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1、第八章 探伤工艺的编制与国内外标准比较本章先介绍了编制超声波探伤工艺规程的目的、依据、要求及一般程序，后介绍了国内外超声探伤标准的基本情况和特点，并对这些国家的焊缝超声波探伤标准进行了比较。第一节 超声波探伤工艺规程的编制在超声波探伤中，一般被检工件是由委托单位委托检验单位来进行检验的。委托单位将对被检工件的检验要求写在委托书中，提交给检验单位。检验单位根据委托书的要求编写探伤工艺规程，检验人员根据探伤工艺规程对工件进行具体检验，最后将检验结果填入检验报告，交给委托单位。探伤工艺规程分为检验规程和工艺卡两种，下面分别加以介绍。一、检验规程检验规程是检验单位根据委托书的要求结合工件的结构特点及有
2、关法规、标准等而编制的。检验规程对委托书中的要求要一一明确解答，对于委托书中不够明确的地方和疑点，应向委托单位询问清楚，最后应征得委托单位的认可。检验规程包括一下内容：（1）总则：该规程的适用范围，所用法规、标准的名称代号，对于检验人员的要求等。（2）仪器、探头、试块和耦合剂、探伤仪规格型号名称。主要性能指标；探头类型、晶片尺寸，频率；标准试块及对比试块型号名称；耦合剂型号名称。（3）被检工件：工件材质、形状、尺寸、热处理状况、表面状况等。（4）检验方法：检验时机、检测方法、探测方向、扫查方式、检验部位范围、抽检率，仪器时基线比例和探伤灵敏度调整等。（5）缺陷的测定与评价：测定缺陷位置、当量和
3、指示长度的方法，工件质量级别评定，工件是否合格，返修方法等。下面举例说明之。XX建设工程焊缝超声波检验规程1.总则1.1 适用范围：本规程适用于XX建设工程焊缝超声波检验。1.2 依据：编制本规程的依据如下：1.2.1 委托书及有关工程设计图。1.2.2 JB4730-94压力容器无损检测标准第三篇超声检测。1.3协商事项：委托书中未明确或需要变更的地方应与委托单位进行协商，得到承认后再之星，并将协商的意见记录成文。1.4检验人员：应是取得锅炉鸭梨容器无损检测人员资格考核委员会颁发的超声II级及II级以上人员，对检查对象焊缝特性有足够认识。2.仪器、探头、试块与耦合剂2.1所用探伤仪器必须满足
4、JB430-94标准中7.3条关于仪器的要求。2.2所用探头必须满足JB4730-94标准7.3条中关于探头的要求。2.3所用试块为JB4730-94标准9.1.2条中CSK-IIA试块。2.4耦合剂为机油或浆糊。3.探伤3.1距离-波幅曲线：利用CSK-IIA试块测试距离-波幅曲线，评定线、定量线和判废线满足JB4730-94标准中9.1.4.2条的要求。3.2探伤灵敏度：不低于评定线，扫查灵敏度在基准灵敏度的基础上提高6dB。3.3探伤时机：探测面经打磨外观检查合格后进行探伤。3.4探测方式与扫查方式：在焊缝单面双侧利用一、二次波探测，扫查方式有锯齿形扫查。和前后、左右、环绕、转角扫查等几
5、种方式。3.5检查部位与抽检率：检查全部焊缝，抽检率100%4.缺陷的测定扫查探测中发现缺陷时要根据缺陷反射波高度，测定缺陷当量大小，根据探头的位置、声程测定缺陷的位置，根据探头移动距离测定缺陷的指示长度。具体方法见JB4730-94标准中9.1.6条。5.焊缝质量评级根据JB4730-94标准中9.1.7.9.1.8条对焊缝质量进行评级。6.合格判定根据委托书和工程设计图要求判定焊缝质量是否合格，这里规定焊缝质量级别不低于I级为合格。7.返修探伤中发现超过规定的缺陷时，要分析缺陷产生的原因，制定切实可行的返修方案进行返修。补焊前，缺陷必须彻底清除干净。补焊后，24小时后应重新进行超声波检查，
6、要求焊后热处理的工件，补焊后要进行热处理。热处理后24小时才探伤，避免延迟裂纹的漏检。同一位置返修次数不超过三次。8.探伤报告工件经探伤后，要如实认真天蝎探伤报告提交给委托单位二、探伤工艺卡 工艺卡是知道操作人员对具体工件进行生产的工艺文件。工厂中有多种工艺卡。例如，焊工根据焊接工艺卡进行焊接，机械加工的工人根据机械加工工艺卡按步骤对工件进行加工。超声波探伤也有相应的探伤工艺卡，用于知道探伤人员对工件进行探伤。不同的工件有不同的工艺卡，要求做到一卡一物，对号入座。探伤人员根据探伤工艺卡所规定的内容实施探伤，来保证产品质量。探伤工艺卡主要内容包括工件情况，仪器、探头、试块和耦合剂情况，探测条件，
7、检验方法，探测实际，时基线比例、灵敏度要求，探测比例，验收标准，对检验人员级别的要求等，最后注明编制、审核、批准单位负责人签字日期。探伤工艺卡与检验规程的主要区别是：检验规程是根据委托书要求编写的。内容多为一些原则性的条款，不一定很具体，需得到委托单位的同意，检验对象可以是具体的某一工件，也可以是某类工件。探伤工艺卡是根据检验规程结合有关标准真对某一具体工件编写的。用于指导探伤人员对工件进行探伤，要求内容具体，一物一卡。此外检验规程以文字说明为主，探伤工艺卡多为图表形式。表8-1 简体锻件超声波探伤工艺卡工程（令）号N30-1-PZ4图（护）号PN-4F工件名称简体母材牌号18MnMoNb热处
8、理状态调质焊接种类/仪器型号CTS-22，JTS-5探测面状态5耦合剂机油探测时期初车至锻坯尺寸后验收标准NES2-82-1探测人员资格II、III级序号123456探头种类直探头双直探头K1K1探测频率（MHz）2.52.52.52.5晶片尺寸（mm）208x1014x1614X16参考反射体Bc33反射体深度（mm）148509090调节（dB）34223-43-4参考波高（mm）40404040表面补偿（dB）0222探测（dB）02000探测面外圆外圆端面外圆外圆探测方向、深度1个3个、50轴向周向探测比例（%）100100200200探测条件序 号定量线评定线判废线判废长度（mm）纵
9、向横向纵向横向纵向横向纵向横向122-6dB4222-6dB43+4dB3-2dB3-10dB4+4dB3-2dB3-10dB部门：XXX 编制：XXX 校对：XXX 批准：XXX 日期：XXX下面举例说明之。1. 筒类锻件探伤工艺卡筒类锻件超声波探伤工艺卡见表8.1. 先对探伤工艺卡做如下说明。（1） 筒体工件的材料规格：筒体外径为2388mm，内径为2092mm，长为2940mm，材料为18MnMoNb。（2） 探伤时机：在筒体调质处理并经初车至锻坯尺寸后进行探伤。（3） 探测条件：该筒体工件共用三种探头进行探测：2.5MHz20mm直探头、2.5MHz8X10mm双晶直探头，2.5MHz
10、14X16mmK1单斜探头。用直探头探测时，以工件内壁曲底面为参考反射体（BC）调整探伤灵敏度，探测灵敏度为2平底孔（声称为148mm），探测面为筒体外圆。用双晶直探头探测时，用阶梯2平底孔试块来调整灵敏度，探测面为筒体外圆与两端面。外圆探测时要补偿2dB。用K1斜探头探测时，用参考试块90mm深的3mm长横孔调整灵敏度，灵敏度为3-4dB。探测面为简体外圆，耦合补偿2dB，探测方向为周向和轴向正反两个方向，弓4个探测方向。周向探测时，按工艺卡中曲面定位修正表8.2对缺陷进行定位。表8.2中d、L、H、I、h含义见第四章第五节。探伤工艺卡最后列出了各种探测方式的评定线、定量线，判废线及记录线，
11、探伤人员据此进行探伤，对产品质量作出评价。表8.2曲面定位修正表（K1）d102030405060708090100110120130140150160L102031415263748597109120132145157170183H10203039494968778695104113122131139148dlh2. 焊缝超声波探伤工艺卡筒体对焊焊缝超声波探伤工艺卡见表8.3.现对焊缝探伤工艺卡作如下说明。（1） 工件情况：筒体对焊接缝的结垢尺寸见工艺卡中示意图，材料为18MnMoNb。简体焊接工艺是外壁自动焊，内壁调焊根后再用手工焊。焊后焊缝加强高磨平。（2） 探测时机：焊后24小时进行超
12、声波探伤。（3） 探测放心：共用三种探头探测：2.5MHz20mm直探头、2.5MHz1416mmK1斜探头、2.5MHz1416mmK2斜探头。探测方向20个：直探头内外壁探测，计两个探测放心。K1斜探头双面两侧用一次波探测纵向缺陷，计四个探测方向。K2斜探头双面两侧用一次波探测纵向缺陷，计四个探测方向。K1斜探头在磨平的焊缝内外表面用一次波探测横向缺陷，计四个探测方向。表8.3 简体主焊缝超声波探伤工艺卡工程（令）号N30-1-PZ6图（护）号PN2、PZ3工件名称主焊缝母材牌号18MnMoNb热处理状态/焊接种类内手工焊、外自动焊仪器型号CTS-22，JTS-5探测面状态抛磨平滑耦合剂机
13、油探测时期焊后24小时后验收标准NES2-82-II探测人员资格II级序号123456探头种类直探头K1K2K1K2两K2探测频率（MHz）2.52.52.52.52.52.5晶片尺寸（mm）2014x1614x1614X1614x1614x16参考反射体Bc333B反射体深度（mm）14890909090140调节（dB）343622182624242032参考波高（mm）404040404040表面补偿（dB）022440探测（dB）000000探测面外圆内圆内、外圆内、外圆外圆内圆外圆内圆外圆探测方向、深度2、1404、1404、902D1502d1402d1102D802、140探测比
14、例（%）100100100100100100探测条件序 号定量线评定线判废线判废长度（mm）纵向横向纵向横向纵向横向纵向横向142523-10dB3-16dB31533-10dB3-16dB31543-10dB3-16dB31553-10dB3-16dB3156部门：XXX 编制：XXX 校对：XXX 批准：XXX 日期：XXXK2斜探头在磨平的磨平的焊缝内外表面用一次波探测横向缺陷，计两个探测方向。用两只K1斜探头在筒体外壁两侧进行串列式探测，计两个探测方向。周向探测缺陷时，按曲面定位修正表8.4对缺陷定位。（4） 探测灵敏度、补偿与判废：直探头及串列式探测时灵敏度为2平底孔，K1,K2斜探
15、头探测灵敏度为3-16dB。直探头及串列式探测在工件上调整灵敏度，不需要补偿，其他情况按24dB补偿。直探头及串列式探伤时，判废灵敏度为5平底孔，其它情况判废灵敏度为3长横孔。表8.4 曲面定位修正表K1d102030405060708090100110120130140150L102031415263748597109120132145157170H10203039495868778695104113122131139d102030405060708090100110120130140l1020293848576574829199107115123h102030415162728394104
16、115126137150K2d102030405060708090100110L20416182104126148170192215238H919283746546168758088d1020304050607080l2039587795113130147h10213243556779913、 超声波探伤一般程序 下面以焊缝探伤为例说明之。第2节 国内外超声波探伤标准简介与比较一、概述超声波探伤是保证设备与结垢安全可靠性的重要手段。然而超声波探伤结果在很大程度上取决于检验人员的技术熟练程度。为了使不同的人在不同的场合探伤同一缺陷，能获得基本一致的评定结果，必须建立超声波探伤方法与探测结果评价的
17、标准。超声波探伤标准中规定了与现行技术水平相应的标准化的最低要求。标准的建立使检验人员技术熟练程度的影响减至最小。大量事实证明，标准的建立与实施，有效地减少了设备及人身事故的发生，这一点已得到世界各国的普遍公认。超声波探伤标准种类较多，据标准使用范围不同分为国家标准、行业标准、企业标准等。国家标准适用范围较广，行业标准其次，企业标准仅在企业内使用。据标准内容通用性分为基础标准和专业标准。基础标准不针对具体检验对象，为各专业标准的公共通用部分，如名词术语，检验人员的资格鉴定，对仪器探头试块的要求等，专业标准是真对具体检验对象，如钢板、钢管、锻件、焊缝探伤标准等。据检验时期不同分为制造前原材料检验
18、标准，制造时的检验标准和在役检验标准等。原材料检验标准是对原材料进行检验的标准，如钢板、钢管检验标准。制造时的标准是由生产制造厂在制造过程中进行检验的标准，如焊缝检验标准。在役检验标准是设备在运行过程中或停止运行后进行检验的标准。2、 各国超声波探伤标准简介1.中国标准中国正式超声波探伤标准始于70年代初期，当时技术比较落后，标准种类不多，完善程度也不够，80年代改革开放以后，随着科学技术的迅速发展，超声波探伤标准也很快发展起来。现在已发展到种类比较齐全，技术水平比较先进阶段，有些标准已接近世界先进水平。中国超声波探伤标准分为国家标准、行业标准和企业标准。国家标准适用范围广，可在全国范围内应用
19、。如GB11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法与探伤结果的评级。行业标准由各行业根据本行业特点和要求制定的标准，仅在该行业范围内应用，如JB3963-85压力容器锻件超声波探伤。企业标准是由企业根据本企业的情况结合国家、行业标准要求制订的，只适用本企业产品制造验收。一般企业标准要求不低于国家或行业标准，如武汉锅炉厂企业标准WG0805-92小口径钢管对接环缝超声波检验方法。目前我国应用较广的锅炉鸭梨容器产品超声波探伤主要标准如下：GB11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法与探伤结果的评级JB1152-81锅炉压力容器对接焊缝超声波探伤JB3963-85压力容器锻件超声波探伤ZBJ74003
20、-88压力容器用钢板超声波探伤GB5777-86无缝钢管超声波探伤JB4730-94压力容器无损检测（超声检测部分）2. 日本标准日本超声波探伤标准种类较多，。也比较完善。主要行业标准有日本工业标准JIS、日本非破坏检查协会标准NDIS、日本高压技术协会标准HPIS、日本锻钢协会标准JFSS、日本建筑协会标准、日本造船相关协会标准等。日本工业标准JIS是日本较早的标准，1958年制定。该标准内容全面，范围广。主要内容包括金属材料超声波探伤的一般规则，超声波探伤用各种标准试块，钢焊缝、钢板、钢管、钢锻件、复合钢板探伤等。日本非破坏检查协会标准NDIS主要内容有仪器性能测试方法，各种标准试块，压力
21、容器钢板级钢结垢焊缝超声波探伤方法与等级分类等。日本高压技术协会标准HPIS主要内容为压力容器用钢板超声波探伤。日本锻钢协会标准JFSS主要内容为船舶用锻钢件超声波探伤，如曲轴、螺旋桨轴，连杆等。目前日本常用的超声波探伤标准如下：JISZ3060-88钢焊缝超声波探伤方法及探伤结果的等级分类方法JISZ3080-81铝焊缝超声波斜角探伤结果的等级分类方法JISZ3050管道焊缝无损检查方法JISG0801-83压力容器钢板超声波检验3. 德国标准德国超声波探伤标准根据法律地位和适用范围不同分为三个层次。最高层次是由官方颁发的标准，法律地位高，适用范围广，如鸭梨容器工作委员会的标准AD规范。其次
22、是行业标准，如钢铁工程师学会制定的钢铁交货条件标准SEL，钢铁材料标准SEW，钢铁试验标准SEP，无损检测学会标准DGZFP、焊接学会标准DIN，该标准比较完善，内容全面，涉及各部门，数量达2万件之多，常被各部门采用。德国标准分为通用标准和专业标准两部分，通用标准包括名词术语、检验人员资格鉴定、仪器、探头、试块，检验一般工艺，缺陷分级评定等内容。专业标准包括使用范围，检测时机和方法，对被检工件的要求，检测的实施，检测人员级别，结果评定及记录等内容。德国标准DIN主要内容如下：DIN54119-81名词术语DIN54123-80复合层超声波检验DIN54125-83 焊缝超声波检验DIN5412
23、6-82超声波检验一般规则4. 美国标准美国超声波探伤标准历史悠久，种类繁多，门类齐全，完善程度高，技术先进。下面介绍没过应用较广的两种标准。（1） 美国机械工程师学会标准ASME：ASME锅炉压力容器规范（标准）是1914年颁布的，每年出版二次部分修订本，每三年颁布一次修订版本。现在该标准经多次修订后已比较完善了，已被没过各州及加拿大各省采用。ASME标准共11卷，其中第卷为无损检测的一般方法，该卷中第四章为在役检查超声波检验方法，第五章为材料和制造过程的超声波检验方法。具体检验对象的检验方法和验收标准在第卷动力锅炉、第卷混凝土反应堆容器及安全壳规范及第卷压力容器中介绍。（2） 美国材料试验
24、学校标准ASTM：该标准是美国材料试验学会1955年制订的，主要内容有名词术语，仪器与探头性能测试，试块制造，钢板、钢管、铸锻件、焊缝检验方法等。此外还有奥氏体不锈钢、铝合金、塑料检验方法等。ASTM标准主要内容如下：ASTME-114接触脉冲纵波反射法超声检验ASTME-164焊缝超声波检验方法ASTME-388大型钢锻件超声波检验方法ASTME-435压力容器钢板超声波检验方法5. 英国标准英国超声波探伤国家标准BS主要内容有名词术语、仪器、探头、试块及各专业标准。专业标准中有自动检验方法方面的内容。如BS3923Pt.2铁素体钢对接焊缝的自动检验。BS标准主要内容有：BS3923 焊缝超
25、声波检验方法BS3889 管子无损检测BS4124钢锻件超声波检验方法BS5996钢板超声波检验及质量评定方法3、 各国超声波探伤标准比较世界各国都有本国标准，由于各国技术水平不同，因此各国同类标准也不完全相同。下面以焊缝超声波探伤标准为例来比较说明各国标准的异同。我国国家标准GB11345-89、日本工业标准JISZ3060-88、英国国家标准BS3923-68、德国国家标准DIN54125-82比较见表8.5表8.5 中日英德标准比较代号GB11345-89JISZ3060-88BS3923-68DIN54125-82名称钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级钢焊缝超声波探伤及检验结果等级
26、分类方法焊缝超声波探伤第1部分：铁素体钢熔化焊缝手工探伤方法焊缝超声波检测标准类别国家标准行业标准国家标准国家标准主要内容探伤方法及探伤结果分级探伤方法及探伤结果分级探伤方法及结果评定探伤方法适用范围板厚8mm铁素体钢全焊透焊缝板厚6mm铁素体钢全焊透焊缝板厚6150mm铁素体钢全焊透焊缝未明确不适用范围外径D159mm钢管对接焊缝内径d200mm管座角焊外径D小于250mm、D/d0.8纵缝半径R1m环缝半径R1.5m纵缝分叉管道焊缝制造过程中管道焊缝外径D100mm环缝未明确接头型式对接、角接、T型、管座角接对接、角接、T型对接、角接、交叉接头、管座角接、丁型接头、十字接头对接检验等级分A
27、、B、C三级未明确分1、2A、2B、3四级分A、B、C三级探测频率25MHZ25MHZ16MHZ25MHZ探头折射角45、60、70（或K1.0、1.5、2.0、2.5）45、60、7045、60、70、804570仪器水平线性1%垂直线性5%衰减总量60dB任意12dB+1dB水平线性1%垂直线性见JISZ1244衰减总量50dB总衰减量+1dB水平线性2%20%80%范围内任意一点精度+1dB衰减器20dB+1dB水平线性2%分辨力直探头：X30dB斜探头：Z6dB直探头：X30dB斜探头：Z15dB46MHz斜探头分辨23mm台阶22.5MHz斜探头分辨45mm台阶分辨力6mm对比试块R
28、B试块（3横孔）RB试块（3.26.4横孔）3横孔试块2横孔试块耦合剂水、机油、甘油、浆糊等浓度75%甘油溶液适当的液体、胶水或浆糊未明确距离波幅曲线850评定线3-16dB3.2-12dB3-14dB2-（1218）dB定量线3-10dB3.2-6dB商定2-6dB判废线3-4dB3.2+（长度判废）商定50100评定线3-14dB4.8-12dB3-14dB2-（1218）dB定量线3-8dB4.8-6dB商定2-6dB判废线3-2dB4.8+（长度判废）商定距离波幅曲线100评定线3-14dB6.4-12dB3-14dB2-（1218）dB定量线3-8dB6.4-6dB商定2-6dB判废
29、线3-2dB6.4+（长度判废）商定探测灵敏度不低于评定线不低于评定线不低于评定线不低于评定线扫查方式锯齿形、左右、前后、转角、环绕、平行斜平行、方形扫查等锯齿形、左右、前后、转角、环绕、平行斜平行、方形扫查等未明确未明确缺陷测长一个高点时用6dB法测长多个高点时用端点峰值法测长T75mm，用评定线测长T75mm，用6dB法测长最大回波高度降低大于20dB的探头移动距离与声束宽度之差按委托、检验单位双方规定确定用比记录极限低0dB、6dB、12dB法测长探伤结果分级分、四级分1、2、3、4级未明确未明确复习题1. 试说明编制超声波探伤工艺的目的、依据和要求。2. 探伤工艺卡与检验规程有何不同？3. 试举例说明探伤工艺卡和检验规程的编制方法。4. 试说明建立超声波探伤标准的目的、作用和分类。5. 误国目前常用超声波探伤专用标准有哪些？各适用什么情况？6. 试比较说明我国GB11345-89标准与外国主要工业国家超声波探伤标准的差异？7
