2019衍射時差法(TOFD)和相控陣超聲檢測(PAUT)技術應用指南

衍射時差法(TOFD)和相控陣超聲檢測(PAUT)技術應用指南2018目錄第1章通則 1目的 1適用范圍 11.3.機構和人員要求 1附加標志 2術語和定義 3第2章TOFD技術 4目的 4檢測設備 4檢測工藝設計 62.4校準 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集 13文件存儲 15數(shù)據(jù)判讀 16缺陷評定和驗收標準 162.9報告 18第3章技術 203.1目的 20檢測設備 20檢測工藝設計 22參數(shù)設置 253.5校準 27現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集 28文件存儲 30數(shù)據(jù)判讀 30質(zhì)量等級和驗收標準 323.10報告 36附錄1TOFD技術局限性 38附錄2TOFD圖像的基本特征與缺陷測量方法 40附錄3試塊 48附錄4設備校準方法 52附錄5探頭激勵孔徑和聚焦深度對S-Scan成像結果的影響 55附錄6典型缺陷圖像 59附錄7檢測報告樣例 67PAGEPAGE10目的

第1章通則本指南對單獨使用衍射時差法(TOFD)或相控陣超聲檢測(PAUT)技術進行工藝審核、現(xiàn)場監(jiān)督、檢查數(shù)據(jù)判讀結果等無損檢測活動提供技術參考，以倡導和推動無損檢測新技術的廣泛應用。適用范圍本指南適用于船舶結構焊接接頭的衍射時差法(TOFD)和相控陣超聲檢測海洋工程或其他鋼結構可以參照使用。CCS《材料與焊接規(guī)范》中碳素鋼或低合金鋼，對于其他的細晶、各向同性或低聲衰減金屬材料，也可參照使用。對于不滿足上述要求，通過試驗驗證并經(jīng)CCS技術亦可用于鋁及其合金、奧氏體不銹鋼、鐵素體‐鈦合金等材料及連接焊縫的檢測。TOFD技術適用于母材厚度≥10mm對接或者管對接焊縫。技術適用于母材厚度≥6mm管對接、T形或者角形連接焊縫。1.2.31.2.4CCS認可后，可用于其他母材厚度的全熔透焊縫檢測。250mm0.7200mmCCSTOFD技術進行檢測。CCSA型脈沖反射法檢A術要求，且相鄰波束的間隔不大于標準中要求的探頭掃查間距。機構和人員要求機構要求CCS無損檢測機構認可的相關要求。人員資質(zhì)TOFDCCS可從事與資格等級對應的檢測工作。附加標志集裝箱船抗扭箱和艙口圍的縱向構件（厚度≥35mm）的對接焊縫礦砂船貨物區(qū)域主甲板（厚度≥35mm）對接焊縫LNG和LPG船舶整體液貨艙或獨立液貨艙的全焊透焊縫（不包括薄膜艙和角焊縫）擬在低溫區(qū)域航行船舶（例如破冰船和極地集裝箱船抗扭箱和艙口圍的縱向構件（厚度≥35mm）的對接焊縫礦砂船貨物區(qū)域主甲板（厚度≥35mm）對接焊縫LNG和LPG船舶整體液貨艙或獨立液貨艙的全焊透焊縫（不包括薄膜艙和角焊縫）擬在低溫區(qū)域航行船舶（例如破冰船和極地科考船）主船體的主要構件（厚度≥35mm）全焊透對接焊縫150米及以上其他船舶在船舯0.4L（厚度的及支撐這些板的主要構件（厚度≥35mm）的對接焊縫。TOFD(B**+J**)：B**為TOFD，J**TOFDPAUT-Butt(B**+J**)：B**PAUT，J**為PAUT20%為最低檔，10%100%TOFD(B40%+J20%)，PAUT-BUTT(B40%+J20%)……。對散貨船（礦砂船）如下角焊縫使用相控陣超聲滿足要求時，經(jīng)船東申請，可授予相應附加標志。散貨船底邊艙斜板/焊縫。PAUT-Fillet(**)：**20%為最低檔，10%為間隔，最高100%PAUT-Fillet20%)，PAUT-Fillet30%)……。術語和定義本指南采用的術語定義如下：（TimeofFlightDiffractionTOFD）通常使用一對或多對具有寬帶短脈沖、大波束擴散角的縱波斜探頭，采用一發(fā)一收的工作方式，是根據(jù)待檢試件內(nèi)部缺陷端角衍射信號的到達時間進行缺陷檢測和定量的一種超聲檢測方法。相控陣超聲檢測技術（PhasedUltrasonic一種依據(jù)設定的聚焦法則對陣列探頭各個單元在發(fā)射或接收聲波時施加不同的時間延遲(或電壓)，通過波束形成實現(xiàn)檢測聲束的移動、偏轉(zhuǎn)和聚焦等功能的超聲檢測成像技術。（ProbeCenterSeparationPCS）指發(fā)射探頭和接收探頭兩入射點之間的直線距離。（ParallelScan）探頭運動方向與聲束方向平行的掃查方式，一般用于已知缺陷的精確定位及定量。（Non‐parallelScan）探頭運動方向與聲束方向垂直的掃查方式，通常特指探頭對稱于焊縫放置的掃查方式。（OffsetNon‐ParallelScan）TOFD探頭對的連線中心與焊縫中心保持一定偏移量的非平行掃查方式。線性掃描/(LinearScan/ElectronicScanE‐Scan)以相同的聚焦法則施加在相控陣探頭中的不同晶片組，每組激活晶片產(chǎn)生某一特定角度的聲束，通過改變起始激活晶片的位置，使該聲束沿晶片陣列方向前后移動，以實現(xiàn)類似常規(guī)手動超聲波檢測探頭前后移動的檢測效果。(SectorialScanS‐Scan)用一定的延時法則，激發(fā)相控陣探頭中的部分相鄰或全部晶片，使激發(fā)晶片組形成的聲束在設定的角度范圍內(nèi)以一定的步進值進行連續(xù)偏轉(zhuǎn)，其數(shù)據(jù)顯示為每一個角度的波束A掃描圖像通過延遲和角度校正形成的2D圖像。(FocalLaw)通過控制激發(fā)晶片數(shù)量，以及施加到每個晶片上的發(fā)射和接收延時，實現(xiàn)波束角度偏轉(zhuǎn)和聚焦的程序。目的

第2章TOFD技術TOFD1TOFD技術在應用中的局限。檢測設備TOFD檢測設備包括超聲設備主機(儀器)/2.2所示。上述設備應具有產(chǎn)品質(zhì)量合格證或制造廠家出具的合格文件，且超聲設備主機(儀器)應在有效的校準期內(nèi)。TOFDJB/T10061CB/T3559中的相關要求。圖2.2.1檢測設備構成超聲儀器脈沖發(fā)生器應滿足下列要求：0.25倍的探頭標稱頻率對應的周期。10ns。500Hz。發(fā)射脈沖應具有足夠的電壓，確保檢測系統(tǒng)具有足夠的靈敏度及信噪比。信號接收器應滿足下列要求：0.8MHz-15MHz。1dB。TOFD檢測時衍射信號能量較弱，當信噪比不足時應增加信號前置放大器。數(shù)字化應符合如下要求：4處理時，數(shù)字化采樣頻率至少應為探頭標稱頻率的8倍。8位。256級灰度編碼顯示。（4）A掃信號的起始延遲應在0～200μs范圍內(nèi)可調(diào),窗口范圍在5～100μs內(nèi)可調(diào)。8次。儀器應具有基于位置編碼的數(shù)據(jù)采集功能。軟件應具有深度坐標的線性化計算或深度校準功能。應具有將采集到的所有原始數(shù)據(jù)以不可更改的方式進行拷貝的功能。（FT等探頭TOFDTOFD或其他非標探頭進行檢測。10%。探頭的-6dB80%。直通波的-20dB2個周期。楔塊TOFD應在楔塊上標記出理論波束出射點的位置。探頭安裝在楔塊上，耦合狀態(tài)應良好、穩(wěn)定。150mm時，應使用相應曲面楔塊保證耦合，且楔塊的曲0.5mm。試塊TOFD表面盲區(qū)，對比試塊用于確認系統(tǒng)靈敏度或檢測能力。可能通過的區(qū)域不應有大于或等于Φ2mm平底孔當量的缺陷。0.8‐1.520mm40頭理論波束交點位于試塊內(nèi)部。0.9‐1.5150mm時，則可采用平面試塊。33的要求進行加工，或使用同等功能的試塊。掃查裝置與編碼器TOFDPCS相對穩(wěn)定。手動或半自動檢測時，探頭移動與編碼器信號應同步。A掃描信號同步。檢測工藝設計檢測規(guī)程TOFD檢測工藝規(guī)程主要應包括以下內(nèi)容：確定檢測目的(檢測任務、檢測位置、依據(jù)標準、檢測級別、驗收等級等)；確定產(chǎn)品范圍(工件形狀、規(guī)格、材質(zhì)、壁厚、焊接工藝等)；工藝設計(主機型號、探頭/楔塊、掃查裝置、試塊、PCS、盲區(qū)和橫向缺陷補充檢測等)；參數(shù)設置及校準；缺陷評價和質(zhì)量分級。檢測級別2.3.21C2B級要求。D級檢測。D級檢測要求制定工藝。檢測級別 表2.3.2.1檢測級別TOFD設置對比試塊驗證參數(shù)設置對比試塊設置靈敏度偏置掃查規(guī)程文件B如表2.3.4.1否是否否C如表2.3.4.1是是a是D特定設置是是a是注:必須明確偏置掃查的作用、次數(shù)和偏置距離。檢測覆蓋區(qū)域檢測覆蓋區(qū)域應滿足以下要求：檢測覆蓋區(qū)域的高度應為工件厚度。10mm量的熱影響區(qū)（取較大者。對已發(fā)現(xiàn)缺陷應進行復檢或精確定量，檢測區(qū)域可根據(jù)需要適當縮小。檢測區(qū)域應在檢測報告中注明。檢測工藝參數(shù)檢測工藝參數(shù)應滿足以下要求：50mmTOFD設置對其進行檢測；母材厚50mm2.3.4.1。TOFD2.3.4.1。PCSPCS值應覆蓋檢測區(qū)域的聲場120度左右。當該角度減小到90度以下或增加到165度以上時，衍射信號微弱，應避免使用。2/3PCS值。55-6010mm~400mm平板對接焊縫分區(qū)設置 表2.3.4.1板厚t(mm)分區(qū)數(shù)檢測深度(mm)探頭頻率(MHz)聲束角度α(°)探頭晶片尺寸(mm)10≤t≤1510~t15~770~602~415＜t≤3510~t10~570~602~635＜t≤5010~t5~370~603~650＜t≤10020~2t/57.5~570~603~62t/5~t5~360~456~12100＜t≤20030~t/57.5~570~603~6t/5~3t/55~360~456~123t/5~t5~260~456~20200＜t≤30040~407.5~570~603~640~2t/55~360~456~122t/5~3t/45~260~456~203t/4~t3~150~4010~20300＜t≤40050~407.5~570~603~640~3t/105~360~456~123t/10~t/25~260~456~20t/2~3t/43~150~4010~203t/4~t3~150~4012~25掃查類型掃查類型應滿足以下要求：一般使用非平行掃查進行檢測。對缺陷進行精確測深及精確測高時，須在缺陷位置進行平行掃查。設備參數(shù)設置PCS2.3.4.1置。脈沖發(fā)生器和信號接收器參數(shù)應滿足下列要求：濾波設置：可選用帶通、高通或低通濾波，改善信噪比。檢波方式：采用非檢波的射頻（RF）信號。數(shù)字化參數(shù)應滿足下列要求：4率的8倍。8位。信號平均：為了降低隨機噪聲，提高信噪比，TOFD檢測允許采用信號平均。顯示范圍應滿足下列要求：使用單通道方法檢測時，A0.5us0.5us0.5us。A0.5us；最后一個分區(qū)25%的重合。視圖選擇應滿足下列要求：（1）TOFD顯示應至少包含A掃描信號及灰度顯示的B掃描圖像。靈敏度設置應滿足下列要求：（包括電噪聲抑制和系統(tǒng)增益6dB，后者宜設置在幅5%左右。3屏高的80%，再增加20-32dB；若二者均不可見，可將材料晶粒噪聲調(diào)整至滿屏高的5%-10%。BB40%-80%A型脈沖反射法的耦合補償測量方法進行補償。5%。掃查設置應滿足下列要求：數(shù)據(jù)記錄長度應設置為實際掃查長度加20-30mm，進行環(huán)焊縫或長焊縫連續(xù)掃20mm。根據(jù)工件板厚范圍，設置相應的掃查步進量或掃查分辨率，具體數(shù)值參照表。掃查分辨率 表2.3.6.7板厚t/mm最大掃查步進/mm10≤t<1501.0t≥1502.0參數(shù)設置檢查應滿足下列要求：B區(qū)。40%-80%內(nèi)。校準楔塊延遲及聲速的測試最大回波，通過測試回波時間獲得楔塊延遲時間。聲速測試應在與工件相同材質(zhì)的試塊上進行，必要時可在工件上進行驗證。深度坐標線性化TOFD6個變量：t0tL，tL=2t0+2t1tR，=2t0+2t2VLH（HT）S圖2.4.2.1TOFD檢測深度坐標線性化示意圖各參數(shù)間的關系可用下述方程式表征：(tL‐2t0)VL=S ①L (tL‐2t0)2V2+4H2=(tR‐2t0)2V2L tLtR4個變量，這樣系統(tǒng)便可根據(jù)方程③txh值。L (tL‐2t0)2V2+4h2=(tx‐2t0)2V2L 綜上所述，系統(tǒng)存在2個獨立方程，4個變量。所以測量4個變量中的任意2個，62.4.2.1中，應根據(jù)各測量值可能產(chǎn)生的測量誤差綜合考慮，選擇合適的校準方法。TOFD檢測中各種深度坐標線性化方法 表2.4.2.1方法測量值校準值1楔塊延遲t0，PCS值S目標反射體深度H，聲速VL2楔塊延遲t0，聲速VL目標反射體深度H，PCS值S3楔塊延遲t0，目標反射體深度H聲速VL，PCS值S4PCS值S，聲速VLt05PCS值S，目標反射體深度H聲速VL，楔塊延遲t06聲速VL，目標反射體深度H楔塊延遲t0，PCS值S0.2mm。曲面工件或其他非平面工件的縱向焊接接頭，深度校準結果應作適當補償。編碼器校準編碼器校準應滿足下列要求：編碼器應在每次使用前進行校準。50%。現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集表面狀態(tài)數(shù)據(jù)采集時表面狀態(tài)應滿足下列要求：RaRa6.3μm。檢測位置標記及檢測方向檢測位置標記及檢測方向應滿足下列要求：平行掃查時，應繪制掃描參考線并標明掃查方向。母材檢測母材檢測應滿足下列要求：采用垂直波束對母材進行檢測，保證對信號進行正確判斷。100%20%或底波消失的區(qū)域，應耦合劑耦合劑的使用應滿足下列要求：耦合劑應在一定溫度范圍內(nèi)保證穩(wěn)定可靠的聲學性質(zhì)。耦合劑應對操作人員、受檢工件及環(huán)境無害。實際檢測采用的耦合劑應與檢測系統(tǒng)校準時采用的耦合劑相同。溫度數(shù)據(jù)采集時使用溫度的要求：0℃~50℃范圍內(nèi)。20℃以內(nèi)。掃查和數(shù)據(jù)采集掃查速度應滿足下列要求：（1）最大掃查速度與脈沖重復頻率、接收信號平均次數(shù)、掃查分辨率有關，實際掃查速度不能大于最大掃查速度，且應保證采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量達到2.7條的要求。最大掃查速度Vmax按下式計算：其中：

Vmax

PRFxNVmax：最大掃查速度，mm/sPRFN：接收信號平均次數(shù)ΔX：掃查步進，mm掃查覆蓋應滿足下列要求：（1）20mm20mm。探頭間距(PCS)10%。重新掃查應滿足下列要求：（1）根據(jù)2.7.1判讀數(shù)據(jù)質(zhì)量不合格。（2B1%(取較小值。（3）掃查偏移量超過2.5.6.3的要求，應重新進行掃查。系統(tǒng)校驗應滿足下列要求：4小時對系統(tǒng)進行一次校驗。每次檢測完畢或系統(tǒng)硬件改變后均應進行系統(tǒng)校驗。2.5.6.5合格后完成的掃查區(qū)域重新進行檢測。系統(tǒng)校驗要求 表2.5.6.5靈敏度靈敏度偏離不大于6dB數(shù)據(jù)判讀使用軟增益調(diào)整靈敏度偏離大于6dB調(diào)整設置，重新掃查。顯示范圍范圍偏離不大于0.5mm或2%深度范圍（取大者）范圍偏離大于0.5mm或2%深度范圍（取大者）調(diào)整設置，重新掃查。補充檢測應滿足下列要求：TOFDMTA方法進行補充檢測。TOFD45A法小角度斜探頭并視焊縫余高表面狀態(tài)，優(yōu)先在焊縫上進行平行掃查。文件存儲設置文件文件存儲時應保存單獨的原始設置文件。數(shù)據(jù)文件A測圖像。文件命名格式存儲形式和要求存期限不得小于檢測對象的使用壽命。數(shù)據(jù)判讀數(shù)據(jù)有效性檢查數(shù)據(jù)判讀前，應檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)有效性。5%失。12dB及以上；若存在焊縫、結構等，應在檢測記錄中予以注明。1%5mm(取小值)20mm長度重疊。掃查分辨率：與設置值一致。顯示范圍：檢測長度內(nèi)不允許直通波或底面波顯示不全。（4）A掃信號的噪聲不應大于20%滿屏高。缺陷分類未熔合、未焊透等；非危害性缺陷主要包括氣孔、夾渣/雜等。記錄缺陷應包括以下信息：缺陷類型(缺陷性質(zhì)，表面開口/底面開口/貫穿型/埋藏型，點狀/線狀/面狀等)。缺陷的位置、長度、深度及自身高度(如可測)。缺陷的分布特征(單點、散布、密集等)。缺陷評定和驗收標準1277.1.7。缺陷評定按照是否有危害性、單個缺陷、相鄰缺陷、累計缺陷的次序進行評定。2TOFD6為典型缺陷圖像。危害性缺陷3級。3級。單個非危害性缺陷TOFD檢測結果必須使用基于缺陷長度及缺陷自身高度的方式對缺陷進行評2.8.5.1的要求進行評級。TOFD檢測質(zhì)量分級 表2.8.5.1驗收標準母材厚度范圍(mm)當h＜h2或h3時的最大允許長度Lmax(mm)當L≤Lmax時最大允許高度當L≥Lmax時最大允許高 度h1(mm)表面開口缺陷h3(mm)埋藏型缺h2(mm)I級10＜t≤150.75t1.52115＜t≤500.75t23150＜t≤100402.542t＞100503522級10＜t≤15t22115＜t≤50t24150＜t≤10050352t＞100604633級超過以上限值者TOFD臨近缺陷的判別要求lhlg（度較大者計算（2.8.6.1圖2.8.6.1臨近缺陷示意圖TOFD缺陷累計長度評級2.8.7.1的規(guī)定進行質(zhì)量評級。TOFD累計缺陷長度的評級 表2.8.7.1驗收級別ISO5817質(zhì)量級別累計缺陷驗收要求1級B級任意12t范圍內(nèi)不超過3.5t，最大150mm2級C級任意12t范圍內(nèi)不超過4t，最大200mm3級超過以上限值者點狀缺陷對所有的驗收方式及驗收級別而言，點狀缺陷不計入累計長度計算，但任意150mm1.2tt的單位為毫米。例如，對于母材厚度為50mm150mm60個。長度折算6t、12t150mm，則相應驗收多組設置特殊要求1.5倍。報告7。形式等。稱及識別號等。參數(shù)設置內(nèi)容，包括參考標準、檢測級別、探頭頻率、探頭晶片尺寸、楔塊角度、PCS盲區(qū)尺寸項目的數(shù)據(jù)值。檢測內(nèi)容，包括設置文件名稱、檢測類型、檢測時機、表面狀況、耦合劑、檢測溫度、掃查步進、檢測位置及編號方式、檢測方向等內(nèi)容。缺陷評定，包括數(shù)據(jù)判讀軟件名稱及版本、參考標準、驗收級別、所使用的數(shù)身高度、是否滿足驗收要求、超標缺陷示意圖和掃描圖像等內(nèi)容。相關人員信息數(shù)據(jù)采集人員姓名、級別、簽字及日期；數(shù)據(jù)分析人員姓名、級別、簽字及日期；報告審核人員姓名、級別、簽字及日期。目的

第3章PAUT技術計、校準、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)判讀、檢測報告等方面的基本要求。分為手工及半自動/A//是手工推動掃查，后者采用電機驅(qū)動自動掃查。本指南主要討論采用半自動/技術。檢測設備PAUT檢測設備包括超聲設備主機(儀器)/3.2.1所示。上述設備應具有產(chǎn)品質(zhì)量合格證或制造廠家出具的合格文件，且超聲設備主機(儀器)應在有效的校準期內(nèi)。圖3.2.1檢測設備構成PAUTJB/T10061CB/T3559中的相關要求。設備主機脈沖發(fā)生器應滿足下列要求：0.25頭標稱頻率對應的周期。10ns。2KHz。5%。相鄰通道間的串擾應不大于-30dB。5ns。信號接收器應滿足下列要求：0.8MHz-15MHz。1dB。數(shù)字化應滿足下列要求：≥8倍探頭標稱頻率。8位。256級灰度編碼顯示。（4A0～0μs,5～0μs內(nèi)可調(diào)。8次。儀器應具有基于位置編碼的數(shù)據(jù)采集功能。使用的軟件應具有下列功能：軟件應具有聚焦法則仿真、導入或設置計算功能。A，B，C，D，S，E等視圖或成像方式。ACGTCG/DAC校準。推薦具有視頻平滑功能。采集存儲的原始數(shù)據(jù)應能夠以不可更改的方式進行復制。探頭探頭使用應滿足下列要求：8個，特殊設計的探頭（陣探頭等）不受此限制。60%。使用的偏轉(zhuǎn)角度內(nèi)，陣元周期的理論波束不應產(chǎn)生柵瓣。5%。相鄰晶片的串擾不大于‐30dB。單組聚焦法則所使用的晶片中，損壞晶片的數(shù)量不允許大于所使用晶片總數(shù)的10%，且不允許相鄰晶片損壞。楔塊進行斜入射檢測時，一般應使用斜楔塊滿足波束偏轉(zhuǎn)要求。楔塊前端應設計吸聲區(qū)域，防止發(fā)射信號在楔塊內(nèi)形成多次回波。150mm時，應使用相應曲面楔塊保證耦合，且楔塊的曲0.5mm。試塊技術使用的試塊包括標準試塊、對比試塊和模擬試塊?？赡芡ㄟ^的區(qū)域不應有大于或等于Φ2mm平底孔當量的缺陷。0.9-1.5150mm時，則可采用平面試塊。3。掃查裝置及編碼器掃查裝置應保持探頭沿預設的掃查路徑平穩(wěn)移動。半自動或自動檢測時，應保證探頭掃查移動與編碼器計數(shù)同步。A掃描信號同步。檢測工藝設計檢測規(guī)程檢測規(guī)程主要包括以下內(nèi)容：確定檢測目的()；確定產(chǎn)品范圍(工件形狀、規(guī)格、材質(zhì)、壁厚、焊接工藝等)；工藝設計(主機型號、探頭/楔塊、掃查裝置、試塊、聚焦法則、掃查路徑、橫向缺陷補充檢測等)；參數(shù)設置及校準；工藝驗證；檢測準備；掃查和數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)分析和判讀；缺陷評價和質(zhì)量分級。檢測級別A，B，C，D3.2.2.11B級要求；凡驗收級別2A級要求。所有檢測級別，均要求實現(xiàn)波束對檢測區(qū)域的完整覆蓋。DCCS批準。不同檢測級別的要求 表3.3.2.1檢測級別母材厚度/mm焊縫類型檢測位置掃描類型橫向缺陷A級≤50對接焊縫單面單側(cè)S‐Scan或E‐Scan必要時角焊縫T型焊縫單面單側(cè)S‐Scan或E‐Scan必要時B級≤100對接焊縫單面雙側(cè)單面單側(cè)S‐ScanE‐ScanS‐ScanE‐Scan必要時角焊縫T型焊縫單面單側(cè)S‐Scan和E‐Scan必要時＞100對接焊縫雙面雙側(cè)S‐Scan或E‐Scan必要時角焊縫T型焊縫單面雙側(cè)S‐Scan和E‐Scan必要時C級≤100對接焊縫單面雙側(cè)S‐Scan和E‐Scan必須角焊縫T型焊縫腹板單面和面板外側(cè)S‐Scan和E‐Scan，必須＞100對接焊縫雙面雙側(cè)S‐Scan和E‐Scan必須角焊縫T型焊縫腹板雙面和面板外側(cè)S‐Scan和E‐Scan必須D級特定檢測工藝注1：E‐Scan指使用兩個不同角度的線性掃描波束進行檢測。CT行小角度斜向掃查，或者腹板或者面板上在焊縫上方進行平行掃查。檢測區(qū)域檢測區(qū)域的高度為工件厚度。10mm（取較大者。缺陷進行復檢或精確定量時，檢測區(qū)域可適當縮小。3.3.3.4應在檢測報告中用示意圖標明檢測區(qū)域。探頭3.3.4.1要求選擇。探頭頻率 表3.3.4.1板厚(mm)頻率(MHz)6≤T＜101010≤T＜505‐10T≥502‐5焊縫檢測時，一般選用一維線性陣列探頭。晶片尺寸和數(shù)量應按下列要求選擇：選擇較大晶片尺寸可獲得較高的檢測靈敏度和更大的聚焦深度，但晶片尺寸不應過大，以避免形成較大陣元周期，產(chǎn)生柵瓣；一般要求陣元周期小于半波長。E‐Scan活孔徑大小對應的晶片數(shù)量不能超過選用設備的激勵通道數(shù)量。楔塊60°E-Scan的波束角度或者S-Scan偏轉(zhuǎn)角度范圍的中間值。聚焦法則設計檢測波束覆蓋應滿足下列要求：CAD方法。BC級檢測時，不同掃描設置間的重疊區(qū)域應盡可能大。必要時增加針對特定位置或特定缺陷的專用檢測通道設置。8個。S-Scan偏轉(zhuǎn)范圍應滿足下列要求：S-Scan40-75度。選擇聚焦深度主要考慮如下因素：2若條件允許，推薦使用動態(tài)深度聚焦（DDF）功能，改善波束分辨率。推薦設置耦合監(jiān)視通道，監(jiān)測掃查過程中探頭/楔塊在工件表面的耦合狀態(tài)。參數(shù)設置聚焦法則組使用的晶片數(shù)量及序號、波束偏轉(zhuǎn)角度及聚焦位置等信息進行設置。5S-Scan成像結果的影響。脈沖發(fā)生器和信號接收器脈沖發(fā)生器和信號接收器的使用應滿足下列要求：足夠的情況下，也允許使用低電壓，以保護探頭。脈沖寬度：應根據(jù)探頭頻率、檢測靈敏度和信噪比等調(diào)節(jié)脈沖寬度。濾波：可選用帶通、高通或低通濾波，改善信噪比。推薦使用視頻平滑功能，改善掃描圖像質(zhì)量。顯示范圍視圖選擇3.4.3.1A-S-BA-E-B視圖組合。圖3.4.3.1顯示范圍示意圖靈敏度設置4。數(shù)字化參數(shù)48倍。8位。相控陣檢測時，應使用全波檢波信號。掃查設置根據(jù)工件板厚范圍，設置相應的掃查步進量或掃查分辨率，具體數(shù)值參照表3.4.6.1。掃查分辨率 表3.4.6.1板厚t/mm最大掃查步進/mmt<10mm1.010≤t<1502.0t≥1503.0校準技術的校準包括被檢材料聲速、楔塊延遲、靈敏度和編碼器的校準，以獲4。晶片檢查實施校準前，應對探頭擬使用的晶片進行檢查，典型的晶片檢查掃描圖像如圖所示。3dB；6dB的晶片按照損壞晶片統(tǒng)計。圖3.5.2.1晶片檢查掃描圖像聲速及楔塊延遲校準3mm孔的深度及水平定位精度不大于1mm。編碼器校準編碼器校準應滿足下列要求：編碼器應在每次使用前進行校準。50%。TCG校準TCG校準后，各波束一致性誤差不大于±5%滿屏高。系統(tǒng)顯示檢查系統(tǒng)顯示檢查應滿足下列要求：設備校準后，應進行系統(tǒng)顯示檢查。系統(tǒng)顯示檢查應在試塊上進行。1mm5%。（4）S-Scan應對最小角度、中間角度及最大角度波束進行檢查。（5）E-Scan應對兩條邊緣波束進行檢查。（6）每條波束上的檢查點不少于2點，一般選擇顯示范圍的中間點和遠點?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集表面狀態(tài)數(shù)據(jù)采集時表面狀態(tài)應滿足下列要求。RaRa6.3μm。檢測位置標記及檢測方向檢測位置標記及檢測方向應滿足下列要求：平行掃查時，應繪制掃描參考線并標明掃查方向。母材檢測C中存在影響聲能傳播的缺陷應予以記錄。100%，作為檢測靈敏度。20%耦合劑使用的耦合劑應滿足下列要求：耦合劑應在一定溫度范圍內(nèi)保證穩(wěn)定可靠的聲學性質(zhì)。耦合劑應對操作人員、受檢工件及環(huán)境無害。實際檢測采用的耦合劑應與檢測系統(tǒng)校準時采用的耦合劑相同。溫度數(shù)據(jù)采集時溫度應滿足下列要求：0℃~50℃范圍內(nèi)。20℃以內(nèi)。掃查和數(shù)據(jù)采集掃查速度應滿足下列要求：（1）最大掃查速度與脈沖重復頻率、接收信號平均次數(shù)、掃查分辨率有關，實際掃查速度不能大于最大掃查速度，且應保證采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量達到3.7條的要求。最大掃查速度Vmax按下式計算：其中：

Vmax

PRFxNVmax：最大掃查速度，mm/sPRF：設備脈沖重復頻率，HzN：接收信號平均次數(shù)ΔX：掃查步進，mm掃查覆蓋應滿足下列要求：（1）長度方向分段掃查的焊縫，各段掃查區(qū)域應至少有20mm的重疊；對環(huán)焊縫，則掃查停止位置應越過起始位置至少20mm。2mm。下列情況下，數(shù)據(jù)必須重新進行掃查：3.8.1判讀數(shù)據(jù)質(zhì)量不合格。1%5mm(取較小值)。3.6.6.3條的要求。檢測系統(tǒng)校驗應滿足下列要求：4小時對系統(tǒng)進行一次校驗。每次檢測完畢或系統(tǒng)硬件改變后均應進行系統(tǒng)校驗。3.6.6.5合格后完成的掃查區(qū)域重新進行檢測。系統(tǒng)校驗要求 表3.6.6.5靈敏度靈敏度偏離不大于6dB數(shù)據(jù)判讀使用軟增益調(diào)整靈敏度偏離大于6dB調(diào)整設置，重新掃查。顯示范圍范圍偏離不大于0.5mm或2%深度范圍（取大者）范圍偏離大于0.5mm或2%深度范圍（取大者）調(diào)整設置，重新掃查。文件存儲設置文件文件存儲時應保存單獨的原始設置文件。數(shù)據(jù)文件圖像。文件命名格式存儲形式和要求存期限不得小于檢測對象的使用壽命。數(shù)據(jù)判讀數(shù)據(jù)有效性檢查數(shù)據(jù)判讀前，應檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)有效性。5%，且不允許相鄰掃查點的數(shù)據(jù)丟失。固定波、橫向焊縫、其他結構等，應在檢測記錄中予以注明。20mm重疊。掃查步進應符合設定值。顯示范圍應包含檢測區(qū)域。A20%滿屏高。缺陷分類與記錄缺陷識別應按下列要求執(zhí)行：(非相關顯示)和缺陷信號()。6為典型缺陷圖像。根據(jù)危害程度不同，缺陷分為危害性缺陷和非危害性缺陷。危害性缺陷主要包括裂紋、未熔合、未焊透等；非危害性缺陷主要包括氣孔、夾渣/雜等。缺陷記錄應包括下列內(nèi)容：缺陷類型(缺陷性質(zhì)，表面開口/底面開口/貫穿型/埋藏型，點狀/線狀/面狀等)。缺陷的位置、長度和深度。缺陷的分布特征(單點、散布、密集等)。缺陷定位應包括下列內(nèi)容：缺陷位置：在掃查方向上的起始點。缺陷深度：距離掃查面的最小深度值。水平位置：缺陷最小深度處距離焊縫中心線的位置。缺陷定量包括下列內(nèi)容：A掃信號飽和，應如實記錄。法對缺陷進行測長時，測長方法應在工藝規(guī)程文件中予以明確，且應通過工藝認可證明該方法不會導致對缺陷的過小估計。缺陷自身高度:可使用尖端衍射法或-6dB的過小估計。質(zhì)量等級和驗收標準1231277.1.7。缺陷評定按照是否有危害性、單個缺陷、相鄰缺陷、累計缺陷的次序進行評定。所有危害性缺陷，如裂紋，未焊透，未熔合等均評定為不合格。所有橫向缺陷均評定為不合格。回波幅度的方式進行缺陷評定。檢測質(zhì)量分級單個缺陷質(zhì)量分級單個缺陷質(zhì)量分級 表3.9.6(1)驗收標準ISO5817質(zhì)量級別ISO19285質(zhì)量級別母材厚度范圍(mm)當h＜h2或h3的最大允許長Lmax(mm)當L≤Lmax時最大允許高度當L≥Lmax時最大允許高度表面開口缺陷h3(mm)埋藏型缺陷h2(mm)h1(mm)1級B210＜t≤15t22115＜t≤50t24150＜t≤10050352t＞100604632級C310＜t≤151.5t（最大20）22115＜t≤501.5t（最大60）2.54.5250＜t≤10060463t＞100755843級超過以上限值者臨近缺陷的判別要求如相鄰缺陷沿焊縫長度方向的間距小于其中較長的缺陷長度l，且在深度方向上間距hlg3.9.6(2)所示。圖3.9.6(2) 臨近缺陷示意圖缺陷累計長度評級對于單個不超過規(guī)定限值的缺陷，應對缺陷的累計長度進行計算并按照表3.9.6(3)的規(guī)定進行質(zhì)量評級。累計缺陷長度的評級 表3.9.6(3)驗收級別ISO5817質(zhì)量級別ISO19285質(zhì)量級別板厚不大于50mm時的累計缺陷驗收要求板厚大于50mm時的累計缺陷驗收要求1級B級2任意12t范圍內(nèi)不超過4t，最大200mm整個焊縫范圍內(nèi)不超最大600mm2級C級3任意12t范圍內(nèi)不超過5t，最大225mm整個焊縫范圍內(nèi)不超最大700mm超過以上限值者超過以上限值者3級檢測質(zhì)量分級單個缺陷質(zhì)量分級單個缺陷質(zhì)量分級 表3.9.7(1)驗收級別ISO5817質(zhì)量級別ISO19285質(zhì)量級別缺陷波高缺陷長度記錄水平評定水平1級B級2級?3‐6dB~?3不大于?3‐4dB?3‐14dB0.5t?3‐10dB~?3‐6dB不大于t?3‐10dB?3‐14dB?3‐14dB~?3‐10dB不大于?3‐14dB?3‐14dB1.2t2級C級3級?3‐2dB~?3+4dB不大于0.5t?3?3‐10dB?3‐6dB~?3‐2dB不大于t?3‐6dB?3‐10dB?3‐10dB~?3‐6dB不大?3‐10dB?3‐10dB于1.8t3級超過以上限值者臨近缺陷的判別要求dxl12倍，且兩缺陷在水平t/2取小者l123.9.7(2)所示。圖3.9.7(2)臨近缺陷示意圖缺陷累計長度評級6t3.9.7(3)的規(guī)定進行質(zhì)量評級。累計缺陷長度的評級 表3.9.7(3)驗收級別ISO5817質(zhì)量級別ISO19285質(zhì)量級別累計缺陷驗收要求1級B級21.2t2級C級31.8t3級超過以上限值者點狀缺陷對所有的驗收方式及驗收級別而言，點狀缺陷不計入累計長度計算，但任意150mm1.2tt50mm150mm60個。長度折算計算累計長度或點狀缺陷時，若焊縫長度不足6t、12t或150mm，則相應驗收標準應按比例折算，當折算后的累計長度限值小于單個缺陷限值時，以單個缺陷限值為準。1.5倍。報告7。被檢工件信息：工程名稱；被檢工件的名稱，規(guī)格，材料，狀態(tài)；焊縫坡口形式。設備信息：主機名稱及識別號；探頭名稱及識別號；編碼器識別號；試塊名稱及識別號。參數(shù)設置：靈敏度設置方法；檢測條件：耦合劑；檢測位置及編號方式；檢測方向；檢測人員姓名、簽字、級別及檢測日期。缺陷評定報告：使用的數(shù)據(jù)判讀軟件名稱及版本；參考標準；驗收級別；所使用的數(shù)據(jù)處理功能；缺陷位置、距焊縫中心線距離、長度和深度；合格與否；超標缺陷的掃描圖像；數(shù)據(jù)判讀人員姓名、簽字、級別及日期；報告審核人員姓名、簽字、級別及日期。附錄1TOFD技術局限性A1.1TOFD技術對材料特性敏感TOFDTOFD及不銹鋼等粗晶材料不適用。A1.2檢測對象結構單一，目前僅適用于平板或者管對接焊縫。TOFDT型焊T目前較少采用。A1.3單次掃查不能確定缺陷的準確位置、深度及高度。TOFD號與直通波的時間差，進行深度坐標的線性化。理論上，缺陷回波位置位于以發(fā)射/接收兩個波束主軸的出射/A1A1所示。A1.4存在上下表面盲區(qū)2.1予以確認。TOFD查予以補充。當檢測級別較低時，可以忽略。A1.5難以檢測橫向缺陷TOFD與其他缺陷信號混合，難以分辨。A1.6焊縫中心線兩側(cè)缺陷信號重疊，無法進行水平方向定位。BA112B置并疊加，使缺陷難以分辨。圖A1 TOFD檢測原理及盲區(qū)示意附錄2TOFD圖像的基本特征與缺陷測量方法A2.1數(shù)據(jù)質(zhì)量A2.1.1增益過高或過低A2.1TOFDB掃描圖像(增益適當)A2.2TOFDB掃描圖像(增益過高)A2.3TOFDB掃描圖像(增益過低)A2.1.2顯示范圍不當圖A2.4顯示范圍設置不當(直通波和波型轉(zhuǎn)換信號不完整)A2.1.3時基同步異常圖A2.5時基同步異常A2.1.4數(shù)據(jù)丟失及耦合不良圖A2.6數(shù)據(jù)丟失及耦合不良A2.1.5耦合層厚度變化圖A2.7耦合層厚度變化引起直通波起伏A2.2TOFD圖像中缺陷的基本特征A2.2.1掃查面開口缺陷較大的掃查面開口缺陷會造成直通波的明顯斷開，且在直通波斷開位置出現(xiàn)與直通波相位相同、時間滯后的缺陷下尖端信號；當掃查面開口缺陷較小時，也可能表現(xiàn)為直通波下凹。但應區(qū)分掃查面開口缺陷與局部耦合不良圖像特征的差異，前者不會引起底波的變化，后者會引起同一位置所以信號的起伏。(b)圖A2.8掃查面開口缺陷(a)與耦合變化(b)A2.2.2底面開口缺陷較大的底面開口缺陷會造成底面波斷開，同時在底面反射波位置產(chǎn)生與直通波相位相反且比底面波時間靠前的缺陷上尖端信號。底面開口缺陷一般不易造成底面波斷開，但會使其減弱或產(chǎn)生擾動，或同時出現(xiàn)缺陷上尖端衍射信號。圖A2.9底面開口缺陷A2.2.3貫穿型缺陷(兩面開口)貫穿型缺陷的主要特征是直通波及底波同時減弱或消失，有時可沿深度方向出現(xiàn)較多衍射信號。注意區(qū)分貫穿性缺陷與局部耦合不良的圖像特征。 (b)圖A2.10貫穿型缺陷(a)與局部耦合不良(b)A2.2.4埋藏型缺陷埋藏型缺陷一般不影響直通波及底波，按照顯示特征，可分為以下四種：點狀缺陷顯示為雙曲線弧線狀，沒有可測量的長度及高度。圖A2.11點狀缺陷線狀缺陷顯示一定的長度，但沒有可測量的高度。圖A2.12線狀缺陷條狀缺陷顯示一定的長度，且具有相位相反的上下尖端信號，可通過上下尖端信號相位特征及位置測量自身高度。圖A2.13條狀缺陷A2.3缺陷的測量A2.3.1缺陷測長缺陷測長應使用雙曲線指針擬合方法。對顯示弧狀過長的缺陷，其長度測量時應從弧形末端1/3處（持續(xù)時間）進行雙曲線擬合測長。圖A2.14使用雙曲線指針擬合法進行缺陷測長圖A2.15弧狀顯示較長的缺陷測長A2.3.2缺陷測深及測高測量缺陷深度及自身高度時，確定信號時間有三種方式：信號起跳點、首個峰值點和最大峰值點。圖A2.16測量信號時間的方法一般情況下，缺陷上尖端衍射信號的相位與直通波相反，與底波相同；而下尖端的衍射信號相位與直通波相同，與底波相反。缺陷測深及測高時應參照對應信號的相位。圖A2.17缺陷測深及測高方法缺陷深度及自身高度的定義如下圖所示，其中h1代表缺陷埋藏深度，h2代表缺陷自身高度：圖A2.18缺陷深度及自身高度的定義A2.3.3缺陷精確測深及水平定位通過非平行掃查可獲取缺陷在焊縫長度方向上的位置，但單次非平行掃查不能對缺陷進行水平定位。使用平行掃查，能對缺陷進行測深、測高，并進行水平定位。在平行掃查中，反射點的真實深度為顯示深度的最小點。圖A2.19平行掃查圖像及測量方法附錄3試塊A3.1TOFD對比試塊典型的TOFD對比試塊如圖A3.1所示，人工反射體尺寸如表A3.1，A3.2和A3.3所示。圖A3.1TOFD對比試塊對比試塊底面刻槽的尺寸 表A3‐1試塊厚度t/mm刻槽長度l/mm刻槽深度h/mm10≤t≤40t1±0.240<t≤6040±22±0.260<t≤10050±22±0.2t>10060±23±0.2橫孔直徑 表A3‐2試塊厚度t/mm橫孔直徑Dd/mm10≤t≤252.5±0.225<t≤503.5±0.250<t≤1004.5±0.2t>1006.0±0.2板厚大于25mm的橫孔長度及表面刻槽尺寸 表A3‐3試塊厚度1個試塊上分布3個橫孔的最小長度/mm3個試塊各有1個橫孔的最小長度/mm3個試塊各有1個表明刻槽的最小長度/mmt/4l0=454540t/2l0+1545403t/4l0+304540A3.2TOFD盲區(qū)試塊盲區(qū)試塊的標準反射體包括橫孔和底面刻槽，其中橫孔的直徑為2mm，刻槽