前面各节着重介绍了依据GB/T 11345—2013与GB/T 29712—2013标准对焊缝进行检测和评定的相关规定和技术。当应用其他标准时,其检测技术和方法是基本相同的,其主要不同之处大体有以下几点。
1)对仪器系统(如探头)的参数要求有差异。
2)制作距离-波幅曲线的试块及规则反射体的种类、尺寸不一样。
3)距离-波幅曲线中各条曲线的名称、含义、灵敏度要求不同。
4)缺陷指示长度的测量方法不同。
5)焊缝的评定或质量等级的规定不同。
下面简要介绍NB/T 47013.3—2015焊缝超声检测的相关内容。
1.探头频率和折射角(K值)的选择
探头标称频率和折射角(K值)的选择见表7-8。
表7-8 推荐采用的斜探头折射角(K值)和标称频率
检测时要注意,K值常因工件中的声速变化和探头的磨损而产生变化,所以开始检测前必须在试块上实测K值,实际检测中,常利用CSK-ⅠA试块来测定探头的K值。
2.适用焊板厚度及常用试块
NB/T 47013.3—2015适用焊板厚度6~500mm,焊缝检测中常用试块有CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA、CSK-ⅤA等,其中后三种试块适于制作距离-波幅曲线。
3.检测技术等级和检测要求
表7-9为NB/T 47013.3—2015标准规定的不同检测技术等级和不同板厚平板对接焊缝的检测要求,表中检测技术等级A、B、C为NB/T 47013.3—2015标准规定的超声检测技术等级分类,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。
表7-9 平板对接焊缝的检测要求
A级适用于工件厚度为6~40mm焊接接头的检测,可用一种折射角(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双侧进行检测。如受条件限制,也可以选择双面单侧或单面单侧进行检测,一般不要求进行横向缺陷的检测。
B级适用于工件厚度为6~200mm焊接接头的检测,一般应进行横向缺陷的检测,对于要求进行双面双侧检测而选择单面双侧检测时(如受几何条件限制或存在堆焊层)应补充斜探头做近表面缺陷检测。
C级适用于工件厚度为6~500mm焊接接头的检测,检测时应将焊接接头的余高磨平,斜探头扫查经过的母材区域要用直探头进行检测,工件厚度大于15mm的焊接接头一般应在双面双侧进行检测,如选择单面双侧检测也应补充斜探头做近表面缺陷检测,其他要求参考标准。
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。具体要求应遵从设计文件或检测合同。
4.距离-波幅曲线的绘制与灵敏度规定
NB/T 47013.3—2015规定由定量线、判废线和评定线组成以参考反射体为依据的缺陷评价体系。判废线、定量线和评定线的当量由标准确定,且以参考反射体的距离-波幅曲线作为依据。判废线、定量线和评定线将波高分成了不同的区域,该标准规定:评定线和定量线之间(包括评定线)称为Ⅰ区,定量线与判废线之间(包括定量线)称为Ⅱ区,判废线及其以上区域称为Ⅲ区,缺陷回波按区定量并做评定。
按NB/T 47013.3—2015,不同板厚范围的距离-波幅曲线的灵敏度见表7-10和表7-11。其中表7-10规定了工件厚度为6~200mm的焊接接头使用CSK-ⅡA试块时的灵敏度要求。
工件厚度为8~120mm的焊接接头,斜探头检测时,如使用CSK-ⅢA试块制作距离-波幅曲线灵敏度,可按NB/T 47013.3—2015标准附录O的规定,见表7-11。
表7-10 斜探头或直探头检测距离-波幅曲线的灵敏度(www.daowen.com)
表7-11 斜探头检测距离-波幅曲线的灵敏度
检测灵敏度不应低于评定线灵敏度,在检测范围内最大声程处的评定线高度不应低于显示屏满刻度的20%。NB/T 47013.3—2015还规定了检测和评定横向缺陷时,应将各线灵敏度均提高6dB。
距离-分贝(dB)曲线绘制:
7.1.6节中图7-20为NB/T 47013.3—2015的距离-波幅曲线,其中图7-20b面板曲线的绘制方法可参考图7-19b以ϕ3mm横孔为例的面板曲线绘制方法。下面以CSK-ⅢA试块ϕ1mm×6mm短横孔为例介绍距离-分贝(dB)曲线的绘制方法。如前所述,距离-分贝(dB)曲线绘制于坐标纸上,适用于模拟仪。
距离-分贝(dB)曲线绘制可按以下步骤进行(设板厚t=25mm,按NB/T 47013.3—2015标准,采用CSK-ⅢA试块)。
①定探头的入射点和K值,并根据板厚按水平或深度调节扫描速度,这里按深度1∶1调节。
②探头置于CSK-ⅢA试块上,调节“衰减器”,使深度为10mm的ϕ1mm×6mm孔的最高回波达基准高(满屏的80%),记下这时“衰减器”读数(假定为52dB)和孔深。然后,分别探测不同深度的ϕ1mm×6mm孔,“增益”不动,用“衰减器”将各孔的最高回波分别调至满屏的80%高,记下相应的孔深和dB值,并填入表7-12。并将板厚t=25mm对应的定量线、判废线和评定线的dB值填入表7-12中,由于焊缝余高的存在,应测到大于2t范围如60mm孔深。
③用试块上深度不同的两个孔校验距离-波幅曲线,若偏差超过规定要求,应重新测量。
④利用表中所列数据,以孔深为横坐标,以dB值为纵坐标,在坐标纸上描点绘出定量线、判废线和评定线,标出Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区,并注明所用探头的频率、晶片尺寸和K值,如图7-20a所示。
表7-12 不同深度的ϕ1mm×6mm孔实测回波dB值及各曲线对应dB值
检测灵敏度不应低于检测范围内最大声程处的评定线。NB/T 47013.3—2015还规定了检测和评定横向缺陷时,应将各线灵敏度均提高6dB。
5.缺陷指示长度的测定原则
NB/T 47013.3—2015标准规定的缺陷指示长度测定原则如下。
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,且均位于Ⅱ区或Ⅱ区以上时,应以端点-6dB法测量其指示长度。
③当缺陷最大反射波幅位于Ⅰ区,将探头左右移动,使波幅降到评定线,用评定线绝对灵敏度法测量缺陷指示长度。并规定缺陷长度的计量要求: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5mm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。
6.焊缝质量分级
NB/T 47013.3—2015标准将焊缝质量级别分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等三级,其中Ⅰ级质量最高,Ⅲ级质量最低。焊缝中反射波幅位于Ⅲ区的缺陷和检验人员判定为裂纹等危害性缺陷定为Ⅲ级;位于Ⅰ区和Ⅱ区的缺陷按表7-13锅炉、压力容器本体焊接接头质量分级,评定焊缝的质量级别;评定线以下的缺陷均评为I级。波幅在Ⅲ区者均评为Ⅲ级。
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)角接接头及T形焊接接头,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。
表7-13 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。
2.用NB/T 47013.3—2015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。
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