DL∕T 1801-2018 水電金屬結(jié)構(gòu)及設(shè)備焊接接頭相控陣超聲檢測(cè)

2018-04-03發(fā)布2018-07-01實(shí)施國(guó)家能源局發(fā)布I Ⅲ 1 13術(shù)語(yǔ)和定義 1 4 4 45.2相控陣探頭 45.3掃查裝置 45.4試塊 5 6 6 6 6 7 77.2掃查面 7 77.4檢測(cè)區(qū)域覆蓋 7 7.7耦合 7.8耦合監(jiān)控 7.9檢測(cè)溫度 7.10母材檢測(cè) 7.11標(biāo)識(shí) 8檢測(cè)設(shè)置 8.2線性掃描設(shè)置 8.3掃查分區(qū) 8.4S值的計(jì)算 8.5掃查步進(jìn) Ⅱ8.10檢測(cè)系統(tǒng)復(fù)核 10檢測(cè)數(shù)據(jù)分析和缺欠測(cè)量 10.1檢測(cè)數(shù)據(jù)有效性評(píng)價(jià) 10.2缺欠識(shí)別與測(cè)量 11缺欠評(píng)定 11.1不記錄缺欠 12檢測(cè)記錄和報(bào)告 12.1檢測(cè)記錄 12.2檢測(cè)報(bào)告 附錄A(資料性附錄)常用金屬材料 附錄B(規(guī)范性附錄)相控陣探頭晶片靈敏度差異與有效性測(cè)試 附錄C(規(guī)范性附錄)對(duì)比試塊形狀和尺寸 附錄D(規(guī)范性附錄)橫向缺欠檢測(cè) 20附錄E(資料性附錄)相控陣超聲檢測(cè)報(bào)告格式 參考文獻(xiàn) 2Ⅲ1本標(biāo)準(zhǔn)適用于母材厚度6mm～300mm非合金鋼、低合金鋼和合金鋼熔化焊焊接接頭，采用一維相控線陣超聲檢測(cè)。常用金屬材料參見附錄A,其他類型金屬材料可參照?qǐng)?zhí)行。下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是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/T29302無(wú)損檢測(cè)儀器相控陣超聲檢測(cè)系統(tǒng)的性能與檢驗(yàn)GB/T32563無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)相控陣超聲檢測(cè)方法DL/T675電力工業(yè)無(wú)損檢測(cè)人員資格考核規(guī)則JB/T11731無(wú)損檢測(cè)超聲相控陣探頭通用技術(shù)條件p兩個(gè)相鄰晶片的同側(cè)邊或中心之間的距離(見圖1)。g兩個(gè)相鄰晶片間的間隙(見圖1)。激活孔徑activeapertureA2g——相鄰晶片之間的間隙。線性掃描linearscanning一個(gè)相同延時(shí)法則依次觸發(fā)陣列探頭晶片組使得聲束沿探頭陣列排列方向以恒定步長(zhǎng)前后移動(dòng)。扇形掃描也稱作方位角掃描或S掃描。采用不同延時(shí)法則和同一組晶片產(chǎn)生在一定角度范圍內(nèi)偏機(jī)械掃查mechanicalscanning探頭前端面在距焊縫中心線一定距離位置上，平行于焊縫長(zhǎng)度方向的直線移動(dòng)(見圖2a)]。改變探頭前端面與焊縫中心距離的多次沿線掃查(見圖2b)]。ss時(shí)間增益修正timecorrectedgain;TCG3角度增益修正anglecorrectedgain;ACG儀器對(duì)扇形掃描中不同角度波束在同一聲程處相同反射體回波增益修正達(dá)到相同幅值。坐標(biāo)coordinates相控陣檢測(cè)規(guī)定的檢測(cè)起始參考點(diǎn)O點(diǎn)和X、Y和Z坐標(biāo)含義見圖3。XXYZ圖3坐標(biāo)的定義由缺欠引起的顯示為相關(guān)顯示，相關(guān)顯示分為線型缺欠、面積型缺欠和體積型缺欠。由于焊縫余高或根部等工件結(jié)構(gòu)或金屬母材和覆蓋層界面等材料冶金結(jié)構(gòu)偏差引起的顯示為非相關(guān)顯示，包括由錯(cuò)邊、根焊和蓋面焊以及坡口形狀變化等引起的顯示。S型顯示S-scope由扇面掃描聲束組成的扇面形狀的圖像顯示，圖像中橫坐標(biāo)代表探頭前端面與基準(zhǔn)線的距離，縱坐標(biāo)代表深度，沿扇面弧線方向坐標(biāo)代表角度。焊縫檢測(cè)時(shí)，S型顯示是探頭前方焊縫橫截面信息(見圖3)或投影信息。B型顯示B-scope工件端面投影顯示方式，圖像中橫坐標(biāo)代表離開探頭前端面距離，縱坐標(biāo)代表深度。焊縫檢測(cè)時(shí)，B型顯示表示檢測(cè)區(qū)域在圖3中Y-0-Z平面的投影。C型顯示C-scope工件平面投影顯示方式，圖像中橫坐標(biāo)代表探頭移動(dòng)距離，縱坐標(biāo)代表離開探頭前端面距離。焊縫檢測(cè)時(shí)，C型顯示表示檢測(cè)區(qū)域在圖3中X-O-Y平面的投影。4d)-3dB帶寬下限應(yīng)不大于1MHz,上限應(yīng)不小于15MHz;g)儀器水平線性誤差應(yīng)不大于1%,垂直線性誤差應(yīng)不大于5%;5.2.4探頭-6dB頻帶寬度應(yīng)不小于55%。56檢測(cè)A單面單側(cè)掃描檢測(cè)只用于母材厚度小于等于50mm的焊縫檢測(cè)B單面雙側(cè)掃描檢測(cè)檢測(cè)格掃查應(yīng)調(diào)整參考線距離，至少包括沿焊縫熔C掃描檢測(cè)檢測(cè)無(wú)法雙面雙側(cè)時(shí)，允許單面雙側(cè)或雙面單側(cè)檢驗(yàn)，但應(yīng)增加線性掃描或沿線柵格掃查，線性掃描應(yīng)使兩次聲束角度相差10°以上；沿線柵格掃查應(yīng)調(diào)整參考線距離，至少包括沿焊縫熔合線掃查和1.5倍S位置的掃查7檢測(cè)區(qū)域應(yīng)包括熔敷金屬和焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)，見圖6。檢測(cè)中，焊接接頭熱影響區(qū)的寬度有測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，按測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)；無(wú)測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，需檢測(cè)的熱影響區(qū)寬度應(yīng)不小于表2對(duì)應(yīng)的數(shù)值。單側(cè)熱影響區(qū)寬度bCO?氣體保護(hù)焊公稱厚度不小于100mm的工件焊接接頭，檢測(cè)時(shí)應(yīng)按表2數(shù)值中對(duì)應(yīng)最大值的2倍選取。7.2.3對(duì)去除余高的焊縫，應(yīng)將余高打磨到與鄰近母材平齊；對(duì)保留余高的焊縫，焊縫表面有咬邊、機(jī)械掃查有沿線掃查、沿線柵格掃查，掃描有扇形掃描、線性掃描。檢測(cè)時(shí)可采用掃查與掃描組a)沿線掃查+扇形掃描檢測(cè)；b)沿線掃查+線性掃描檢測(cè)；c)沿線柵格掃查+扇形掃描檢測(cè)。7.4.1確定延時(shí)法則時(shí)，宜采用相控陣超聲設(shè)備工藝軟件模擬演示，調(diào)整探頭前端距焊縫中心線的距8離，使掃描聲束將檢測(cè)區(qū)域充分覆蓋，探頭前端位置應(yīng)為沿線掃查時(shí)參考線的位置。7.4.2遇到特殊情況時(shí)，應(yīng)采用修改延時(shí)法則、改變參考線位置、選擇不同的掃查方式或分區(qū)掃查以滿足檢測(cè)要求。特殊情況如下：a)掃描聲束不能充分覆蓋檢測(cè)區(qū)域；b)焊縫雙側(cè)掃描聲束疊加也不能完全覆蓋；c)掃描聲束角度不利于探測(cè)預(yù)期缺欠種類和取向；d)檢測(cè)等級(jí)另有要求時(shí)。7.4.3檢測(cè)根部缺欠時(shí)，設(shè)定參考線位置宜避免60°聲束掃描。7.4.4對(duì)于重點(diǎn)部位的掃查，將聚焦深度設(shè)置在該區(qū)域。7.4.5在滿足檢測(cè)區(qū)域覆蓋的前提下，S值盡可能選擇較小值。7.5不同接頭型式的掃查要求7.5.1對(duì)接接頭與不等厚對(duì)接接頭斜探頭扇形掃描位置如圖7a)中的位置1、位置2或位置3、位置4。圖7對(duì)接焊接接頭掃查示意圖不等厚焊接接頭斜探頭扇形掃描位置如圖8中的位置1、位置2或位置2、位置3。S圖8不等厚焊接接頭掃查示意圖9扇形掃描角度覆蓋面見圖7b)。T形焊接接頭扇形掃描位置見圖9a)中的位置1、位置2或位置3、位置4,線性掃描位置見圖9a)中的位置5。角接接頭扇形掃描位置見圖9b)中的位置1、位置2或位置3、位置4,線性掃描位置如圖9b)中的位置5。扇形掃描角度覆蓋范圍見圖9c)。水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片與上冠、葉片與下環(huán)連接焊縫，扇形斜探頭掃查位置見圖10中的位置1、位置3或位置2、位置4。母材厚度t晶片間距晶片數(shù)量個(gè)8檢測(cè)設(shè)置8.1扇形掃描設(shè)置8.1.2設(shè)置可采用TCG修正方法，也可采用DAC曲線方法。8.1.4ACG修正可采用A型試塊半徑100mm圓弧。焊縫檢測(cè)時(shí)，DAC曲線制作和TCG修正可采用8.1.5扇形掃描TCG修正后不同深度處相同反射體回波波幅偏差不應(yīng)超過(guò)2dB。8.2線性掃描設(shè)置8.2.2設(shè)置可采用TCG修正方法，也可采用DAC曲線方法。用PARB-1試塊上深50mm直徑3mm橫通孔。8.2.5線掃描TCG修正后不同深度處相同反射體回波波幅偏差不應(yīng)超過(guò)2dB。8.3.2水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪焊接接頭檢測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)葉片厚度進(jìn)行分段掃查，每段掃查范圍內(nèi)厚度差不應(yīng)大于S值的設(shè)置原則為保證最小角度的二次波要覆蓋到焊縫熱影響區(qū)，最大角度的一次波至少覆蓋到檢最小角度的二次波覆蓋到焊縫熱影響區(qū)時(shí)，S值可按公式(1)計(jì)算：最大角度的一次波至少覆蓋到檢測(cè)區(qū)域深度一半時(shí)，S值可按公式(2)計(jì)算：S——探頭前沿至焊縫中心距離；X?——最小角度入射點(diǎn)至檢測(cè)區(qū)邊界的距離；a——最小角度；L?——最小角度時(shí)的探頭前沿值；t——母材厚度；掃查步進(jìn)應(yīng)采用掃查過(guò)程中相鄰兩個(gè)A掃描信號(hào)的空間采樣間隔。掃查步進(jìn)設(shè)置應(yīng)符合表4的工件厚度t18.7.4TCG及DAC靈敏度應(yīng)符合表5的規(guī)定。評(píng)定線(EL)定量線(SL)判廢線(RL)為探頭寬度，縱縫檢測(cè)時(shí)為探頭長(zhǎng)度),TCG或DAC曲線繪制應(yīng)采用與檢測(cè)面曲率相同或工件曲8.9位置傳感器校準(zhǔn)8.9.1檢測(cè)前和每工作4h應(yīng)校準(zhǔn)位置傳感器。8.9.2校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)使掃查裝置移動(dòng)距離不小于500mm,檢測(cè)設(shè)備位移與實(shí)際位移誤差不應(yīng)大于1%,且不應(yīng)超過(guò)10mm。8.10檢測(cè)系統(tǒng)復(fù)核8.10.1檢測(cè)系統(tǒng)復(fù)核應(yīng)包括靈敏度復(fù)核及定位精度復(fù)核，下列情況應(yīng)按GB/T29302的b)連續(xù)工作4h后；d)檢測(cè)人員有懷疑時(shí)。8.10.2復(fù)核宜采用與校準(zhǔn)時(shí)的同一試塊或等效試塊。復(fù)核時(shí)與初始檢測(cè)偏離和糾正應(yīng)按表6確定。靈敏度1212應(yīng)找出原因重新設(shè)置。若在檢測(cè)中或檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，糾正角度1偏離不大于1°2偏離大于1°應(yīng)找出原因重新設(shè)置。若在檢測(cè)中或檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，糾正9.1掃查時(shí)應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)將檢測(cè)系統(tǒng)硬件及軟件置于檢測(cè)狀態(tài)，將探頭擺放到要求位置。掃查過(guò)程中應(yīng)采取標(biāo)識(shí)探頭路徑或參考線、使用導(dǎo)向軌道或磁條導(dǎo)向等措施使探頭沿預(yù)定路徑移動(dòng)，掃查過(guò)程中探頭位置與預(yù)定路徑偏離量不應(yīng)超過(guò)S值的15%,且不應(yīng)超過(guò)3mm。9.2掃查速度不應(yīng)大于最大掃查速度Vmax,并應(yīng)保證耦合效果和滿足數(shù)據(jù)采集要求。Vmax可按式(3)N——信號(hào)平均次數(shù)；A——A掃描數(shù)量(電子掃描為聚焦法則的個(gè)數(shù)，扇形掃描為角度個(gè)數(shù))。9.3分段掃查時(shí)，相鄰段掃查區(qū)重疊范圍不應(yīng)小于50mm。9.4掃查過(guò)程中應(yīng)保持耦合穩(wěn)定，有耦合監(jiān)控c)每幅圖譜數(shù)據(jù)丟失量不得超過(guò)整個(gè)掃查長(zhǎng)度的3%b)缺欠位置到檢測(cè)面的垂直距離(埋藏深度)Z;焊縫類別母材厚度t多個(gè)缺欠累積長(zhǎng)度最大允許值L'縱向t/3,最小可為10;或橫向t/3,最小可為在任意91焊縫長(zhǎng)度內(nèi)L不超過(guò)t縱向30,或橫向20,或自身高度10表7(續(xù))焊縫類別母材厚度t多個(gè)缺欠累積長(zhǎng)度最大允許值L'縱向12/3,最小可為12;或橫向t/2,最小可為8,最大20;或自身高度t/3,最小可為5在任意4.5t焊縫長(zhǎng)度內(nèi)L不超過(guò)t縱向2/3,最大50;或橫向30;或自身高度15注1:焊縫兩側(cè)母材厚度不同時(shí)，取薄側(cè)厚度值；注2:相鄰兩個(gè)缺欠在一直線上，其間距小于其中較小的缺欠長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)作為一條缺欠處理，以兩缺欠長(zhǎng)度之和作為其單個(gè)缺欠指示長(zhǎng)度(間距計(jì)入缺欠長(zhǎng)度);注3:當(dāng)焊縫長(zhǎng)度不足9t(一類焊縫)或4.5t(值小于該類焊縫對(duì)應(yīng)允許的單個(gè)缺欠最大尺寸時(shí)，以允許的單個(gè)缺欠i)檢測(cè)人員(級(jí)別)、審核人員(級(jí)別)和批準(zhǔn)人(級(jí)別);非合金鋼的分類見表A.1,低合金鋼的分類見123以規(guī)定最低強(qiáng)度為主要金鋼的Q215中A、B級(jí)，Q235的A、B級(jí)，Q275的A、B級(jí)b)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：GB/T699中除65Mn、70Mn、70、75、80、85c)鍋爐和壓力容器用鋼：GB713a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：GB/T699中b)保證淬火性鋼：GB/T5216中的45H。定的鋼123可焊接低一般用途低合金結(jié)構(gòu)鋼：1591中的熱軋鋼、Q355和Q390(E1591中的Q390E、Q355NE、Q420、規(guī)定的鋼12工程結(jié)構(gòu)用鋼工程結(jié)構(gòu)用鋼金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼a)GB/T19189中的07MnMoVR、b)GB713中的合金鋼，不銹鋼、耐蝕和耐熱鋼除外；管的合金鋼；調(diào)質(zhì)鋼板和高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)用TMCP鋼即和馬氏體型不銹鋼B.2.1將相控陣探頭均勻穩(wěn)定地耦合在PARB-1(規(guī)范性附錄)對(duì)比試塊形狀和尺寸見表C.1。表C.