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　　厚鋼板超聲波自動(dòng)探傷方法

　　Thickersteelplates—Methodforautomaticultrasonicinspection

　　（討論稿）

　　前言

　　本標(biāo)準(zhǔn)參考GB/T2970-2004《厚鋼板超聲波檢驗(yàn)方法》、JB/T4730-2005《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》及國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條款，并結(jié)合國(guó)內(nèi)目前超聲波自動(dòng)探傷設(shè)備的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)而制訂。

　　本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)提出。

　　本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。

　　本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：

　　本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：

　　厚鋼板超聲波自動(dòng)探傷方法

　　1范圍

　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了厚鋼板超聲波自動(dòng)探傷檢驗(yàn)對(duì)比試塊（板）、超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)和設(shè)備、檢驗(yàn)條件與方法、缺陷的測(cè)定與評(píng)定、鋼板的質(zhì)量分級(jí)、檢驗(yàn)報(bào)告等內(nèi)容。

　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于厚度不小于6mm的鍋爐、壓力容器、橋梁、建筑、造船、結(jié)構(gòu)鋼、管線鋼等用途鋼板的超聲波自動(dòng)探傷檢驗(yàn)。

　　2規(guī)范性引用文件

　　下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

　　GB/T2970厚鋼板超聲波檢驗(yàn)方法

　　GB/T12604.1無(wú)損檢測(cè)術(shù)語(yǔ)超聲檢測(cè)

　　JB/T4730特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)

　　JB/T10061A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件

　　3一般要求

　　3.1被檢鋼板表面應(yīng)平整、光滑、厚度均勻，不應(yīng)有油污、腐蝕和其它影響探傷檢驗(yàn)的污物。

　　3.2被檢鋼板的金相組織不應(yīng)在檢驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生影響檢驗(yàn)的干擾回波。

　　3.3檢驗(yàn)場(chǎng)地應(yīng)避開(kāi)強(qiáng)光、強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)振動(dòng)、腐蝕性氣體、嚴(yán)重粉塵等影響超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)和設(shè)備穩(wěn)定性或檢驗(yàn)人員可靠觀察的因素。

　　3.4從事鋼板超聲波自動(dòng)探傷檢驗(yàn)的人員應(yīng)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，熟悉設(shè)備性能，熟練操作超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)和設(shè)備，并取得相關(guān)部門(mén)認(rèn)可的超聲探傷專業(yè)Ⅰ級(jí)及其以上資格證書(shū)。簽發(fā)報(bào)告者應(yīng)取得相關(guān)部門(mén)認(rèn)可的超聲探傷專業(yè)Ⅱ級(jí)及其以上資格證書(shū)。

　　3.5厚鋼板探傷所采用的超聲波波型為縱波。

　　4對(duì)比試樣

　　4.1對(duì)比試樣的聲學(xué)性能和材質(zhì)應(yīng)與被檢鋼板相同或相近，并應(yīng)保證其內(nèi)部不存在影響檢驗(yàn)的缺陷。

　　圖1板厚≤60mm時(shí)的雙晶片直探頭檢驗(yàn)用對(duì)比試塊

　　4.3測(cè)試單晶片直探頭性能時(shí)，對(duì)比試樣應(yīng)符合圖2、表1和表2的規(guī)定。

　　4.4采用超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探傷時(shí)，所用動(dòng)態(tài)試板如圖3所示。試板的長(zhǎng)邊應(yīng)平行于鋼板軋制方向，試板呈矩形，厚度公差應(yīng)小于板厚的2%。人工缺陷如圖3所示。

　　注：1：1#、3#人工缺陷為人工平底槽，加云母焊合，埋藏深度為板厚的1/2，缺陷自身高度為0-0.3mm；2#人工缺陷為表

　　面洗槽（槽深為3mm）。

　　2：1#、2#、3#人工缺陷的長(zhǎng)

　　3：試板上的其它缺陷為直徑5mm的人工平底孔（孔深按表1）。

　　圖３動(dòng)態(tài)試板

　　5自動(dòng)探傷系統(tǒng)和設(shè)備

　　5.1所用探傷儀器各通道的性能應(yīng)符合JB/T10061的規(guī)定，且各通道的靈敏度誤差不得大于2dB。

　　5.2探頭

　　5.2.1探頭的選用應(yīng)符合表3的規(guī)定，所選用探頭應(yīng)保證有效的探測(cè)區(qū)域。

　　表3探頭的選用

　　5.2.2雙晶片直探頭的性能應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄A的要求。

　　6超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)和設(shè)備測(cè)試項(xiàng)目及方法

　　6.1漏、誤報(bào)率測(cè)試

　　用圖3所示的動(dòng)態(tài)試塊進(jìn)行自動(dòng)探傷，以正常使用時(shí)的高速度連續(xù)探測(cè)動(dòng)態(tài)試塊50次，分別記

　　下人工缺陷的漏、誤報(bào)次數(shù)。對(duì)于存在的人工缺陷，自動(dòng)探傷系統(tǒng)均未檢出，稱為漏報(bào)。有任一通道在

　　無(wú)人工缺陷處檢出缺陷，稱為誤報(bào)。系統(tǒng)的漏報(bào)率不大于2%，誤報(bào)率不大于3%。漏、誤報(bào)率分別以式（1）和式（2）計(jì)算：

　　漏報(bào)率=

　　漏報(bào)人工缺陷個(gè)數(shù)

　　動(dòng)態(tài)試樣人工缺陷個(gè)數(shù)？測(cè)試次數(shù)

　　誤報(bào)次數(shù)

　??？100%（1）

　　誤報(bào)率=

　　注：1、誤報(bào)次數(shù)：每次測(cè)試中，在無(wú)缺陷處出現(xiàn)1處及1處以上且定量尺寸大于Φ5平底孔的報(bào)警記為1次。

　　2、漏報(bào)次數(shù)：每次測(cè)試中，自動(dòng)探傷系統(tǒng)任一通道均未發(fā)現(xiàn)人工缺陷的個(gè)數(shù)（距邊部距離小于10mm的人工缺陷不計(jì)）。

　　3、因鋼板表面質(zhì)量或其它外部因素引起的固定誤報(bào)可不計(jì)入。

　　6.2鋼板周邊不可探區(qū)測(cè)試

　　鋼板周邊不可探區(qū)測(cè)試是指鋼板四周不能探測(cè)到的區(qū)域，該區(qū)域的值應(yīng)不大于10mm。

　　6.3各通道靈敏度差測(cè)試

　　逐個(gè)測(cè)量各通道對(duì)同一探頭、同一人工缺陷波高達(dá)到熒光屏滿刻度的80%(或50%)時(shí)，記下各通道的dB值，各通道的dB值差應(yīng)不大于2dB。

　　6.4信噪比測(cè)試

　　調(diào)節(jié)設(shè)備各通道的衰減器，分別記下各通道在動(dòng)態(tài)試塊上同一人工缺陷處剛剛報(bào)警時(shí)的dB值，再提高各通道的增益，記下各通道噪聲信號(hào)剛剛報(bào)警時(shí)的dB值。各通道人工缺陷剛剛報(bào)警時(shí)的dB值與噪聲信號(hào)剛剛報(bào)警時(shí)的dB值的小差值記為信噪比。此值不小于12dB。

　　6.5系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試

　　整套系統(tǒng)連續(xù)工作8小時(shí)后，重新用圖3所示的動(dòng)態(tài)試塊在相同靈敏度和相同檢測(cè)速度下測(cè)試，對(duì)比8小時(shí)前缺陷的檢出情況，不應(yīng)有新的漏檢、誤報(bào)。

　　6.6鋼板厚度方向缺陷探傷靈敏度差的測(cè)試

　　分別測(cè)試各通道在動(dòng)態(tài)試塊上人工缺陷1和缺陷2處在同一缺陷波高條件下對(duì)應(yīng)通道的dB值差，其值應(yīng)小于6dB。

　　6.7缺陷測(cè)量精度的檢驗(yàn)方法

　　6.7.1對(duì)圖3所示的動(dòng)態(tài)試板進(jìn)行自動(dòng)化探傷，測(cè)量1#、2#、3#人工缺陷的長(zhǎng)度、寬度與實(shí)際長(zhǎng)度、寬度的偏差作為定量偏差，連續(xù)測(cè)量10次，其平均偏差不得超過(guò)10mm。

　　6.7.2對(duì)圖3所示的動(dòng)態(tài)試板上的Φ5當(dāng)量的平底孔深度，計(jì)算其平均值。平均值與實(shí)際深度的偏差作為深度偏差，連續(xù)測(cè)量10次，其平均偏差不得超過(guò)2mm。

　　6.7.3對(duì)圖3所示的動(dòng)態(tài)試板進(jìn)行自動(dòng)探傷，使用1m？m的正方形包含任意數(shù)量的Φ5當(dāng)量的平底孔，讀取缺陷面積百分比，它與實(shí)際缺陷面積百分比的偏差作為缺陷面積百分比的偏差。取不同位置計(jì)算10次，其平均偏差不得超過(guò)15%。

　　7檢驗(yàn)條件和方法

　　7.1檢驗(yàn)時(shí)機(jī)

　　原則上在鋼板軋制剪切冷卻后進(jìn)行，也可在鋼板剪切前或熱處理后進(jìn)行。

　　7.2檢驗(yàn)面

　　可以從鋼板任一軋制面進(jìn)行檢驗(yàn)。需要時(shí)，也可以從鋼板的兩個(gè)軋制面進(jìn)行檢驗(yàn)。

　　7.3檢驗(yàn)靈敏度

　　7.3.1自動(dòng)探傷時(shí)，檢驗(yàn)靈敏度應(yīng)計(jì)入對(duì)比試樣與被檢鋼板之間的表面耦合聲能損失（dB）。

　　7.3.2用雙晶片直探頭檢驗(yàn)時(shí)，靈敏度用圖1所示對(duì)比試塊或在同厚度鋼板上無(wú)缺陷部位將一次底波高度調(diào)整到滿刻度的50%，再提高不同板厚底波與孔波dB差(實(shí)際測(cè)量)作為檢驗(yàn)靈敏度。

　　7.3.3用單晶片直探頭檢驗(yàn)時(shí)，靈敏度用圖2所示對(duì)比試塊上的平底孔的一次反射波高度調(diào)整到滿刻度的50%來(lái)校準(zhǔn)。

　　7.3.4板厚大于3倍近場(chǎng)區(qū)時(shí)，檢驗(yàn)靈敏度可用計(jì)算法、通過(guò)一次底波高度來(lái)確定。

　　7.3.5在正常探傷的情況下，可以用4.4條所述的動(dòng)態(tài)試塊中Φ5平底孔的人工缺陷，在無(wú)雜波的情況下，使人工缺陷的反射波高不低于儀器熒光屏滿刻度的50%作為檢驗(yàn)靈敏度。

　　7.4探頭掃查形式

　　7.4.1探傷檢驗(yàn)時(shí)，探頭可沿垂直于軋制方向掃查，也可沿平行于鋼板軋制方向掃查。

　　7.4.2沿垂直于軋制方向掃查時(shí)，掃查間距應(yīng)不大于100mm，并在鋼板周邊50mm（板厚大于100mm時(shí)，取板厚的一半）及坡口預(yù)定線（由供需雙方在合同或技術(shù)協(xié)議中確定具體位置）兩側(cè)各25mm內(nèi)沿周

　　邊進(jìn)行掃查。

　　7.4.3沿平行于鋼板軋制方向掃查時(shí)，必須保證100%掃查整張鋼板表面。

　　7.4.4在用雙晶片探傷進(jìn)行掃查時(shí)，探頭隔聲層應(yīng)垂直于掃查方向。

　　7.5檢驗(yàn)速度

　　自動(dòng)探傷的檢驗(yàn)速度應(yīng)不影響探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性。推薦用150mm/s～1000mm/s的探傷速度。但在使用不帶自動(dòng)報(bào)警功能的探傷儀器或設(shè)備時(shí)，檢驗(yàn)速度應(yīng)不大于200mm/s。

　　8缺陷的測(cè)定與評(píng)定

　　8.1在檢驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)下列情況應(yīng)記錄。

　　8.1.1缺陷一次反射波（F1）波高大于或等于熒光屏滿刻度的50%。

　　8.1.2當(dāng)?shù)酌嬉淮畏瓷洳ǎ˙1）波高未達(dá)到熒光屏滿刻度時(shí)，缺陷一次反射波（F1）波高與底面一次反射波（B1）波高之比大于或等于50%。

　　8.1.3當(dāng)?shù)酌嬉淮畏瓷洳ǎ˙1）波高低于滿刻度的50%。

　　8.2缺陷的邊界或指示長(zhǎng)度的測(cè)定方法

　　8.2.1對(duì)于有自動(dòng)判定缺陷大小的超聲波自動(dòng)探傷設(shè)備，缺陷的邊界或指示長(zhǎng)度由設(shè)備自動(dòng)計(jì)算。

　　8.2.2對(duì)于無(wú)自動(dòng)判定缺陷大小的超聲波自動(dòng)探傷設(shè)備，當(dāng)發(fā)現(xiàn)可疑缺陷后，缺陷的定位、定量由人工方法進(jìn)行。缺陷的邊界或指示長(zhǎng)度的測(cè)定亦用人工方法。

　　8.3缺陷指示長(zhǎng)度的評(píng)定規(guī)則

　　單個(gè)缺陷按其表現(xiàn)的大長(zhǎng)度作為該缺陷的指示長(zhǎng)度。若指示長(zhǎng)度小于40mm時(shí)，則其長(zhǎng)度可不作記錄或雖記錄但不作為判定依據(jù)。

　　8.4單個(gè)缺陷指示面積的評(píng)定規(guī)則

　　8.4.1單個(gè)缺陷按其表現(xiàn)的面積作為該缺陷的指示面積。

　　8.4.2當(dāng)多個(gè)缺陷的相鄰間距小于100mm或間距小于相鄰缺陷（以指示長(zhǎng)度來(lái)比較）的指示長(zhǎng)度（取其較大值）時(shí)，其各個(gè)缺陷面積之和作為單個(gè)缺陷的指示面積。

　　8.4.3缺陷密集度的評(píng)定規(guī)則

　　在任一1m？m檢驗(yàn)面積內(nèi)，按缺陷面積所占的百分比來(lái)確定。

　　9鋼板的質(zhì)量分級(jí)

　　9.1鋼板的質(zhì)量分級(jí)見(jiàn)表4。

　　9.2在鋼板周邊50mm（板厚大于100mm時(shí)，取板厚的一半）檢驗(yàn)區(qū)域內(nèi)及坡口預(yù)定線兩側(cè)各25mm范圍內(nèi)，單個(gè)缺陷的指示長(zhǎng)度不得大于50mm。

　　9.3采用其它標(biāo)準(zhǔn)判定的，其判定等級(jí)與本標(biāo)準(zhǔn)比較，如其要求和本標(biāo)準(zhǔn)一致或低于本標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)供需雙方協(xié)商，可參照本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

　　10檢驗(yàn)報(bào)告

　　檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：

　　a）鋼板情況：鋼板規(guī)格、牌號(hào)、爐號(hào)、批號(hào)、塊號(hào)、鋼板狀態(tài)；

　　b）檢驗(yàn)條件：標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、自動(dòng)探傷系統(tǒng)型號(hào)、探頭類(lèi)型、探頭標(biāo)稱頻率、晶片尺寸、耦合介質(zhì)、對(duì)比試樣、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)收級(jí)別等；

　　c）檢驗(yàn)結(jié)果：缺陷位置、缺陷分布圖、缺陷大小、缺陷等級(jí)、鋼板質(zhì)量等級(jí)等；d）其它：檢驗(yàn)人員、報(bào)告簽發(fā)人的姓名及資格證書(shū)等級(jí)、檢驗(yàn)日期等。

　　附錄A

　?。ㄒ?guī)范性附錄）

　　雙晶直探頭性能要求

　　A.1距離-波幅特性曲線

　　用圖1所示試塊測(cè)定每一厚度的底面回波高度，作出如圖A1所示的特性曲線，其必須滿足下述條件：A1.1要檢測(cè)的大厚度的底面回波高度與大回波高度差應(yīng)在0～-6dB的范圍內(nèi)。對(duì)于與具有距離幅度補(bǔ)償功能的設(shè)備聯(lián)合使用的雙晶片直探頭，補(bǔ)償后要求檢測(cè)的大厚度的底面回波高度與大回波高度差也應(yīng)在0～-6dB的范圍內(nèi)。

　　A1.2距離為3mm處的回波高度與大回波高度差應(yīng)在0～-6dB的范圍內(nèi)。對(duì)于與具有距離幅度補(bǔ)償功能的設(shè)備聯(lián)合使用的雙晶片直探頭，補(bǔ)償后要求距離為3mm處的回波高度與大回波高度差也應(yīng)在0～-6dB的范圍內(nèi)。

　　A.2雙晶片探頭的表面泄露回波

　　直接接觸法測(cè)得的雙晶片探頭的表面泄露回波高度必須比大回波高度低40dB。

　　A.3檢出靈敏度（用圖A2試塊測(cè)量）

　　用圖A2試塊上的平底孔的回波高度與大回波高度差必須在-10dB？dB的范圍內(nèi)。

　　A.4有效聲束寬度

　　使探頭對(duì)準(zhǔn)A2試塊Φ5mm的平底孔，并平行于雙晶探頭的聲場(chǎng)分割面移動(dòng)，測(cè)定大回波高度兩側(cè)各下降6dB的范圍，全部寬度必須大于15mm。

　　圖A.2測(cè)定設(shè)備和探頭組合性能試塊

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