常，此时如认为有必要，应使用超 声检测仪对异常部位进行检测和厚度测量。 19.9 仪器复核

19.9.1 遇有下述情况应对仪器进行复核： a ） 厚度连续测量超过 1 小时时； b ） 探头或探头线更换时； c ） 测量材料类型改变时；

d ） 工件表面温度明显变化时（变化量超过 ±14 ℃） ； e ） 对测量数值有怀疑时； f ） 测量结束时。

19.9.2 若复核读数偏差超过仪器允许误差，则对测量开始或上次复核以来的全部测量数据予以复 测。

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附 录 A 缺陷类型识别和性质估判

A 1缺陷类型识别

A 1.1缺陷类型识别的一般方法

宜采用一种或一种以上声束方向作多种扫查，包括前后、左右、转动和环绕扫查等，通过对各种超声信息综合评定来进行缺陷类型识别。 A 1.2点状缺陷 A 1.2.1概述

点状缺陷是指气孔和小夹渣等小缺陷，大多属体积性缺陷。 A 1.2.2点状缺陷回波特征

回波幅度较小，探头左右、前后扫查时均显示动态波形Ⅰ，转动扫描时情况相同。对缺陷作环绕扫查时，从不同方向、用不同声束角度探测，进行声程差修正后，回波高度基本相同。 A 1.3线性缺陷 A 1.3.1概述

有明显的指示长度，但不易测出其断面尺寸。线性夹渣、线性未焊透或线性未熔合均属这类缺陷。这类缺陷在长度上也可能是间断的，如链状夹渣、断续未焊透和断续未熔合等。 A 1.3.2回波特征

探头对准这类缺陷前后扫查时一般显示波形Ⅰ的特征，左右扫查则显示波形Ⅱ，或者有点像波形Ⅲa。转动和环绕扫查时，回波高度在与缺陷平面相垂直方向两侧迅速降落。只要信号不能明显断开较大距离，则表明缺陷基本连续。

若缺陷断面大致为圆柱形，只要声束垂直与缺陷的纵轴，作声轴距离修正后，回波高度变化较小。 若缺陷断面为平面状，从不同方向、用不同角度探测时，回波高度在与缺陷平面相垂直方向有明显降落。

断续的缺陷在长度方向上波高包络有明显降落，应在明显断开的位置附近作转动和环绕扫查，如观察到在垂直方向附近波高迅速降落，且无明显的二次回波，则证明缺陷是断续的。 A 1.4体积状缺陷 A 1.4.1概述

这种缺陷有可测长度和明显断面尺寸，如不规则或球形的大夹渣。 A 1.4.2回波特征

左右扫查一般显示动态波形Ⅱ或Ⅲa，前后扫查显示波形Ⅲa或Ⅲb。

转动扫查时，若声束垂直缺陷纵轴，所显示的波形颇似波形Ⅲb，一般可观察到最高回波。环绕扫查时，在缺陷轴线的垂直方向两侧，回波高度有不规则的变化。

这种缺陷在方向变动较大，或更换多种声束角度时，仍能被探测到，但回波高度有规则变化。 A 1.5平面状缺陷。 A 1.5.1概述

这种缺陷有长度和明显的自身高度。表面既有光滑的，也有粗糙的。如裂纹、面状未熔合或面状未焊透等。

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A 1.5.2.回波特征

左右、前后扫查时显示回波动态波形Ⅱ或Ⅲa、Ⅲb。

对表面光滑的缺陷作转动和环绕扫查时，在与缺陷平面相垂直方向的两侧，回波高度迅速降落。对表面粗糙的缺陷作转动扫查时，显示动态波形Ⅲb的特征，而作环绕扫查时，在与缺陷平面相垂直方向两侧回波高度的变化均不规则。

由于缺陷相对于波束的取向及其表面粗糙不同，通常回波幅度变化很大。 A 1.6多重缺陷 A 1.6.1概述

这是一群相隔距离很近的缺陷，用超声波无法单独定位、定量。如密集气孔或再热裂纹等。 A 1.6.2回波特征

作左右、前后扫查时，由各个反射体产生的回波在时基线上出现位置不同，次序也不规则。每个单独的信号显示波形Ⅰ的特征。根据回波的不规则性，可将此类缺陷与有多个反射面的裂纹区分开来。

通过转动和环绕扫查，可大致了解密集缺陷的性质是球形还是平面缺点状反射体。

从不同方向、用不同角度测出的回波高度的平均量值，若反射有明显方向性，这就表明是一群平面型点状反射体。 A 2缺陷性质估判 A 2.1缺陷性质估判依据 a) 工件结构与坡口形式； b) 母材与焊材； c) 焊接方法和焊接工艺； d) 缺陷几何位置； e) 缺陷最大反射回波高度； f) 缺陷定向反射特性； g) 缺陷回波静态波形； 1. 缺陷回波动态波形。 A 2.2缺陷性质估判程序

a 反射波幅低于评定线或按本部分判断为合格的缺陷原则上不予定性。

b 对于超标缺陷，首先应进行缺陷类型识别，对于可判断为点状的缺陷一般不予定性。

c 对于判定为线性、体积状、面状或多重的缺陷，应进一步测定和参考缺陷平面、深度位置、缺陷高度、缺陷各向反射特性、缺陷取向、缺陷波形、动态波形、回波包络线和扫查方法等参数，同时结合工件结构、坡口形式、材料特性、焊接工艺和焊接方法进行综合判断，尽可能定出缺陷的实际性质。缺陷类型的识别和性质估判与缺陷定位、定量一般应同时进行，也可单独进行。

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附 录 B

承压设备用板材斜探头检测

B 1 范围

本附录规定了用斜探头检测板材中非夹层性缺陷的超声检测方法，并将其作为直探头检测的补 充。

B 2 检测装置

B 2 .1 原则上选用 K 1 斜探头，晶片有效直径一般应在10~ 25 mm之间。也可选用其他晶片 尺寸和 K 值的探头。

B 2.2 探头标称频率为 2Hz~5Hz 。 B 3 对比试块

B 3.1 对比试块应与被检板材声学特性相同或相似，厚度差不超过 10 %。

B 3.2 对比试块上的人工缺陷反射体为 V 形槽，角度为 60 °，槽深为板厚的 3 %，槽的长度至少 为 25 mm 。

B 3.3 对比试块的尺寸、 V 形槽位置应符合图 B.1 的规定。

图 B.1 对比试块

B 3.4 对于厚度超过 50 mm 的板材， 要在板材的另一面加工第二个如B 3.2 和B 3.3 所述的校准槽。 B 4 距离-波幅曲线的确定

B 4.1 厚度小于或等于 50 mm的板材

B.4.1.1 把探头置于试块有槽的一面，使声束对准槽的宽边，找出第一个全跨距反射的最大波幅， 调整仪器，使该反射波的最大波幅为满刻度的 80 %，在显示屏上记录下该信号的位置。

B 4.1.2 不改变仪器的调整状态，移动探头，得到第二个全跨距信号，并找出信号最大反射波幅，在显示屏上记录下该信号的位置。

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B 4.1.3 在显示屏上将 B4.1.1 和B 4.1.2 所确定的点连成一直线，此线即为距离-波幅曲线。 B 4.2 厚度大于 50~250 mm 的板材

B 4.2.1 将探头声束对准试块背面的槽，并找出第一个 1/2 跨距反射的最大波幅。调节仪器，使反 射波幅为满刻度的 80 %，在显示屏上记下这个信号的位置。

B 4.2.2 不改变仪器的调整状态，移动探头，以全跨距对准切槽并获得最大反射波幅，在显示屏 上记下这个幅值点。

B 4.2.3 在显示屏上将 B4.2.1 和 B4.2.2 所确定的点连成一直线，此线即为距离-波幅曲线。 B 5 扫查方法

B 5.1 在板材的轧制面上以垂直和平行于板材主要压延方向的格子线进行扫查，格子线中心距为 200 mm 。

B 5.2 当发现缺陷信号时，移动探头使之能在显示屏上得到最大反射波幅。

B 5.3 对于波幅等于或超过距离-波幅曲线的缺陷显示，应记录其位置，并移动探头使波幅降到满 刻度的 25 %来测量其长度。对于波幅低于距离-波幅曲线的缺陷，当指示长度较长时，也可记录备 案。

B 18 在每一个记录缺陷位置上，应以记录缺陷中心起，在 200 × 200 mm2 的区域作 100 %检测。 B 6 验收标准

等于或超过距离-波幅曲线的任何缺陷信号均应认为是不合格的。但是以纵波方法作辅助检测 时，若发现缺陷性质是分层类的，则应按B5.3 的规定处理。

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附 录 C

仪器的水平线性、垂直线性测定

C 1 仪器的水平线性测定 C 1.1 测试设备

a 检测面与底面平行而表面光滑的任何试块； b 5Hz或其他频率的常用直探头； c 探头压块。 C1.2测试步骤

C1.2.1连接探头并根据被测探伤仪中扫描范围挡级的要求将探头固定于适当厚度的试块上，如下图；再调节探伤仪，使显示多次无干扰底波。 探伤仪 探头

C 1.2.2在不

具有“延迟扫描”功能

试块 的探伤仪中，在分别将底波调到相同幅度（如垂直刻度的80％）的条件下，使第一次底波B1的前沿对准水平刻度“2”，第五次底波B5的前沿对准水平刻度“10”，然后在依次将每次底波调到上述相同幅度时，分别读取第二、三、四底波前沿与水平刻度“4”、“6”、“8”的偏差Ln, 如下图，然后取其最大偏差Lmax按下列

0.8B

计算水平线性误差△L

△L= ×100％

︱Lmax︱

式中：△L：水平线性误差，％，B：水平全刻度数。 T B 1

B 2 B 3 B 4 B 5

0 2 4 6 8 10

L4 L6 L8

C 1.2.3 在具有“延迟扫描”功能的探伤仪中，按2.2项方法，将底波B1的前沿对准水平刻度“0”，底波B5

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的前沿对准水平刻度“10”，然后读取第二至第五底波中之最大偏差Lmax，再按下式计算水平线性误差

︱Lmax︱ △L= ×100％

B

式中：△L：水平线性误差，％，B:水平全刻度数。

C 1.2.4在探伤仪扫描范围的每个挡级，至少应测试一种扫描速度下的水平线性误差。

C 2 仪器的垂直线性测定 C 2.1测试设备

a 各种频率的常用直探头； b 对比试DB-P、Z20-2或Z20-4； c 探头压块。 C 2.2测试步骤

C 2.2.1连接探头并固定在试块上，调节探伤仪，使荧光屏上显示的探伤图形中，孔波幅度调为垂直刻度的100％，且（衰减器）至少有30dB的衰减余量。

C 2.2.2调节（衰减器），依次记下每衰减2dB时孔波幅度的百分数，直至26dB，测量准确度为0.1% 。然后将孔波幅度的值与下表中的理论值相比较，取最大正偏差d（+）与最大负偏差d（-）之绝对值的和为垂直线性误差△d，它由以下公式计算得出：

△d =︱d（+）︱+︱d（-）︱

衰减量（d B） 0 波高理论值（％）

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 100 79.4 63.1 50.1 39.8 31.6 25.1 20.0 15.8 12.5 10.0 7.9 6.3 5.0 44-77

附 录 D

仪器和斜探头组合性能测试方法

D 1入射点 D 1.1测试设备 a 超声检测仪器； b CSK一ⅠA试块。 c 探头压块 D 1.2测试步骤

在得到R100圆弧面的最高回波时，读取与该圆弧中心记号对应的探头侧面的刻度，作为入射点，读数精确到0.5. D 2前沿距离

D 2.1测试设备：刻度尺。 D 2.2测试步骤

用刻度尺测量由1.测得的入射点至探头前沿的距离L，读数精确到0.5. D 3 K值

D 3.1测试设备：同D1.1 D 3.2测试步骤

将探头置于CSK-1A试块上，当K≤1.5时，探头放在下图D1（a）位置，观察Φ50 孔的回波；1.5＜K≤2.5时，探头放在下图D1（b）位置，观察Φ50孔的回波；

K＞2.5时，则观察下图D1（c）的Φ1.5 横通孔的回波。前后移动探头，直到孔的回波最高时固定下来，然后在试块上读出按1.测得的入射点相对应的角度β，β即为被测探头折射角，读数精确到0.5°。

K=tgβ

式中：β折射角,( °)， Kβ的正切。

图 D 1

D 4声轴偏斜角

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D 4.1测试设备：同D1.1 D 4.2测试步骤

将探头置于CSK一ⅠA试块25厚的表面上，对于K≤1的探头，测试时用试块1端面如下图D2（a），对于K≥1的探头，测试时如下图D2（b），前后移动和左右摆动探头，使所测试端面的波幅度最高，然后用量角器测量探头侧面与试块端面法线的夹角θ，

如下图D2（c），夹角θ表示声轴偏斜角，读数精确到0.5°。

图 D 2 (a)

(b)

D 5 斜探头分辨力的测试方法 D 5.1测试设备：同D1.1

D 5.2测试步骤

检测仪的抑制置于“0”或“断”，其他调整取适当值。根据斜探头的折射角或K值，将探头压在CSK一ⅠA试块上，其位置如图 D 5 a) 或图 D 5 b)所示，中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合。移动探头位置使来自Φ50 mm和Φ44 mm两孔的回波A、B高度相等，并约为20%--30%满刻度，如图 D 6中h1。

图 D 5 斜探头摆放位置

θ(c)

图 D 6 斜探头分辨力测试的回波显示

2.2调节衰减器，使A、B两波峰间的波谷上升到原来波峰高度，此时衰减器所释放的dB数（等于用衰减器读出的缺口深度hl/h2之值）即为以dB值表示的超声检测系统（斜探头）分辨力Z。

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D 5 斜探头灵敏度余量的测试方法 D 5.1测试设备：同D1.1 D 5.2测试步骤

a 检测仪的抑制置于“0”或“断”，其他调整取适当值。将超声检测仪的增益调至最大，但如电噪声较大时应降低增益（凋节增益控制器或衰减器），使电噪声电平降至l0%满刻度。设此时衰减器的读数为a0。 b 将探头压在试块上，位置如图 D 7所示，中间加适当的耦合荆以保持稳定的声耦合。移动探头，使平底孔回波最大，调节衰减器使来自R100mm曲面的回波高度降至50%满刻度。设此时衰减器的读数为a1。 斜探头灵敏度余量（单位为dB）由以下公式给出：

a=a1-a0

图 D 7

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附 录 E

仪器和直探头组合性能测试方法

E 1 直探头灵敏度余量的测试方法 E 1.1测试设备 a 超声检测仪器； b DB-P Z20-2试块； c 探头压块 E 1.2测试步骤

a 检测仪的抑制置于“0”或“断”，其他调整取适当值，最好选取在随后检测工作中将使用的调整值。 b 将仪器的增益调至最大，但如电噪声较大时应降低增益(调节增益控制器或衰减器），使电噪声电平降至10%满刻度。设此时衰减器的读数为S0 。

c 将探头压在试块上，中间加适当的耦合荆，以保持稳定的声耦合，移动探头，使平底孔回波最大，调节衰减器，使平底孔回波高度降至50%满刻度。设此时衰减器的读数为S1。 d 超声检测系统的灵敏度余量（单位为dB）由以下公式给出：

S=S1-S0

E 2 直探头分辨力的测试方法 E 2.1测试设备 a 超声检测仪器； b CSK一ⅠA试块； c 探头压块 E 2.2测试步骤

a 检测仪的抑制置于“0”或“断”，其他调整取适当值，最好选取在随后检测工作中将使用的调整值。 b 将探头压在试块上如图2所示的位置，中间加适当的耦合剂以保持稳定的声耦合。凋整仪器的增益并左右移动探头，使来自A、B两个面的回波幅度相等并约为20%～30%的满刻度，如图2中h1。

c 凋节衰减器：使A、B两波峰间的波谷上升到原来波峰高度，此时衰减器所释放的dB数（等于用衰减器的缺口深度h1/h2之值）即为以dB值表示的超声检测系统的分辨力X。

图 E 1 直探头分辨力的测试和回波显示

E 3直探头盲区的测试方法

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E 3.1测试设备 a 超声检测仪器； b DZ-1、DB-P Z20-2试块； c 探头压块 E 3.2测试步骤

a 检测仪的抑制置于“0”或“断”，除灵敏度调节外，其他调整取适当值。

b 调节超声检测仪灵敏度，使符合检测规范的要求。作为参考，可以采用φ20 mm直探头，并调整仪器灵敏度，使来自DB-P (Z20-2或Z20-4)试块的平底孔回波达50%满刻度。

c 将探头压在DZ—l试块上，中间加适当耦合剂以保持稳定的声耦合。选择能够分辨得开的最短探测距离的φ2mm横孔，并将孔的回波幅度调至大于50%满刻度，如回波的前沿和始波后沿相交的波谷低于10%满刻度，则此最短距离即为盲区。

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附 录F 双晶直探头性能要求

F 1 距离—波幅特性曲线

采用图 F1 所示试块，在各个厚度上测定其回波高度（单位为 dB ） ，并作出如图 F.1 所示的特性 曲线，该特性曲线应满足下述条件：

a） 在双晶直探头使用范围的极限厚度上的回波高度，与最大回波高度差应在 0dB ～ -6dB 范围内。 b） 在厚度 3 上的回波高度，与最大回波高度差也应在 0dB ～ -6dB 范围内。

图 F1 双晶直探头距离—波幅特性曲线

F 2 表面回波高度

用直接接触法的表面回波高度，应比最大回波高度低 40dB 以上。 F 3 检出灵敏度 移动探头对准图2 试块 F 4 有效波束宽度 将探头对准图2 试块

mm平底孔，并与声波分割面平行地移动，按 6dB 法测定波束宽度， mm 平底孔， 其回波高度与最大回波高度差应在 -10dB ± 2 dB 范围内。

对于承压设备用的钢板检测，其有效值应大于15mm。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mtm5.html