焊縫超聲波作業(yè)指導方案

超聲波探傷作業(yè)指導書1?適用范圍?本作業(yè)指導書母材厚度在6mm～200mm的風力發(fā)電機組塔架全熔化焊對接焊接接頭的超聲檢測。2?引用標準?NB/T47013.3-2015《承壓設備無損檢測-第3部分：超聲檢測》??NB/T47013.3-2015《承壓設備無損檢測-第1部分：通用要求》?GB/T11259-2008《超聲波檢測用鋼制對比試塊的制作與校驗方法》?JB/T9214-2010《A型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)工作性能?測試方法》?JB/T10061-1999《A型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術(shù)條件》?JB/T10062-1999《超聲波探傷用探頭性能測試方法》?3??試驗項目及質(zhì)量要求?3.1??試驗項目：風力發(fā)電機塔筒，塔架焊縫6mm-200mm內(nèi)部缺陷超聲波探傷。3.2??質(zhì)量要求?3.2.1??檢驗等級的分級焊縫質(zhì)量分級：評定指標根據(jù)由缺陷引起的反射波幅（所在區(qū)域Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)）、單個缺陷指示長度、多個缺陷指示長度L′；根據(jù)質(zhì)量要求檢驗等級分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個級，I級最高。3.2.2焊縫質(zhì)量等級及缺陷分級如下表所示：3.2.3??探傷比例?探傷比例按GB/T19072-2003技術(shù)規(guī)范要求執(zhí)行3.2.4檢驗區(qū)域的選擇的超聲波檢測應在焊縫及探傷表面經(jīng)外觀檢查合格后方可進行，應劃好檢驗區(qū)域，標出檢驗區(qū)段編號。確定。V型坡口對接接頭檢測區(qū)示意圖如下：3.2.5焊接接頭檢測面的準備a、探頭移動區(qū)域?qū)挾葢軡M足檢測到整個區(qū)域。如圖所示b、采用一次反射法掃查探傷時，探頭移動區(qū)應大于等于1.25P:“P=2KT”或“2Ttanβ”，式中：P---跨距，mm；T---母材厚度，mm；K---探頭K值；β---探頭折射角（°）c、采用直射法探傷時，探頭移動區(qū)域應大于0.75P。應清除焊接飛濺、鐵屑、油垢、油漆及其它外部雜質(zhì)，以免影響超聲波耦合。檢測面表面應平整光滑，檢測面與探頭楔塊底面或保護膜間隙不應大于0.5mm，其表面粗糙度Ra應小于等于25μm去除余高的焊接，應將余高打磨到與臨鄰近母材平齊。保留余高焊縫，如焊縫表面有咬邊，較大的隆起和凹陷等也應進行適當修磨，并做圓滑過渡以免影響檢驗結(jié)果的評定。3.2.6檢測頻率與K值的選用a、一般情況可參照表中規(guī)定選擇，在條件允許時，應盡量采用較大K值b、采用一次反射法檢測時，K值的選取應盡可能使主聲束與檢測面向?qū)Φ牡酌娣ň€夾角在35°—70°之間，當選用兩種以上K值探頭檢測時，應至少有一個探頭滿足要求。4?儀器、試塊、耦合劑、探頭4.1探傷儀性能采用A型脈沖反射式超聲波型探傷儀，其工作頻率范圍為0.5—10MHz儀器至少在熒光屏滿刻度的80%的范圍內(nèi)呈線性顯示。探傷儀應具有80dB以上的連續(xù)可調(diào)衰減器，步進級每檔不大于2dB,其精度為任意相鄰12dB的誤差在±1dB以內(nèi)，最大累計誤差不超過1dB。水平線性誤差不大于1%，垂直線性誤差不大于5%。本公司采用的是TUD9100超聲波探傷儀4.1.2數(shù)字式超聲波探傷儀TUD9100主要技術(shù)參數(shù)：檢測范圍0～25000mm、聲速范圍400～20000m/s、增益范圍0dB～110dB顯示延遲-20μs～+3400μs、探頭零偏0μs～99.99μs工作頻率0.5～15MHz、電噪聲水平≤10％探頭阻尼100Ω、150Ω、200Ω、500Ω、重復頻率10～2000Hz靈敏度余量＞62dB（深200mm，Ф2平底孔）、分辨力＞40dB（5P14）線性抑制0～80%（數(shù)字抑制）、垂直線性誤差≤3%水平線性誤差≤0.1%、動態(tài)范圍≥32dB脈沖類型方波、脈沖強度多級可調(diào)、脈沖寬度自動匹配/50～1000ns4.1.3TUD9100超聲波探傷儀操作方法將儀器探頭線連接在探傷儀上，使用單探頭時，探頭線可以直接到儀器頂部任何一個探頭插座上。開機啟動儀器。按“基本”鍵進入到基本功能組主菜單，并調(diào)節(jié)“儀器檢測范圍等參數(shù)在“調(diào)校”鍵，進入到調(diào)校功能主菜單。調(diào)節(jié)“探頭類型”、“探頭頻率”、“探頭前沿”、“晶片尺寸”，等參數(shù)在校準中調(diào)節(jié)“材料聲速”、探頭零偏、一點聲程、二點聲程，等參數(shù)。待各參數(shù)調(diào)節(jié)，調(diào)校準確無誤后即可進行檢測工作。4.1.4超聲波設備的使用與保養(yǎng)a、一起關(guān)機后必須挺5秒以上方可再次開機，不可重復開關(guān)機b、避免強力震動、沖擊和強磁場干擾c、不要長期放置于高溫、高濕、有腐蝕氣體的環(huán)境中d、按鍵操作不宜用力過猛，不宜用沾有油污、泥水的手直接操按鍵e、儀器出現(xiàn)故障時，不要輕易拆卸，應以設備廠家及時聯(lián)系a、設備使用完畢，應對設備的外表進行清潔，然后放置與室內(nèi)干燥通風處。b、探頭連接接線切忌扭曲重壓，在插撥連接線時應抓住插頭根部c、為保護設備及電池，每個月至少開機通電1.5h，并給電池充電以免設備中重要元件受潮、電池過放電影響電池的使用壽命。d、設備在搬動過程中，應避免摔跌，強烈震動、強烈撞擊和雨、雪等淋濕。e、禁止用具有溶解性的物質(zhì)擦拭設備外殼。4.2試塊標準試塊應采用與被檢工件聲學性能相同或相近的材料制成，制作時應確認材質(zhì)均勻,無雜質(zhì)，無影響使用的缺陷。標準試塊外形加工的平行度，垂直度與尺寸精度均應經(jīng)過嚴格檢驗并符合JB/T7913-1995《超聲波檢測用鋼制對比試塊的制作與校驗方法》?中的相關(guān)規(guī)定。本條采用的標準是試塊為CSK-ⅠA。a、校驗超聲波探傷儀的水平線性，垂直線性和動態(tài)范圍：用25mm或100mm尺寸b、調(diào)節(jié)基線比例和探測范圍：用25mm和100mm尺寸c、測定直探頭與超聲波探傷儀組合的遠場區(qū)分辨力：用85mm，91mm，100mm尺寸。d、測定直探頭與超聲波探傷組合的盲區(qū)：用Φ50mm有機玻璃圓弧至兩側(cè)的距離5mm和10mm的位置測定。e、測定直探頭與超聲波探傷儀組合的最大穿透能力：用Φ50mm有機玻璃底面的多次反射波測定f、測定斜探頭的入射點：用R50，R100圓弧面g、測定斜探頭的折射角度或K值：用Φ50mm或Φ1.5mm孔測h、測定斜探頭的聲束偏斜角：用直角棱邊測定i、測定斜探頭在深度方向的分辨力，用Φ40mm，Φ44mm，Φ50mm臺階園柱孔。4.2.2對比試塊在不同的標準下選擇相應的對比試塊，其制作與標準試塊的要求保持一致。本條采用的對比試塊為CSK-ⅡA和CSK-ⅢA試塊。CSK-ⅠA，CSK-ⅡA和CSK-ⅢA試塊適用于檢測面曲率半徑大于等于250mm的焊接接頭超聲波檢測。CSK-ⅠA，CSK-ⅡA試塊試用工件壁厚范圍6mm—200mm的焊接接頭CSK-ⅢA試塊，但應對靈敏度進行適當調(diào)整予以CSK-ⅡA試塊保持一致。有較大工件厚度確定，掃查靈敏度和質(zhì)量分級由薄側(cè)工件厚度確定。4.2.4試塊的維護拋光，或用適合的去銹劑處理。4.3.耦合劑4.3.1耦合劑的作用應選用適當?shù)囊后w或模糊狀物作耦合劑。耦合劑應具備有良好透聲性和適宜流動性，不應對材料和人體有損傷作用。同時應便于檢驗后清理。4.3.2典型耦合劑典型耦合劑為水、機油、甘油和化學漿糊。在試塊上調(diào)節(jié)儀器和產(chǎn)品檢驗應采用相同的耦合劑。4.3.3耦合劑滿足的要求4.4探頭4.4.14.4.2探頭K值選用原則5儀器、探頭、曲線的調(diào)校5.1儀器與探頭的調(diào)節(jié)5.1.1垂直線性儀器的垂直線性是指儀器顯示屏上的波幅與探頭接收的信號之間成正比的程度。垂直線性的好壞影響缺陷定量的精度。垂直線性好壞常以垂直線性誤差來判斷。5.1.2垂直線性誤差測試步驟1將超聲波探傷儀的“抑制”調(diào)節(jié)到“0”，“衰減器”保留一定余量（30db）2直探頭置于CSK-ⅠA試塊上，對準25mm底面，并用壓塊恒定壓力3調(diào)節(jié)儀器室試塊上某次底波位于顯示屏中間位置，并達到滿波幅100%，但不飽和，記為“0”db4調(diào)節(jié)“衰減器”，每次衰減2db，并記下相應波高，知道底波消失5運用公式計算垂直線性誤差，公式如下：D=（|d1|+|d2|）%式中d1：實測值與理想值得最大正偏差d2:實測值與理想值得最大負偏差6將說的數(shù)值填入下表，衰減量△db024681012141618202224反射波高度實測絕對H相對%理想波高%10079.463.150.139.831.625.119.915.812.6107.96.3偏差%注：表中1.絕對H:絕對波高H2.相對%：相對波高%，其計算公式為：實測相對波高=Hi(衰減△db后波高)/Ho(衰減0db是波高)×100%3.理想相對波高計算公式：理想相對波高%=10-20lg（Hi(衰減△db后波高)/Ho(衰減0db是波高)）×100%5.1.3水平線性儀器的水平線性是指儀器顯示屏上時基線顯示的水平刻度與實際聲程之間成正比的程度，或者說是顯示屏上多次底波等距離的程度。水平線性主要取決掃描鋸齒波的線性。水平線性好壞直接影響定位準確性。水平線性的好壞常用水平線性誤差來表示。5.1.4水平線性誤差測試1將直探頭置于CSK-ⅠA上，對準25mm厚的大平底面2調(diào)“微調(diào)”，“水平”，“脈沖位移”旋鈕，是顯示屏出現(xiàn)五次底波，B1-B5，且是B1前沿對準屏幕2.0基線，B5前沿對準10.0基線。3記錄B2,B3,B4與水平刻度基線4.0，6.0，8.0的偏差值a2，a3，a44運用公式計算水平線性誤差δ=|amax|/0.8b×100%式中：amax—a2，a3，a4中的最大值b—顯示屏水平滿刻度值5.1.5衰減器精度調(diào)節(jié)衰減器精度影響著缺陷定量的準確性，準確測定衰減器精度應采用標準衰減器進行比較，但是現(xiàn)場難以實現(xiàn)，檢測人員可以用簡易方法，大致測出衰減器的精度。5.1.6衰減器精度測試1使Φ2平底孔的最大反射波高為適當高度（如：80%），記為H12使同聲程的Φ4的平底孔的最大反射波出現(xiàn)在屏幕上，衰減12db，記為H2.3運用公式估算衰減器誤差,公式如下：N（db）=20lg（H1/H2）JB/T9214-1999《A型脈沖反射式超聲探傷系統(tǒng)工作性能?測試方法》中規(guī)定，任意相鄰12db誤差小于等于1db。5.2橫波探頭的校準5.2.1橫波斜探頭入射點L0的校準1在CSK-ⅠA試塊25mm寬的檢測面上涂上耦合劑，然后再R100弧面的圓心附近前后平穩(wěn)移動，找到圓弧面的最高反射波。用尺測量探頭段部至R100端面的距離L，則入射點至探頭前端的距離L02運用公式L0=100-L計算求得3入射點測量應進行三次，取平均值，誤差小于0.5mm5.2.2橫波斜探頭K值的校準a、將探頭對準Φ50，Φ1.5孔的圓弧面平穩(wěn)的前后移動，當主聲束掃查至圓弧面且其延長線通過圓心時，找到Φ50，Φ1.5孔的圓弧面的最高反射波，此時測量探頭前端部至試塊段部距離L′。b、運用公式K=(L′+L0-35)/30計算求得c、不同折射角（K值）選取測量面①當折射角為34°～66°時，探頭放在距Ф50遠面處，使用Ф50mm孔進行測定。②當折射角為60°～75°時，探頭放在距Ф50近面處，使用Ф50mm孔進行測定。③當折射角為74°～80°時，探頭放在距Ф1.5近面處，使用Ф1.5mm孔進行測定。5.3基線掃描的確定5.3掃描基線熒光屏時基線刻度可按比例調(diào)節(jié)為代表缺陷的水平距離ｌ，深度h或聲程S。5.3.2基線掃描的調(diào)節(jié)根據(jù)下列方法調(diào)節(jié)1探傷面為平面時，可在對比試塊上進行時基線掃描調(diào)節(jié)，掃描比例依據(jù)工作厚度和選用的探頭角度來確定，最大檢驗范圍應調(diào)到時基線滿刻度的2／3以上。2探傷面曲率半徑R＞W(wǎng)2／4時，可在平面對比試塊上或探傷面曲率相近的曲面對比試塊上，進行時基線掃描調(diào)節(jié)。3探傷面曲面半徑R≤W2／4時，探頭楔塊應磨成與工件曲面相吻合，按NB/T47013.3-2015標準要求在對比試塊上作時基線掃描調(diào)節(jié)。5.4距離-波幅曲線（DAC曲線)的繪制5.4.1距離-波幅曲線（DAC曲線）應按所用探頭和儀器在試塊上實測的數(shù)據(jù)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（包括平定線）為Ⅰ區(qū)，定量線與判廢線之間（包含定量線）為Ⅱ區(qū)，判廢線及以上區(qū)域為Ⅲ區(qū)如下圖所示：5.4.2距離-波幅曲線（DAC曲線）靈敏度選擇工件厚度為6mm-200mm的焊接接頭，斜探頭或直探頭檢測時，用CSK-ⅡA試塊制作距離-波幅曲線（DAC曲線）的靈敏度如下表所示：工件厚度為8mm-120mm的焊接接頭，斜探頭檢測時，用CSK-ⅢA試塊制作距離-波幅曲線（DAC曲線）的靈敏度如下表所示：CSK-ⅡA與CSK-ⅢA試塊之間靈敏度轉(zhuǎn)化5.4.3距離-波幅曲線（DAC曲線）的繪制作DAC曲線。依據(jù)標準NB/T47013.3-2015選取試塊CSK-ⅡA或者CSK-ⅢA。選擇儀器制作DAC按鈕，激活DAC曲線制作功能。依據(jù)探傷需要選取試塊上深度10mm的Φ2×40孔或者Φ1×6孔，雙手移動探頭找到其最高反射波，調(diào)節(jié)增益按鈕使波高穩(wěn)定于屏幕80％高度，按確定按鈕（凍結(jié)鍵），這時就選好了第一點。按照步驟1的方法，依次選擇不同深度其他兩點的，找到最高波確定各點。中列表分別確定判廢線、定量線、評定線。5.4.4探測橫向缺陷時，應將各線靈敏度均提高6dB。5.4.5探傷面曲率半徑R小于等于W*W／4時，距離一波幅曲線的繪制應在曲線面對比試塊上進行。5.4.6受檢工件的表面耦合損失及材質(zhì)衰減應與試塊相同，否則應進行傳輸損失修整，在1跨距聲程內(nèi)最大傳輸損差在2dB以內(nèi)可不進行修整。5.5儀器調(diào)整的校驗5.5.1每次檢驗前應在對比試塊上對時基線掃描比例和距離一波幅曲線靈敏度進行調(diào)整或校驗。校驗點不少于兩點。5.5.2在檢驗過程中每4h之內(nèi)檢驗工作結(jié)束后應對時基線掃描和靈敏度進行校驗，校驗可在對比試塊或其他等效試塊上進行。5.5.3掃描調(diào)節(jié)校驗時，如發(fā)現(xiàn)校驗點反射波在掃描線上偏移超過原校驗點刻度讀數(shù)的10％或滿刻度5％(兩者取較小值)，則掃描比例應重新調(diào)整，前次校驗后已經(jīng)記錄的缺點，位置參數(shù)應重新測定，并予以更正。5.5.4靈敏度校驗時，如校驗點的反射波幅比距離一波幅曲線降低20％或2dB以上，則儀器靈敏度應重新調(diào)整，而前次校驗后，已經(jīng)記錄的缺陷，應對缺陷尺寸參數(shù)重新測定并予以評定。6焊縫的檢驗6.1檢驗技術(shù)等級要求6.1.1超聲波檢測技術(shù)等級超聲波檢測的技術(shù)等級分為A、B、C級，對于實際檢測檢測項目，選取A或者B級，一般采用B級超聲波檢測。6.1.2超聲波檢測等級的要求一種折射角（K值）斜探頭采用那個直射波法和一次反射波法在焊接接頭的單面雙側(cè)進行檢測。如果條件限制，也可以選擇雙面單側(cè)或者單面單側(cè)進行檢測。一般不對橫向缺陷進行檢測。a、B級檢測適用于工件厚度6mm-200mm焊接接頭檢測b、一般焊接接頭進行橫向檢測c、對于要求進行栓面雙側(cè)的焊接接頭，如受幾何限制只能采用單面雙側(cè)檢測時，還應補充斜探頭作近表面缺陷檢測。要求如下表所示：6.2檢測面要求檢驗前探傷人員應了解受檢工件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、曲率、厚度、焊接方法、焊縫種類、坡口形式、焊縫余高及背面襯墊、溝槽等情況。6.3平板焊縫掃查6.3.1縱向焊縫的掃查作鋸齒型掃查。掃查速度不應大于150mm／S，相鄰兩次探頭移動間隔保證至少有探頭寬度10％的重疊。。在保持垂直焊縫作前后移動的同時，還應作10°～15°左右移動。為探測焊縫及熱影響區(qū)的橫向缺陷應進行平行和斜平行掃查。為確定缺陷的位置、方向、形狀、觀察缺陷動態(tài)波形或區(qū)分缺陷訊號與偽訊號，可采用前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等四種探頭基本掃查方式.如下圖所示:6.3.2橫向缺陷的掃查頭與焊接接頭中心線成不大于10°作兩個方向的斜平行掃查如下圖所示：兩個方向的平行掃查，如下圖所示：6.4曲面焊縫掃查方法進行檢驗。受工件幾何形狀限制，橫向缺陷探測無法實施時，應在檢驗記錄中予以注明。6.4.2環(huán)縫檢驗時，對比試塊的曲率半徑為探傷面曲率0.9-1.5倍的對比試塊，均可采用，對比試塊的采用。探測橫向缺陷時6.4.3縱縫檢驗時，對比試塊的曲率半徑與探傷面曲率半徑之差應小于10％。慮幾何臨界角的限制，確保聲束能掃查到整個焊縫厚度；條件允許時，聲束在曲底面的入射角度不應超過70°?；騅值的變化，并用曲面試塊作實際測定。7焊縫的缺陷的評定7.1缺陷的位置7.1.1缺陷的位置應以獲得缺陷的最大長度為準.7.1.2對所有反射波幅超過定量線的缺陷，均應確定其位置，最大反射波幅所在區(qū)域和缺陷指示長度并作記錄。7.2缺陷的指示長度7.2.1當缺陷反射波只有一個高點,且位于Ⅱ區(qū)或者Ⅱ區(qū)以上時,用-6db法(半波高度法)量其指示長度.7.2.2當缺陷反射波峰值起伏變化,有多個高點,且均位于Ⅱ區(qū)或者Ⅱ區(qū)以上時,應采用斷點-6db法量其指示長度.7.2.3當缺陷最大反射波幅位于區(qū),將探頭左右移動,使波幅降到評定線,用評定線絕對靈敏度法測量其指示長度.7.3缺陷定量7.3.1缺陷當量Φ，用當量平底孔直徑表示，主要用于直探頭檢驗，可采用公式計算，DGS曲線，試塊對比或當量計算尺確定缺陷當量尺寸。7.3.2檢測時應對反射波幅在評定線或者評定線以上的缺陷進行定量,除了按7.1和7.2確定缺陷的位置、波幅和指示長度外，還應包括對缺陷自身高度，缺陷類型進行可能的估判。7.4缺陷類型確定（定性）7.4.1缺陷類型度確定應主要考慮焊接方法、缺陷的位置、缺陷的指示長度、自身高度、缺陷波幅、缺陷指向性,再結(jié)合缺陷靜態(tài)波形和動態(tài)波形.通常用確定點狀缺陷、線狀缺陷或面狀缺陷。7.4.2缺陷類型確定的方法a、缺陷波幅b、缺陷指向性c、靜態(tài)波形d、動態(tài)波形7.5缺陷的評定7.57.5.2超過評定線的信號應注意其是否具有裂紋,未熔合未焊透等類型缺陷的特征,如有懷疑時,應采取改變探頭折射角度(K值),增加檢測面,觀察動態(tài)波形并結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝特征判定,如波形不能準確判定,應輔以其他檢測方法作綜合判定.7.5.3沿缺陷長度方向相鄰的兩缺陷,其長度方向間距小于其中最小缺陷長度且兩缺陷在與缺陷長度相垂直方向的間距小于5mm時,應作為同一條缺陷處理,兩缺陷長度之和加上投影的左右端點左右間距作為指示長度.8??檢測記錄與報告8.1檢測記錄應按照現(xiàn)場操作的情況詳細記錄檢驗過程的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)超聲波檢測記錄符合NB/T47013.1-2015的規(guī)定外，還至少包括以下內(nèi)容：8.1.1工藝規(guī)程版次或操作指導書編號。8.1.2檢測技術(shù)等級8.1.3檢測設備器材：1、檢測儀器型號及編號2、探頭（類型、晶片尺寸、折射角或K值、標稱頻率）3、試塊型號4、耦合劑8.1.4檢測工藝參數(shù)：1、檢測范圍、掃查位置（面、側(cè)）2、檢測比例3、檢測靈敏度4、耦合補償量8.1.5檢測結(jié)果:1、檢測部位示意圖；2、缺陷位置、尺寸、回波波幅；3、缺陷評定級別；8.1.6檢測人員簽字和復核人員簽字8.2檢測報告應依據(jù)檢測記錄出具檢測報告。超聲波檢測報告應符合NB/T47013.1-2015的規(guī)定外，至少還包括以下內(nèi)容：1、委托單位2、檢測技術(shù)等級3、檢測設備器材：儀器型號、探頭、試塊、耦合劑；4、檢測示意圖：檢測部位、檢測區(qū)域以及說發(fā)現(xiàn)的缺陷位置。記錄和報告中的數(shù)據(jù)真實準確，檢驗記錄和報告至少保存7年。目錄1.總則.........................................................()2.引用標準....................................................()3.試驗項目及質(zhì)量要求........................................()3.1??試驗項目..................................................()3.2??質(zhì)量要求..................................................()4.儀器、試塊、耦合劑、探頭.................................()4.1探傷儀....................................................()4.2試塊......................................................()4.3.耦合劑....................................................()4.4探頭......................................................()5.儀器、探頭、曲線的調(diào)校