GBT 43480-2023 無損檢測 相控陣超聲柱面成像導波檢測

無損檢測相控陣超聲柱面成像導波檢測2023-12-28發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會GB/T43480—2023前言 I 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4檢測原理 25一般規(guī)定 36檢測準備 57核查 58對比試塊 9靈敏度設定 710掃查方式 711檢測及評定 812檢測記錄及報告 8附錄A(資料性)超聲檢測報告示例 I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國無損檢測標準化技術委員會(SAC/TC56)提出并歸口。本文件起草單位：武漢中科創(chuàng)新技術股份有限公司、上海材料研究所有限公司、國網(wǎng)上海市電力公司電力科學研究院、江蘇方天電力技術有限公司、國家石油天然氣管網(wǎng)集團有限公司西氣東輸分公司、江蘇省特種設備安全監(jiān)督檢驗研究院、北京工業(yè)大學、中能建建筑集團有限公司、武漢工程大學。1無損檢測相控陣超聲柱面成像導波檢測本文件規(guī)定了相控陣超聲柱面成像導波檢測的檢測原理、檢測設備、對比試塊、核查、檢測步驟、結果評定和檢測報告。本文件適用于相控陣超聲柱面成像導波檢測長度不大于1500m,外徑不小于10m不大于100m,長度與外徑的比值不小于10的圓柱結構件的橫向缺陷。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認證GB/T12604.1無損檢測術語超聲檢測GB/T12604.13無損檢測術語第13部分：陣列超聲檢測GB/T42399.1無損檢測儀器相控陣超聲設備的性能與檢驗第1部分：儀器GB/T42399.2無損檢測儀器相控陣超聲設備的性能與檢驗第2部分：探頭GB/T42399.3無損檢測儀器相控陣超聲設備的性能與檢驗第3部分：組合系統(tǒng)3術語和定義GB/T12604.1和GB/T12604.13界定的以及下列術語和定義適用于本文件。周向線陣circumferentiallineararray同一平面上多個晶片沿周向排列形成一個圓環(huán)形(控制方向)的平面陣列。注：見圖1。2GB/T43480—2023標引符號說明：Dw——外徑；D;——內徑。圖1周向線陣4檢測原理相控陣超聲柱面掃描是一種針對周向線陣超聲探頭的相位控制技術。該技術通過合成沿圓柱面掃描的聲束實現(xiàn)成像顯示?？v波以接近90°的入射角在圓柱側面產(chǎn)生掠射現(xiàn)象，其中部分縱波轉換為橫波，以橫波折(反)射角射向圓柱對側，在對側的圓柱面又部分轉換為縱波，如此反復。這些超聲波在圓柱結構件中受圓柱面約束，沿圓柱結構件長度方向傳導，即超聲柱面導波，可實現(xiàn)遠距離傳輸并用于檢測。超聲柱面導波遠距離檢測原理，見圖2。標引符號說明：L——超聲縱波；S——超聲橫波；1——周向線陣。圖2超聲柱面導波遠距離檢測原理超聲柱面導波信號包含傳播過程中的全部信息，可用于缺陷的檢測。通過建立橫坐標為超聲傳播距離(即圓柱結構件長度方向的距離)、縱坐標為圓柱結構件外徑展開長度的柱面B掃圖像(見圖3),顯示缺陷相關信息。通過周向線陣探頭建立柱面C掃端面視圖，顯示圓周方位的接收信號，見圖4。3GB/T43480—2023標引說明：x——超聲傳播距離；y——圓柱結構件外徑展開長度；1——信號幅度色標；2——缺陷數(shù)據(jù)顯示區(qū)。圖3柱面B掃圖像1標引序號說明：1——信號幅度色標；2——缺陷數(shù)據(jù)顯示區(qū)。圖4柱面C掃端面視圖5一般規(guī)定5.1檢測人員按本文件從事超聲檢測的人員應按GB/T9445或合同各方認可的體系進行人員資格鑒定和認證，取得超聲2級或以上資格等級證書，并由雇主或代理對其進行超聲檢測的崗位培訓和授權。檢測人員應掌握一定的金屬材料、設備制造安裝、焊接及熱處理等方面的基本知識，熟悉被檢工件的材質、幾何尺寸及透聲性等，具備對檢測中出現(xiàn)的問題做出正確分析、判斷和處理的能力。45.2檢測設備5.2.1儀器應符合GB/T42399.1中的規(guī)定，具有產(chǎn)品質量合格證或質量合格的證明文件。5.2.2儀器性能應至少滿足以下要求：a)工作頻率為0.5MHz～15MHz(按-3dB測量);b)掃查圖像為A掃描顯示/B掃描顯示/C掃描顯示；c)不小于16/64的激發(fā)/接收通道；d)發(fā)射電壓不小于50V;e)增益范圍為0dB～80dB,調節(jié)步進最小為0.1dB。5.2.3探頭滿足以下要求。a)應依據(jù)被檢工件超聲特性確定檢測頻率。探頭推薦頻率見表1。b)探頭應為周向線陣探頭。對于檢測直徑10mm≤D<20mm的被檢工件，探頭晶片數(shù)量不宜小于32個，激發(fā)孔徑宜采用16晶片；對于檢測直徑20mm≤D≤100mm的被檢工件，探頭晶片數(shù)量不宜小于64個，激發(fā)孔徑宜采用16晶片。c)探頭直徑應與被檢工件相匹配，探頭外徑應為被檢工件直徑的0.75倍～1.2倍范圍，探頭內徑應為外徑的0.2倍～0.5倍范圍。探頭推薦尺寸見表2。d)探頭夾持工裝應確保探頭的可達性。e)探頭實測中心頻率與標稱頻率間的誤差不應大于10%。f)探頭的一6dB相對頻帶寬度不應小于55%。g)同一探頭晶片間靈敏度差值不應大于4dB。晶片靈敏度的均勻性應滿足均方差不大于1dB.探頭晶片的靈敏度差異及有效性測試按照GB/T42399.2的要求執(zhí)行。h)探頭激發(fā)孔徑范圍內不宜存在失效晶片。若失效晶片不可避免，則在確保檢測靈敏度滿足要求的前提下，激發(fā)孔徑范圍內的失效晶片的數(shù)量不應超出孔徑范圍內激發(fā)晶片總數(shù)的20%,且不應存在相鄰的失效晶片。表1探頭推薦頻率被檢工件長度L表2探頭推薦尺寸單位為毫米被檢工件直徑D探頭內徑D;365表2探頭推薦尺寸(續(xù))單位為毫米40≤D<4545≤D<5060≤D<7080≤D≤1005.2.4相控陣超聲柱面成像檢測儀器和探頭的組合性能應符合GB/T42399.3的規(guī)定，且滿足以下a)在達到被檢工件的最大檢測聲程時，其靈敏度余量不應小于10dB;b)儀器和探頭的組合頻率與公稱頻率誤差不應大于10%;c)儀器和探頭信噪比應大于6dB。a)新購置的超聲儀器和(或)探頭；b)儀器和(或)探頭在維修或更換主要部件后；c)檢測人員認為有必要時。5.2.6應每隔3個月對儀器、探頭及其組合系統(tǒng)進行一次性能測試與驗證。性能測試與驗證按照GB/T42399.1～GB/T42399.3的規(guī)定執(zhí)行。6檢測準備應清除影響超聲探頭與檢測面耦合的銹蝕、鍍鋅層凸起和污物等異物。粗糙度Ra宜小于或等于檢測時環(huán)境溫度應為-10℃~+50℃。掃查范圍應大于被檢工件長度50mm。6.4.1應選擇透聲性好，且對被檢工件沒有破壞和影響的耦合劑(如水基耦合劑、機油、甘油等)。當環(huán)境溫度低于0℃時，水基耦合劑中應添加防凍液。6.4.2校驗和檢測應使用同一種耦合劑。7核查7.1核查要求7.1.1校驗、核查和對儀器進行線性檢測時，任何影響儀器線性的控制器(如抑制或濾波開關等)都應67.1.2應記錄儀器和探頭系統(tǒng)的核查結果。7.2核查項目7.2.1超聲傳播速度應在被檢工件上進行超聲傳播速度的核查，按照底波顯示距離與被檢工件長度的比較進行聲速的調整，當?shù)撞@示距離與被檢工件長度一致時的聲速即為當前超聲傳播速度。如果超聲傳播速度較上一次設置值偏差超10%,則超聲傳播速度設置應按當前值重新調整，并對上一次核查以來所有的檢測部位進行復檢。掃查靈敏度偏差超過±4dB時應重新制作距離-波幅曲線(DAC),并對上一次核查以來所有的檢測部位進行復檢。7.3核查時機出現(xiàn)以下情形之一時，應進行儀器和探頭系統(tǒng)的核查：a)校驗后，探頭或耦合劑發(fā)生改變；b)檢測人員懷疑超聲傳播速度設置或掃查靈敏度設置有變化；c)連續(xù)工作4h以上；d)檢測工作開始前及結束時。8對比試塊8.1檢測采用人工刻槽對比試塊，見圖5。其中，試塊直徑應與被檢工件外徑相同或與被檢工件直徑偏差不大于10%,試塊長度l大于或等于被檢工件長度，采用與被檢工件聲學性能相同或近似的材料制成。a)1/4處人工刻槽圖5人工刻槽對比試塊7l——試塊長度；h——刻槽深度；圖5人工刻槽對比試塊(續(xù))8.2在距對比試塊檢測端面的處)處加工刻槽，刻槽尺寸應按產(chǎn)品驗收要求設置。當無明確驗收要求時，可按推薦的人工刻槽尺寸設置，見表3。表3推薦的人工刻槽尺寸對比試塊直徑D刻槽深度h10≤D≤3010.2～0.530<D≤500.2～0.550<D≤10020.2～0.58.3在滿足靈敏度要求時，可采用其他型式的對比試塊。9靈敏度設定將探頭放置在對比試塊檢測端面，檢測位處)處的人工刻槽，再放置于試塊的另一端面檢測將探頭放置在對比試塊檢測端面，檢測位處的人工刻槽，利用三個不同檢測距離的人工刻槽制作DAC曲線，使人工刻槽反射波的信噪比位高于6dB并標定B掃圖像的顏色色標且A掃描信號幅度不低于滿屏幕的20%。也可采用被檢工件自身的噪聲信號設置靈敏度。將被檢工件的本體噪聲最高幅度調至滿屏幕10%(結構噪聲除外),按照檢測范圍至少十等份取點制作DAC曲線，儀器增益補償6dB作為掃查靈敏度。10掃查方式檢測時，探頭放置在被檢工件檢測面上，探頭中心線應與被檢工件中心重合。811檢測及評定對所有A掃描信號幅度達到或超過滿屏幕20%的指示均應確定其位置、最大反射波幅。11.2.1應依據(jù)不連續(xù)的最大反射波與對比試塊上人工刻槽的A掃描信號幅度比值來確定深度當量尺寸。11.2.2應采用半波法進行測量不連續(xù)指示長度。11.3.1B掃圖像中達到或超過人工刻槽B掃圖像顏色色標的反射波為指示信號，指示信號的A掃描波形幅度達到或超過滿屏幕20%時，應根據(jù)其在工件上軸向位置并結合結構特征作出綜合判定。11.3.2指示長度小于5mm時，按5mm計。11.3.3在工件柱面B掃圖像上，相鄰兩個或多個不連續(xù)在滿足以下條件時應視為一個不連續(xù)，并以該條不連續(xù)在y軸方向上的上下端點的距離作為其指示長度：a)兩不連續(xù)在y軸方向的間距小于其中較小的不連續(xù)指示長度；b)兩不連續(xù)最大反射波的位置間距小于被檢工件直徑的一半且不超過10mm。11.3.4檢測結果按照被檢工件的質量工藝要求或標準評定。12檢測記錄及報告應按照現(xiàn)場檢測實際情況詳細、客觀記錄檢測過程的有關信息和數(shù)據(jù)。檢測記錄應至少包括以下a)記錄編號；b)檢測工藝卡名稱及編號；c)被檢工件：項目名稱、工件名稱、編號、規(guī)格尺寸、材質、檢測部位、檢測時的表面狀態(tài)、檢測時機；f)檢測結果：檢測部位示意圖，缺陷位置、尺寸、反射波幅度等，缺陷評定等級和檢測結論；g)檢測人員、記錄人員簽字；h)檢測日期和地點。檢測報告應至少包括以下內容：a)報告編號；9