特种设备超声波检测作业指导书

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超声波检测作业指导书

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目 录

1 目的 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 2 适用范围 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 3 引用标准 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 4 检测准备 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 4.1 工艺准备 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 4.2 检测作业人员 --------------------------------------------------------------------------------------------- 2 4.3 检测设备与器材 ------------------------------------------------------------------------------------------ 3 4.4 作业条件 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 5 检测实施 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 5.1 检测控制流程图(见图5-1) ---------------------------------------------------------------------------- 4 5.2 钢板超声波检测 ------------------------------------------------------------------------------------------ 4 5.3 钢制管道对接焊缝超声波探伤 ------------------------------------------------------------------------ 7 5.4 例外情况的处理方法 ------------------------------------------------------------------------------------ 9 6 质量检查 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 6.1 质量检查要求和方法 ------------------------------------------------------------------------------------ 9 6.2 质量检验标准 -------------------------------------------------------------------------------------------- 10 6.3 质量控制点 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 9 6.4 质量记录 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 6.5 应注意的质量问题 -------------------------------------------------------------------------------------- 10 7 职业健康安全和环境管理 ----------------------------------------------------------------------------- 11 7.1 职业健康安全主要控制措施 -------------------------------------------------------------------------- 11 7.2 环境管理主要控制措施 -------------------------------------------------------------------------------- 11 图5-1 检测控制流程图 ------------------------------------------------------------------------------------- 11

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1 目的

为了规范沁北电厂三期工程脱硫吸收塔、事故浆液箱超声波检测工作，保证超声波检测的工作质量，特制定本作业指导书。 2 适用范围

2.1 本作业指导书适用于锅炉、压力容器、压力管道、钢结构、其他设备及其原材料、零部件的超声波检测。

2.2 本作业指导书与有关标准、规范、施工技术文件有抵触时，应以有关标准、规范、施工技术文件为准。 3 引用标准

GB150 钢制压力容器 GB12337 钢制球形储罐

GB50094 球形储罐施工及验收规范

GB50236 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 JB/T4730 承压设备无损检测

压力容器安全技术监察规程

特种设备无损检测人员考核与监督管理规则 4 检测准备 4.1 工艺准备

4.1.1 检测方案

超声检测方案由UT-Ⅱ级人员编制，无损检测责任师或UT-Ⅲ级人员审核，项目技术负责人批准后执行。 4.1.2 检测工艺卡

检测前应编制检测工艺卡。检测工艺卡由UT-Ⅱ级人员编制，无损检测责任人员（师）审核，现场无损检测技术负责人批准。

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4.2 检测作业人员

4.2.1 超声检测应由按《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》考核合格，并取得超声检测Ⅱ级或Ⅱ级以上资格证书的检测人员担任。

4.2.2 Ⅰ级人员应在Ⅱ级或Ⅲ级人员的指导下进行超声检测操作和记录。Ⅱ级或Ⅲ级人员有权对检测结果进行评定，签发检测报告。

4.2.3 超声波检测人员的视力应符合有关检测标准的要求。 4.3 检测设备与器材 4.3.1 探伤仪

采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为0.5MHz～10MHz，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（增益），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。水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。 4.3.2 探头

晶片面积一般不应大于500mm2，且任一边长原则上不大于25mm。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。 4.3.3 超声探伤仪和探头的系统性能

4.3.3.1 在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于10dB。 4.3.3.2 仪器和探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。 4.3.3.3 仪器和直探头组合的始脉冲宽度（在基准灵敏度下）：对于频率为5MHz的探头，宽度不大于10mm；对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mm。

4.3.3.4 直探头的远场分辨力应不小于30dB，斜探头的远场分辨力应不小于6dB。 4.3.4 耦合剂

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。 4.3.5 试块

4.3.5.1 标准试块

⑴ 对压力容器、压力管道原材料、零部件和焊缝检测时，用于仪器探头系统性能校准和检测校准的试块应采用下列标准试块：

a. 钢板用标准试块：CBⅠ、CBⅡ；

b. 锻件用标准试块：CSⅠ、CSⅡ、CSⅢ；

c. 焊接接头用标准试块：CSK-ⅠA 、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA、CSK-ⅣA。

⑵ 当安装工程使用的检测标准规定使用其他标准试块时，应按相应检测标准的规定执行。

4.3.5.2 对比试块

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⑴ 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，试块的厚度应由其最大厚度来确定。

⑵ 对比试块反射体的形状、尺寸和数量应符合所使用检测标准的规定。 4.3.6 系统校准与复核 4.3.6.1 一般要求

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，以获得稳定的和最大的反射信号。 4.3.6.2 仪器校准

每隔三个月至少对仪器的水平线性和垂直线性进行一次测定。 4.3.6.3 新购探头测定

新购探头应有探头性能参数说明书，新探头使用前应进行前沿距离、K值、主声束偏离、灵敏度余量和分辨力等主要参数的测定。 4.3.6.4 检测前仪器和探头系统测定

⑴ 使用仪器-斜探头系统，检测前应测定前沿距离、K值和主声束偏离，调节或复核扫描量程和扫查灵敏度。

⑵ 使用仪器-直探头系统，检测前应测定始脉冲宽度、灵敏度余量和分辨力，调节或复核扫描量程和扫查灵敏度。 4.4 作业条件

4.4.1 工件表面准备

4.4.1.1 探头移动区范围内应清除飞溅、焊疤、焊渣、氧化皮等,且表面粗糙度应为Ra≤⒍3μm。

4.4.1.2 被检工件的表面质量应由委托单位的质量检查人员检验合格并在检测委托单上签字认可。检测人员操作前应对工件的表面质量进行复核，当表面质量不符合检测要求时，应在委托单上注明原因，退回委托单位进行表面修整，直至符合检测要求。 4.4.2 检测时机

4.4.2.1 锻件的检测原则上应安排在热处理后，孔、台等结构机加工前进行。

4.4.2.2 焊接接头超声波检测一般在焊接完成后进行。有延迟裂纹倾向的材质，应在焊接完成24h以后进行检测操作。标准抗拉强度大于540Mpa钢材制造的球罐,应在焊接结束36小时后进行检测操作。

4.4.2.3 电渣焊焊接接头的超声波检测应在正火处理后进行。 4.4.3 设施与环境

4.4.3.1 容器内作业时，应采取有效通风设施，保证通风良好。

4.4.3.2 夜晚现场检测或容器内检测操作时，应有足够的照明设施，保证良好的照明条件。 中国化学工程第十六建设公司检测试验中心 共12页 第4页

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5 检测实施

5.1 检测控制流程图(见图5-1) 5.2 钢板超声波检测

5.2.1 适用范围

本节适用于板厚6-250mm的碳素钢、低合金钢板材的超声波检测。奥氏体钢板材、镍及镍合金板材以及双相不锈钢板材的超声波检测，也可参照本条执行。 5.2.2 检测器材 5.2.2.1 探 头

钢板厚度为6-20mm时，选用双晶直探头，公称频率为5MHz,晶片面积不少于150mm2 ；钢板厚度大于20mm-40mm时，选用单晶直探头，公称频率为5MHz，圆晶片直径为14-20mm；钢板厚度大于40mm-250mm时，选用单晶直探头，公称频率为2.5MHz，圆晶片直径为20-25mm。 5.2.2.2 试块

⑴ 用双晶直探头检测壁厚小于或等于20mm的钢板时，采用JB/T4730规定的CB-I试块。

⑵ 用单晶直探头检测壁厚大于20mm的钢板时，采用JB/T4730规定的CBⅡ试块，试块的厚度应与被检钢板的厚度相近。 5.2.3 工艺参数

5.2.3.1 检测频率

钢板厚度大于40mm时，检测频率为2.5MHz；钢板厚度小于或等于40mm时检测频率为5MHz。

5.2.3.2 扫描时基线调节

钢板厚度小于或等于20mm时，应使荧光屏出现5次底波，壁厚大于或等于20mm时，应使荧光屏出现至少2次底波。 5.2.3.3 基准灵敏度：

⑴ 板厚不大于20mm时，用CBⅠ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。

⑵ 板厚大于20mm时，应将CBⅡ试块φ5平底孔第一次反射波高调整到满刻度的50%作为基准灵敏度。

⑶ 板厚不小于探头的三倍近场区时，也可取钢板无缺陷完好部位的第一次底波来校准灵敏度，其结果应与5.2.3.3⑵的要求相一致。 5.2.3.4 表面补偿

⑴ 应用灵敏度试块与检测的等厚钢扳（无缺陷部位）测定其表面补偿。

⑵ 测定方法：将探头分别放置在灵敏度试块上和等厚钢扳（无缺陷部位）部位，将第一中国化学工程第十六建设公司检测试验中心 共12页 第5页

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次反射底波调整到相同波高，分别读出两次测试的衰减器（增益）的数值，其差值即为表面补偿分贝值。

⑶ 用钢板无缺陷完好部位的第一次底波来校准灵敏度时，无需表面补偿。

5.2.3.5 检测面：钢板的任一轧制表面，若检测人员认为需要或设计上有要求时，也可选钢板的上、下两轧制表面分别进行检测。 5.2.3.6 耦合方式：直接接触法。

5.2.3.7 验收标准: 除非设计文件另有规定，应按JB/T4730标准进行评定验收。 5.2.4 检测操作

5.2.4.1 连接仪器和探头，在试块上调节探伤灵敏度。

5.2.4.2 在工件上涂布耦合剂，探头沿垂直于钢板的压延方向作间距为100mm的平行线扫查。坡口两侧50mm（板厚超过100mm时，以板厚的一半为准）内作100%扫查。

5.2.4.3 探头的扫查速度不应超过150mm/s。当采用自动报警装置扫查时，不受此限。做100%扫查时探头每次扫查的覆盖范围应大于探头直径的15%。 5.2.5 缺陷的测定与记录

5.2.5.1 在检测过程中，发现下列三种情况之一即作为缺陷：

⑴ 缺陷第一次反射波（F1）波高大于或等于满刻度的50%，即F1≥50%。

⑵ 当底面第一次反射波（B1）波高未达到满刻度，此时，缺陷第一次反射波（F1）波高与底面第一次反射波（B1）波高之比大于或等于50%，即B1<100%，而F1/B1≥50%。

⑶ 底面第一次反射波（B1）波高低于满刻度的50%，即B1＜50%。 5.2.5.2 缺陷的边界范围或指示长度的测定方法

⑴ 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。 ⑵ 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荧光屏满刻度的25%或使缺陷第一次反射波高与底面第一次反射波高之比为50%。此时，探头中心的移动距离即为缺陷的指示长度，探头中心点即为缺陷的边界点。两种方法测得的结果以较严重者为准。

⑶ 用单直探头确定缺陷的边界范围或指示长度时，移动探头使缺陷波第一次反射波高下降到基准灵敏度条件下荧光屏满刻度的25%或使缺陷第一次反射波与底面第一次反射波高之比为50%。此时，探头中心的移动距离即为缺陷的指示长度，探头中心即为缺陷的边界点。两种方法测得的结果以较严重者为准。

⑷ 确定5.2.5.1 ⑶中缺陷的边界范围或指示长度时，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荧光屏满刻度的50%。此时探头中心移动距离即为缺陷的指示长度，探头中心点即为缺陷的边界点。

⑸ 当板厚较薄，确需采用第二次缺陷波和第二次底波来评定缺陷时，基准灵敏度应以相应的第二次反射波来校准。

5.2.5.3 检测时应记录缺陷反射波情况，缺陷指示长度或指示面积，并绘制缺陷位置图。 中国化学工程第十六建设公司检测试验中心 共12页 第6页

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5.2.6 缺陷评定

除非设计文件另有规定，缺陷评定应按JB/T4730.3标准执行。

5.3 钢制管道对接焊缝超声波探伤

5.3.1 适用范围

本条款适用于壁厚大于或等于4mm，外径为32mm～159mm或壁厚为4mm～6 mm，外径大于或等于159mm的钢制管道环向焊接接头的超声波检测。不适用于铸钢、奥氏体不锈钢管道环向焊接接头的超声检测。 5.3.2 检测器材 5.3.2.1 探 头

⑴ 推荐采用线聚焦斜探头和双晶斜探头。

⑵ 斜探头K值的选取可参照下表的规定。如有必要，也可采用其他K值的探头。 管壁厚度，mm 探头K值 探头前沿，mm 4.0～8 2.5～3.0 ≤6 ＞8～15 2.0～2.5 ≤8 ＞15 1.5～2.0 ≤12 ⑶ 探头楔块的曲率应加工成与管子外径相吻合的形状。加工好曲率的探头应对其K值和前沿长度

进行测定，要求一次波至少扫查到焊接接头根部。 5.3.2.2 试块

⑴ 试块的曲率应与被检管径相同或相近，其曲率半径之差不应大于被检管径的10%。采用的试块型号为GS-1、GS-2、GS-3、GS-4，或DL-1型专用试块。

⑵ 当施工验收规范或设计文件另有规定时，也可以采用验收规范或设计文件要求的其他形式的试块。 5.3.3 工艺参数

5.3.3.1 检测频率: 检测频率一般采用5MHz，当管壁厚度大于15mm时，可采用2.5MHz。 5.3.3.2 探头移动区及检测面

探头移动区应大于3TK。一般应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K值探头进行检测，并在报告中加以说明。 5.3.3.3 时基线调节: 一般按水平1: 1调节扫描时基线。

5.3.3.4 检测灵敏度: 距离—波幅曲线灵敏度应符合所使用的检测标准的规定。扫查灵敏度不得低于最大声程处的评定线灵敏度。 5.3.4 距离-波幅曲线的绘制 5.3.4.1 探头前沿长度的测量

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将探头置于DL-1试块上，利用R50曲面测量探头的前沿长度，测量三次取平均值作为探头的前沿长度。或将探头置于GS试块上，利用不同深度的横通孔测定前沿长度。 5.3.4.2 K值的测量

将探头置于DL-1或GS试块上，利用不同深度的孔测定K值，测量三次取平均值作为探头K值。

5.3.4.3 扫描时基线的调节

将探头置于DL-1或GS试块上，探头声束对准深度不同的孔，按水平1: 1调节扫描时基线。

5.3.4.4 绘制曲线

将探头置于DL-1或GS试块上，调节探头位置和仪器衰减旋钮，使最小深度的孔的反射波高度为满刻度的100%，在荧光屏上标出反射波波峰所在的点；固定衰减器不变，分别探测不同深度的孔，在荧光屏上标出最高反射波所在的点，用光滑曲线连接这些点，即得到面板距离—波幅曲线。并记录此时衰减器读数。

5.3.4.5 使用数字式超声波检测仪时，应按照仪器使用说明书推荐的方法调节扫描比例、绘制距离—波幅曲线。 5.3.5 检测操作

5.3.5.1 将探头从焊接接头两侧垂直于焊接接头作锯齿形扫查，探头左右移动距离应小于探头晶片宽度的一半。

5.3.5.2 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、转角等扫查方法。 5.3.6 缺陷定量检测

5.3.6.1 对所有反射波幅位于Ⅱ区或Ⅱ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。

5.3.6.2 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-波幅曲线图中的区域。 5.3.6.3 缺陷指示长度的测定按下述方法进行。

⑴ 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。

⑵ 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。

⑶ 当缺陷最大反射波幅位于I区，如认为有必要记录时，应以评定线绝对灵敏度法测

其指示长度；

⑷ 缺陷的指示长度I应按下式计算: I＝L×（R－H）/R 式中: L——探头左右移动距离，mm； R——管子外径，mm； 中国化学工程第十六建设公司检测试验中心 共12页 第8页

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H——缺陷距外表面深度（指示深度），mm。 5.3.7 缺陷的评定

5.3.7.1 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，观察缺陷动态波型并结合焊接工艺等进行综合分析。

5.3.7.2 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，以两缺陷长度之和作为其单个缺陷指示长度（间距不计入缺陷长度）。 5.3.7.3 单个点状缺陷指示长度按5mm计。 5.3.8 质量等级评定

除非设计文件另有规定，质量等级评定应按JB/T4730.3标准执行。 5.4 例外情况的处理方法

5.4.1 在焊缝B级检测中，母材厚度为8-46mm的对接焊接接头因条件限制不能进行在单面双侧检测时，可用两种不同K值的探头在双面单侧进行检测，并将焊缝余高磨平，用直探头在焊缝和热影响区上做两个方向的平行扫查。

5.4.2 在焊缝B级检测中，母材厚度为46-120mm的对接焊接接头因条件限制不能进行在双面双侧检测时，可用两种不同K值的探头在双面单侧或单面双侧进行扫查，并将焊缝余高磨平，用直探头在焊缝和热影响区上做两个方向的平行扫查。

5.4.3 钢制管道环向焊接接头确因条件限制只能焊接接头的一侧检测时，应采用两种或两种以上不同K值的探头在单侧进行检测。 5.4.4 例外处理的情况应在报告中注明。 6 质量检查

6.1 质量检查要求和方法

6.1.1 质量检查要求

检查仪器时基线性调节的准确性、检查距离—波幅曲线灵敏度和缺陷评定的准确性。 6.1.2 质量检查方法

6.1.2.1 检测过程中遇有下述情况应对仪器和探头系统进行复核：

⑴ 校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时。 ⑵ 检测人员怀疑扫描量程或扫查灵敏度有变化时。 ⑶ 连续工作4h以上时。 ⑷ 工作结束时。

6.1.2.2 在检测结束前对仪器和探头系统进行复核

⑴ 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，并对上一次复核以来所有的检测部位进行复检。 中国化学工程第十六建设公司检测试验中心 共12页 第9页

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⑵ 每次检测结束前，应对扫查灵敏度进行复核。一般对距离-波幅曲线的校核不应少于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。 6.2 质量检验标准

6.2.1 时基线性调整正确，距离—波幅曲线灵敏度符合检测标准要求。 6.2.2 缺陷定量、定位及质量等级评定准确。

6.2.3 超声波检测报告字迹清晰、数据准确，无涂改现象，签字手续齐全。 6.3 质量控制点

序号 控制点 1 人员资格 仪器校验 2 3 4 5 检测工艺 仪器调整 检测报告 控制措施 检查检测人员资格证书，严禁无证上岗 仪器性能符合标准要求，每隔三个月至少对仪器的水平线性和垂直线性进行一次测定 编制检测方案、检测工艺卡 严格按标准要求调整时基线性、距离—波幅曲线灵敏度 实行检测报告审核制，审核人员对报告内容的准确性进行审核 6.4 质量记录

6.4.1 超声波检测记录

操作时应认真填写超声检测记录，其内容至少应包括: 委托单位、工程名称、工程编号、 工件名称、工件编号、材质、热处理状态和表面状况；探伤仪型号、探头、试块耦合剂、检测灵敏度、缺陷状况、评定级别和返修情况等，并有检测人员和责任人员签字。 6.4.2 超声检测报告

应及时签发超声检测报告，其内容除包括超声检测记录规定的内容外，还应满足检测标准规定的有关内容。

6.4.3 资料保管：所有检测资料应妥善保管，保管期原则上不得少于7年，7年后若用户需要可转交用户保管。 6.5 应注意的质量问题

6.5.1 检测表面一定要符合要求，焊缝检测时，应对探头移动区域进行打磨处理。

6.5.2 使用模拟型仪器时，各旋钮应锁定，否则有可能在检测中触动旋钮，造成检测判断错误。

6.5.3 扫查速度不能过快，应控制在150mm/s以内，否则可能造成漏检。

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7 职业健康安全和环境管理 7.1 职业健康安全主要控制措施

序号 作业活动 危险源 控制措施 1 2 3 1 现场用电严格实行三相五线制。 2 配置漏电保护器。 超声波检测 触电 3 严格执行操作规程。 4 施工现场用电设备接地。 1 高处作业前，对脚手架进行检查。 2 正确佩戴安全帽、安全带，严禁低挂高用。 超声波检测 高处坠落 3 严格执行《安全操作规程》。 4 制定《应急预案》,并进行演练。 1 容器内作业前，必须经有关部门进行有害物罐内作业窒质检测。 超声波检测 息 2 注意通风,配备必要的通风设备。 3 设置专人在容器外监护。 7.2 环境管理主要控制措施

序号 作业活动 环境因素 废棉纱，废1 超声波检测 电池 图5-1 检测控制流程图

控制措施 1 设置专用容器，分类回收。 2 统一上交现场经理部有关部门。

检测任务委托受理/企管经营部 与顾客沟通 检测技术要求/技术负责人 现场检测条件/项目负责人 检测部位状况/UT检测责任师 存档文件资料/质量负责人 编制检测方案、专用工艺（工艺卡） 编制（UTⅢ级）、审核（UTⅢ级或检测责任师） 检测检测部位条件控制/项目负责人 中国化学工程第十六建设公司检测试验中心 共12页 第11页

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作业实施 检测人员条件控制/项目负责人 仪器、试块、器材控制/UTⅡ级人员 安全设施条件控制/项目负责人 工艺技术交底控制/检测责任师 检测作业实施 作业工艺纪律控制/检测责任师 作业过程记录控制/UTⅡ级人员 检测部位标识控制/UTⅡ级人员 安全作业实施控制/UTⅡ级人员 UT 检测评定 图象分析控制/UTⅡ级操作人员 缺陷记录控制/UTⅡ级操作人员 数据验证控制/UTⅡ级复验人员 编制检验报告/UTⅡ级人员 检测报告审核/检测责任工程师 检测报告签发/技术负责人 检测报告存档/ 质量部 检测报告印章/技术部 检测报告/ 企管经营部 用户 不合格 不合格 UT检测责任工程师分析原因制定纠正措施 不合格 中国化学工程第十六建设公司检测试验中心 共12页 第12页

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