1、02超声检测通用工艺规程 NB T470131 适用范围1.1本部分规定了承压设备采用A型脉冲反射式超声检测仪检测工件缺陷的超声检测方法和质量分级要求。1.2本部分适用于金属材料制承压设备用原材料或零部件和焊接接头的超声检测，也适用于金属材料制在用承压设备的超声检测。1.3本部分规定了承压设备厚度的超声测量方法。1.4与承压设备有关的支承件和结构件的超声检测，也可参照本部分使用。2 编制依据NB/T 47013.1-2015承压设备无损检测 第1部分：通用要求NB/T 47013.3-2015承压设备无损检测 第3部分：超声检测3 一般要求3.1 超声波检测人员3.1.1从事承压设备超声波检测
2、的人员，应按照国家特种设备无损检测人员考核的相关规定取得相应无损检测人员资格。3.1.2超声检测人员应具有一定的金属材料、设备制造安装、焊接及热处理等方面的基本知识，应熟悉被检工件的材质、几何尺寸及透声性等，对检测中出现的问题能做出分析、判断和处理。3.2 检测设备和器材3.2.1 仪器和探头产品质量合格证明超声检测仪器产品质量合格证中至少应给出预热时间、低电压报警或低电压自动关机电压、发射脉冲重复频率、有效输出阻抗、发射脉冲电压、发射脉冲上升时间、发射脉冲宽度(采用方波脉冲作为发射脉冲的)以及接收电路频带等主要性能参数；探头应给出中心频率、带宽、电阻抗或静电容、相对脉冲回波灵敏度以及斜探头声
3、束性能(包括探头前沿距离(人射点)、K值(折射角等)等主要参数。3.2.2检测仪器、探头和组合性能3.2.2.1检测仪器采用A型脉冲反射式超声检测仪，其工作频率按-3dB测量应至少包括O.5MHz10MHz频率范围，超声仪器各性能的测试条件和指标要求应满足NB/T 47013.3-2015附录A的要求并提供证明文件，测试方法按GB/T 27664.1的规定。3.2.2.2 探头圆形晶片直径一般不应大于40mm，方形晶片任一边长一般不应大于40mm，其性能指标应符合NB/T 47013.3-2015附录B的要求并提供证明文件，测试方法按GB/T 27664.2的规定。3.2.2.3 仪器和探头的
4、组合性能3.2.2.3.1仪器和探头的组合性能包括水平线性、垂直线性、组合频率、灵敏度余量、盲区(仅限直探头)和远场分辨力。3.2.2.3.2以下情况时应测定仪器和探头的组合性能:a)新购置的超声检测仪器和(或)探头；b)仪器和探头在维修或更换主要部件后；c)检测人员有怀疑时。3.2.2.3.3水平线性偏差不大于1%，垂直线性偏差不大于5%。3.2.2.3.4仪器和探头的组合频率与探头标称频率之间偏差不得大于10%。3.2.2.3.5仪器-直探头组合性能还应满足以下要求:a)灵敏度余量应不小于32dB；b)在基准灵敏度下，对于标称频率为5MHz的探头，盲区不大于10mm；对于标称频率为2.5M
5、Hz的探头，盲区不大于15mm；c)直探头远场分辨力不小于20dB。3.2.2.3.6仪器-斜探头组合性能还应满足以下要求:a)灵敏度余量应不小于42dB；b)斜探头远场分辨力不小于12dB。3.2.2.3.7在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于lOdB。3.2.2.3.8仪器和探头组合频率的测试方法按JB/T 10062的规定，其他组合性能的测试方法参照JB/T 9214的规定。3.2.3 试块3.2.3.1 标准试块3.2.3.1.1标准试块是指具有规定的化学成分、表面粗糙度、热处理及几何形状的材料块，用于评定和校准超声检测设备，即用于仪器探头系统性能校准的试块。本部分
6、采用的标准试块为20号优质碳素结构钢制CSK-IA、DZ-I和DB-P Z20-2。3.2.3.1.2 CSK-IA试块的具体形状、尺寸见本部分，DZ-I和DB-P Z20-2的具体形状和尺寸见JB/T 9214。3.2.3.1.3标准试块的制造应满足JB/T 8428的要求，制造商应提供产品质量合格证，并确保在相同测试条件下比较其所制造的每一标准试块与国家标准样品或类似具备量值传递基准的标准试块上的同种反射体(面)时，其最大反射波幅差应小于等于2dB。3.2.3.2 对比试块3.2.3.2.1对比试块是指与被检件或材料化学成分相似，含有意义明确参考反射体(反射体应采用机加工方式制作)的试块，
7、用以调节超声检测设备的幅度和声程，以将所检出的缺陷信号与已知反射体所产生的信号相比较，即用于检测校准的试块。3.2.3.2.2对比试块的外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应。如果涉及到不同工件厚度对接接头的检测，试块厚度的选择应由较大工件厚度确定。3.2.3.2.3对比试块应采用与被检材料声学性能相同或相似的材料制成，当采用直探头检测时，不得有大于或等于2mm平底孔当量直径的缺陷。3.2.3.2.4不同被检工件超声检测用对比试块人工反射体的形状、尺寸和数量应符合本部分相关章节的规定。3.2.3.2.5对比试块的尺寸精度在本部分有明确要求时应提供相应的证明文件，无明确
8、要求时参照JB/T 8428的规定。3.2.4耦合剂3.2.4.1耦合剂透声性应较好且不损伤检测表面，如机油、化学浆糊、甘油和水等。3.2.4.2耦合剂污染物含量的控制3.2.4.2.1镍基合金上使用的耦合剂含硫量不应大于250mg/L。3.2.4.2.2奥氏体不锈钢或钛材上使用的耦合剂卤素(氯和氟)的总含量不应大于250mg/L。3.2.5超声检测设备和器材的校准、核查、运行核查和检查的要求3.2.5.1校准、核查和运行核查应在标准试块上进行，应使探头主声束垂直对准反射体的反射面，以获得稳定和最大的反射信号。4.2.5.2校准或核查4.2.5.2.1每年至少对超声仪器和探头组合性能中的水平线
9、性、垂直线性、组合频率、盲区(仅限直探头)、灵敏度余量、分辨力以及仪器的衰减器精度，进行一次校准并记录，测试要求应满足3.2.2.3的规定。3.2.5.2.2每年至少对标准试块与对比试块的表面腐蚀与机械损伤，进行一次核查。3.2.5.3运行核查3.2.5.3.1模拟超声检测仪每3个月或数字超声检测仪每6个月至少对仪器和探头组合性能中的水平线性和垂直线性，进行一次运行核查并记录，测试要求应满足3.2.2.3的规定。3.2.5.3.2每3个月至少对盲区(仅限直探头)、灵敏度余量和分辨力进行一次运行核查并记录，测试要求应满足3.2.2.3的规定。3.2.5.4检查3.2.5.4.1每次检测前应检查仪
10、器设备器材外观、线缆连接和开机信号显示等情况是否正常。3.2.5.4.2使用斜探头时，一检测前应测定人射点(前沿距离)和折射角(K值)。3.2.5.5校准、运行核查和检查时的注意事项校准、运行核查和检查时，应将影响仪器线性的控制器(如抑制或滤波开关等)均置于“关”的位置或处于最低水平上。3.3安全要求检测场所、环境及安全防护应符合NB/T 47013.1的规定。3.4检测实施3.4.1检测准备3.4.1.1在承压设备的制造、安装及在用检验中，超声检测时机及检测比例的选择等应符合相关法规、标准及有关技术文件的规定。3.4.1.2所确定的检测面应保证工件被检部分能得到充分检测。3.4.1.3焊缝的
11、表面质量应经外观检查合格。检测面(探头经过的区域)上所有影响检测的油漆、锈蚀、飞溅和污物等均应予以清除，其表面粗糙度应符合检测要求。表面的不规则状态不应影响检测结果的有效性。3.4.2扫查覆盖为确保检测时超声声束能扫查到工件的整个被检区域，探头的每次扫查覆盖应大于探头直径或宽度的15%或优先满足相应章节的检测覆盖要求。3.4.3探头的移动速度探头的扫查速度一般不应超过15Omm/s。当采用自动报警装置扫查时，扫查速度应通过对比试验进行确定。3.4.4扫查灵敏度扫查灵敏度的设置应符合相关章节的规定。3.4.5灵敏度补偿:a)耦合补偿:在检测和缺陷定量时，应对由对比试块与被检工件表面粗糙度不同引起
12、的耦合损失进行补偿；b)衰减补偿:在检测和缺陷定量时，应对由对比试块与被检工件材质衰减不同引起的灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿；c)曲面补偿:在检测和缺陷定量时，对检测面是曲面的工件，应对由工件和对比试块曲率半径不同引起的耦合损失进行补偿。3.4.6仪器和探头系统的复核3.4.6.1发生以下情况时应对系统进行复核:a)探头、藕合剂和仪器调节发生改变时；b)怀疑扫描量程或扫查灵敏度有变化时；c)连续工作4h以上时；d)工作结束时。3.4.6.2扫描量程的复核如果任意一点在扫描线上的偏移量超过扫描线该点读数的10%或全扫描量程的5%，则扫描量程应重新调整，并对上一次复核以来所有的检测部位进行复检
13、。3.4.6.3扫查灵敏度的复核复核时，在检测范围内如发现扫查灵敏度或距离一波幅曲线上任一深度人工反射体回波幅度下降2dB，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复检;如回波幅度上升2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。4 承压设备用原材料或零部件的超声检测方法和质量分级4.1范围本章规定了承压设备用原材料或零部件的超声检测方法和质量分级。4.2承压设备用原材料或零部件的超声检测工艺文件原材料或零部件的超声检测工艺文件除了应满足NB/T 47013.3-2015标准中4.3的要求之外，还应包括下所列的相关因素。4.3承压设备用板材超声检测方法和质量分级4.3.1范围4.3.1.1适用于板厚
14、6mm250mm的碳素钢、低合金钢制承压设备用板材的超声检测方法和质量分级。4.3.1.2铝及铝合金板材、钛及钛合金板材、镍及镍合金板材和铜及铜合金板材的超声检测方法参照本条执行，质量分级按本条。4.3.1.3奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体双相不锈钢板材超声检测方法可参照本条执行，质量分级按本条。4.3.2检测原则4.3.2.1板材一般采用直探头进行检测。4.3.2.2在检测过程中对缺陷有疑问或合同双方技术协议中有规定时，可采用斜探头进行检测。4.3.2.3可选板材的任一轧制表面进行检测。若检测人员认为需要或技术条件有要求时，也可选板材的上、下两轧制表面分别进行检测。4.3.3探头的选用4.3.
15、3.1直探头选用应按下表的规定进行。板厚（mm）采用探头标称频率（MHz）探头晶片尺寸（mm）6-20双晶直探头45圆形晶片直径1030方形晶片边长103020-60双晶直探头或单晶直探头2560单晶直探头254.3.3.2当采用液浸法检测板厚小于等于20mm的板材时，也可选用单晶直探头进行检测。4.3.3.3双晶直探头性能应符合附录C的要求。4.3.3.4斜探头的选用应按附录D的规定进行。4.3.4 对比试块4.3.4.1用双晶直探头检测厚度不大于20mm的板材时，可以采用如下图所示的阶梯平底试块。4.3.4.2检测厚度大于20mm的板材时，对比试块形状和尺寸应符合下表和图的规定。对比试块人
16、工反射体为5mm平底孔，反射体个数至少3个。4.3.5 灵敏度的确定4.3.5.1板厚小于等于20mm时，用阶梯平底试块调节，也可用被检板材无缺陷完好部位调节，此时用与工件等厚部位试块或被检板材的第一次底波调整到满刻度的50%，再提高lOdB作为基准灵敏度。4.3.5.2板厚大于20mm时，按所用探头和仪器在功5mm平底孔试块上绘制距离-波幅曲线，并以此曲线作为基准灵敏度。4.3.5.3扫查灵敏度一般应比基准灵敏度高6dB。4.3.6 检测4.3.6.1耦合方式可采用直接接触法或液浸法。4.3.6.2检测时应根据实际情况进行耦合补偿和衰减补偿。4.3.6.3扫查方式a）在板材边缘或剖口预定线两
17、侧范围内应作100%扫查，扫查区域宽度见下表；b）在板材中部区域，探头沿垂直于板材压延方向，间距不大于50mm的平行线进行扫查，或探头沿垂直和平行板材压延方向且间距不大于100mm格子线进行扫查。扫查示意图见下图；c）根据合同、技术协议书或图样的要求，也可采用其他形式的扫查；d）双晶直探头扫查时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直。4.3.6.4斜探头检测按附录D的规定进行。4.3.7缺陷的判定和定量4.3.7.1在检测基准灵敏度条件下，发现下列两种情况之一即作为缺陷:a)缺陷第一次反射波(F1)波幅高于距离-波幅曲线；或用双晶探头检测板厚小于20mm板材时，缺陷第一次反射波(Fl)波幅大于
18、或等于显示屏满刻度的50%；b)底面第一次反射波(B1)波幅低于显示屏满刻度的50%，即B150%。4.3.7.2缺陷的定量4.3.7.2.1双晶直探头检测时缺陷的定量:a)使用双晶直探头对缺陷进行定量时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直；b)板材厚度小于等于20mm时，移动探头使缺陷波下降到基准灵敏度条件下显示屏满刻度的50%，探头中心点即为缺陷的边界点；c)板材厚度大于20mm60mm时，移动探头使缺陷波下降到距离-波幅曲线，探头中心点即为缺陷的边界点；d)确定4.3.7.1 b)中缺陷的边界范围时，移动探头使底面第一次反射波上升到基准灵敏度条件下显示屏满刻度的50%或上升到距离-波幅
19、曲线，此时探头中心点即为缺陷的边界点；e)缺陷边界范围确定后，用一边平行于板材压延方向矩形框包围缺陷，其长边作为缺陷的长度，矩形面积则为缺陷的指示面积。4.3.7.2.2单晶直探头检测时缺陷的定量使用单晶直探头除按4.3.7.2.1 c)、d)、e) 的方法对缺陷进行定量外，还应记录缺陷的反射波幅或当量平底孔直径。4.3.8缺陷尺寸的评定方法4.3.8.1用平行于板材压延方向矩形框包围缺陷，其长边作为该缺陷的指示长度。4.3.8.2单个缺陷指示面积的评定规则a)一个缺陷按其指示的矩形面积作为该缺陷的单个指示面积；b)多个缺陷其相邻间距小于相邻较小缺陷的指示长度时，按单个缺陷处理，缺陷指示面积为
20、各缺陷面积之和。4.3.9板材质量分级4.3.9.1板材质量分级见表6和表7。在具体进行质量分级时，表6和表7应独立使用。4.3.9.2在检测过程中，检测人员如确认板材中有白点、裂纹等缺陷存在时，应评为V级。4.3.9.3在板材中部检测区域，按最大允许单个缺陷指示面积和任一1mlm检测面积内缺陷最大允许个数确定质量等级。如整张板材中部检测面积小于1mlm，缺陷最大允许个数可按比例折算。4.3.9.4在板材边缘或剖口预定线两侧检测区域，按最大允许单个缺陷指示长度、最大允许单个缺陷指示面积和任一lm检测长度内最大允许缺陷个数确定质量等级。如整张板材边缘检测长度小于lm，缺陷最大允许个数可按比例折算
21、。4.4 承压设备用复合板超声检测方法和质量分级4.4.1范围4.4.1.1本条适用于基材厚度大于或等于6mm的承压设备用不锈钢钢、钛钢、铝钢、镍钢及铜钢复合板的超声检测和质量分级。4.4.1.2本条主要用于复合板基材与覆材界面结合状态的超声检测。4.4.2检测原则一般可从基材侧检测，也可选择从覆材侧进行检测。4.4.3探头选用采用2MHz5MHz的单晶直探头或双晶直探头，探头晶片有效直径应在为10mm25mm范围内。4.4.4灵敏度的确定4.4.4.1将探头置于复合板完全结合部位，调节第一次底面回波高度为显示屏满刻度的80%。以此作为基准灵敏度。4.4.4.2扫查灵敏度一般应比基准灵敏度高6
22、dB。4.4.5检测4.4.5.1藕合方式藕合方式可采用直接接触法或液浸法。4.4.5.2扫查方式:a)在复合板边缘或剖口预定线两侧范围内应作100%扫查，扫查区域宽度见表5；b)在复合板中部区域，探头沿垂直于基材压延方向，间距不大于5Omm的平行线进行扫查，或探头沿垂直和平行基材压延方向且间距不大于100mm格子线进行扫查。扫查示意图见图3；c)根据合同、技术协议书或图样的要求，也可采用其他形式的扫查；d)双晶直探头扫查时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直。4.4.6未结合区的测定第一次底面回波高度低于显示屏满刻度的5%，且明显有未结合缺陷回波存在时(回波高度5%)，该部位则为未结合缺陷
23、区。移动探头，使第一次底面回波升高到显示屏满刻度的40%，此时探头中心点即作为未结合缺陷区边界点。4.4.7未结合的评定方法4.4.7.1未结合指示长度的评定规则未结合边界范围确定后，用一边平行于板材压延方向矩形框包围该未结合，长边作为其指示长度。若单个未结合的指示长度小于25mm时，可不作记录。4.4.7.2单个未结合面积的评定规则:a）一个未结合按其指示的矩形面积作为其该单个未结合面积；b）多个未结合其相邻间距小于20mm时，按单个未结合处理，其面积为各个未结合面积之和。4.4.7.3未结合率的评定任一lmxlm检测面积内，按未结合区面积所占百分比来确定。4.4.8质量分级4.4.8.1在
24、复合板边缘或剖口预定线两侧作100%扫查的区域内，未结合的指示长度大于或等于25mm时，定级为IV级。4.4.8.2复合板质量分级按表8的规定。4.5承压设备用碳钢和低合金钢锻件超声检测方法和质量分级4.5.1范围4.5.1.1本条适用于承压设备用碳钢和低合金钢锻件的超声检测方法和质量分级。4.5.1.2本条不适用于内外半径之比小于65%的环形和筒形锻件的周向斜探头检测。4.5.2检测原则4.5.2.1检测一般应安排在热处理后，孔、台等结构机加工前进行，检测面的表面粗糙度Ra6.3m。4.5.2.2锻件一般应使用直探头进行检测，对筒形和环形锻件还应增加斜探头检测。4.5.2.3检测厚度小于等于
25、45mm时，应采用双晶直探头进行。检测厚度大于45mm时，一般采用单晶直探头进行。4.5.2.4锻件检测方向厚度超过400mm时，应从相对两端面进行检测。4.5.3探头选用4.5.3.1直探头4.5.3.1.1探头标称频率应在1MHz5MHz范围内。4.5.3.1.2双晶直探头晶片面积不小于150mm2；单晶直探头晶片有效直径应在为10mm40mm范围内。4.5.3.2斜探头4.5.3.2.1探头与被检工件应保持良好的接触，遇有以下情况时，应采用曲面试块调节检测范围和基准灵敏度:a）在凸表面上纵向(轴向)扫查时，探头楔块宽度大于检测面曲率半径的1/5；b）在凸表面上横向(周向)扫查时，探头楔块
26、长度大于检测面曲率半径的1/5。4.5.3.2.2探头标称频率主要为2MHz5MHz，探头晶片面积为80mm2625mm2。4.5.4对比试块4.5.4.1对比试块应符合3.2.3.2的规定。4.5.4.2对比试块可由以下材料之一制成:a）被检材料的多余部分（尺寸足够时）；b）与被检材料同钢种、同热处理状态的材料；c）与被检材料具有相同或相似声学特性的材料。4.5.4.3单晶直探头对比试块单晶直探头检测采用CS-2试块调节基准灵敏度，其形状和尺寸应符合图4和表9的规定。如确有需要也可采用其他对比试块。4.5.4.4双晶直探头对比试块：a）工件检测厚度小于45mm时，应采用CS-3对比试块；b）
27、CS-3试块的形状和尺寸应符合图5和表10的规定。4.5.4.5工件检测面曲率半径小于等于250mm时，应采用曲面对比试块(试块曲率半径在工件曲率半径的0.7倍1.1倍范围内)调节基准灵敏度，或采用CS-4对比试块来测定由于曲率不同而引起的声能损失，其形状和尺寸按图6所示。4.5.4.6对比试块CS-2、CS-3、CS-4制造要求等见JB/T 8428和GB/T 11259的规定。4.5.5灵敏度的确定4.5.5.1单晶直探头基准灵敏度的确定使用CS-2或CS-4试块，依次测试一组不同检测距离的2mm平底孔(至少3个)，制作单晶直探头的距离波幅曲线，并以此作为基准灵敏度。当被检部位的厚度大于或
28、等于探头的3倍近场区长度，且检测面与底面平行时，也可以采用底波计算法确定基准灵敏度。4.5.5.2双晶直探头基准灵敏度的确定使用CS-3试块，依次测试一组不同检测距离的2mm平底孔(至少3个)。制作双晶直探头的距离波幅曲线，并以此作为基准灵敏度。4.5.5.3扫查灵敏度一般应比基准灵敏度高6dB。4.5.6检测4.5.6.1耦合方式耦合方式一般可采用直接接触法。4.5.6.2灵敏度补偿检测时应根据实际情况进行耦合补偿、衰减补偿和曲面补偿。4.5.6.3工件材质衰减系数的测定:a)在工件无缺陷完好区域，选取三处检测面与底面平行且有代表性的部位，调节仪器使第一次底面回波幅度(B1)或第n次底面回波
29、幅度(Bn)为满刻度的50%，记录此时仪器增益或衰减器的读数，再调节仪器增益或衰减器，使第二次底面回波幅度或第m次底面回波幅度（B2或Bn）为满刻度的50%，两次增益或衰减器读数之差即为（B1-B2）或（Bn-Bm）（不考虑地面反射损失）。b)工件厚度小于3倍探头近场区长度（t3N）时，衰减系数（满足n3N/t，mn）按式（1）计算：=(Bn-Bm)-20lg(m/n)/2(m-n)t（1）式中：衰减系数，dB/m（单程）；(Bn-Bm)两次底波增益或衰减器的读数之差，dB；t工件检测厚度，mm；N单晶直探头近场区长度，m；m、n底波反射次数。c)工件厚度大于等于3倍探头近场区长度（t3N)时
30、，衰减系数按式（2）计算：=(B1-B2)-6/2t（2）式中：(B1-B2)两次底波增益或衰减器的读数之差，dB；其余符号意义同b）。d)工件上三处衰减系数的平均值即作为该工件的衰减系数。4.5.6.4扫查方式4.5.6.4.1直探头检测:a)移动探头从两个相互垂直的方向在检测面上作100%扫查。主要检测方向如图7所示；b)双晶直探头扫查时，探头的移动方向应与探头的隔声层相垂直;c)根据合同、技术协议书或图样的要求，也可采用其他形式的扫查，如一定间隔的平行线或格子线扫查。4.5.6.4.2斜探头检测斜探头检测应按NB/T 47013.3-2015附录E的要求进行。4.5.7缺陷当量的确定4.
31、5.7.1当被检缺陷的深度大于或等于所用探头的3倍近场区时，可采用AVG曲线或计算法确定缺陷的当量。对于3倍近场区内的缺陷，可采用距离波幅曲线来确定缺陷的当量。也可采用其他等效方法来确定。4.5.7.2当采用计算法确定缺陷当量时，一若材质衰减系数超过4dB/m，应进行修正。4.5.7.3当采用距离一波幅曲线来确定缺陷当量时犷若对比试块与工件材质衰减系数差值超过4dB/m，应进行修正。4.5.8质量分级等级评定4.5.8.1缺陷的质量分级见表1104.5.8.2当检测人员判定反射信号为白点、裂纹等危害性缺陷时，锻件的质量等级为V级。4.6承压设备用钢螺栓坯件的超声检测方法和质量分级4.6.1范围4.6.1.1本条适用于直径大于等于M36承压设备用碳钢和低
