1、精品JBT4730承压设备无损检测答疑讲解JBT-4730-承压设备无损检测答疑讲解JBT 47302005承压设备无损检测答疑超声波检测部分1 一般要求中，探伤仪工作频率由原来的15MHz改为0.510MHz，主要考虑哪些因素?探测频率的选用涉及到被检工件的材质和厚度、探测灵敏度、分辨力及质量分级等，新标准扩大可用频率范围，主要为适应以下新情况：(1)使用范围扩大到金属材料制锅炉、压力容器及压力管道。(2)增加了在用承压设备无损检测的技术要求。(3)增加了下列多种金属材料的超声检测内容，包括奥氏体不锈钢和双相不锈钢钢板、铝及铝合金板材、钛及钛合金板材；另外，又有统一爆炸和轧制复合钢板的超声检
2、测内容。(4)将焊缝超声检测厚度范围扩大到6400mm；增加了T形焊缝及奥氏体不锈钢焊缝的超声检测内容。(5)增加了不同材质、多种规格的管道或管子环焊缝的超声检测内容，包括壁厚T4.0 mm，外径D0=32159mm或T=4.O6mm，D0159mm的钢制管道，T5mm，D0=80159mm或T=5.O8mm，D0159mm的铝及铝合金管环焊缝。2 对探伤仪、探头以及探伤仪和探头组合系统的性能规定了哪些要求?对探伤仪性能要求有：(1)频率：0.510MHz。(2)垂直线性：在荧光屏满刻度的80范围内呈线性，误差5。(3)水平线性：误差1。(4)衰减器：80dB以上连续可调，步进级每档2dB，精
3、度为任意相邻12dB误差在1dB以内，最大累计误差1dB。对探头的要求有：(1)晶片面积一般500mm2，且任一边长原则上25mm。(2)单斜探头声束轴线水平偏离角2，主声束垂直方向不应有明显的双峰。对超声探伤仪和探头的系统性能要求有：(1)在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应10dB。(2)仪器和探头的组合频率与公称频率误差10。(3)仪器和直探头组合的始脉冲宽度(在基准灵敏度下)的要求有，对于频率为5MHz的探头，宽度10mm；对于频率为2.5MHz的探头，宽度15mm。(4)直探头的远场分辨力应30dB，斜探头的远场分辨力应6dB。3 超声检测时，对灵敏度的补偿有哪几种?一
4、般有三种：(1)耦合补偿 在检测和缺陷定量时，对表面粗糙度引起的耦合损失进行补偿。(2)衰减补偿 检测和缺陷定量时，对材质衰减引起的检测灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿。(3)曲面补偿 对检测面是曲面的工件，采用曲率半径与工件相同或相近的对比试块，通过对比试验进行曲面补偿。4 对缺陷类型识别是如何规定的?对缺陷类型主要分为点状、线状、体积状、平面状和多重性五种缺陷。缺陷类型的概念在国内主要由CVDA1984压力容器缺陷评定规范提出，是进行断裂力学计算的基本依据和主要参数。为了满足在用承压设备的检验和断裂力学计算的最低要求，标准在附录L中对缺陷类型识别有详细规定。缺陷类型识别一般是通过探头从两个
5、方向扫查(即前后和左右扫查)，观察其回波动态波形来进行的。必要时，宜采用两种以上声束方向作多种扫查，包括前后、左右、转动和环绕扫查，以此对各种超声信息进行综合评定来识别缺陷。5 对超声波检测的缺陷性质估判是如何规定的?作为直角坐标显示的A型脉冲反射式超声波探伤仪，检测参数主要来自纵、横两坐标，即回波波幅和声波传播时间，但仅根据上述两个参数，要准确判定缺陷性质有很大难度。为了满足实际工程对缺陷定性定量的要求，新标准在对缺陷类型识别的基础上，规定了缺陷性质估判的依据有工件结构与坡口形式。母材与焊材种类。焊接方法和焊接工艺。缺陷几何位置。缺陷最大反射回波高度。缺陷定向反射特性。缺陷回波静态波形。缺陷
6、回波动态波形。新标准同时还规定了缺陷性质的估判程序为：(1)无价信号 凡反射波幅低于评定线或按本部分判断为合格的缺陷信号原则上不予定性。(2)波幅超标信号1 凡可判断为点状的缺陷一般不予定性。(3)波幅超标信号2 凡判定为线状、体积状、平面状或多重性的缺陷，应进一步测定和参考缺陷平面、深度位置、缺陷高度、缺陷各向反射特性、缺陷取向、缺陷波形、动态波形、回波包络线和扫查方法等参数，同时结合工件结构、坡口形式、材料特性、焊接工艺和焊接方法进行综合判断，尽可能定出缺陷的实际性质。6 为什么要增加在用承压设备的超声检测内容?随着国民经济的高速发展，在用设备的数量和使用范围已经达到相当规模，由于其使用工
7、况多为高温高压和低温高压，通常盛装易燃易爆、有毒或强腐蚀介质，一旦破坏将产生极其严重的后果，基于上述情况，原劳动部锅炉监察局以劳锅字1990年2月3号文发布在用压力容器检验规程(下称“检规”)进行严格的技术监督和管理，以保证在用设备安全运行。由于“检规”在表1和表2对射线透照的评定级别相对于JB 4730.31994标准有较大放松，而在表3和对压力容器缺陷评定的条文中又涉及到缺陷的定性和测高要求，但有关方法迄今为止在国内所有无损检测标准中均无相应规定。同时，新颁布的在用工业管道检验规程和压力容器定期检验规程对此也有类似要求。为了促进科学技术的发展，保障在用承压设备的安全使用，国家质量技术监督检
8、验检疫总局以及全国锅炉、压力容器标准化技术委员会均明确指出，要在JB 4730标准修订中加入在用承压设备无损检测的内容。7 规定的标准试块有哪些?标准试块是指材质、形状、尺寸及性能经检定过的试块用于仪器探头系统性能校准和检测校准的试块，新标准采用的标准试块有：(1)钢板用标准试块有CBI和CB。(2)锻件用标准试块有CSI，CS和CS。(3)焊接接头用标准试块有CSK-A，CSK-A，CSK-A，CSK-A，GS1GS4和T形等。(4)管件用标准试块有管纵向人工缺陷试块和管横向人工缺陷试块。8 对比试块的厚度应如何确定? 对比试块的外形尺寸和表面粗糙度应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工
9、件的厚度相对应。如果涉及到检测两种或两种以上不同厚度部件焊接接头时，试块厚度应由其最大厚度来确定。9 钢板的超声检测中，当板厚大于探头的三倍近场区时，如何用底波来校准灵敏度?板厚大于探头的三倍近场区时，可取钢板无缺陷完好部位的第一次底波来校准灵敏度，第一次反射波高调整到满刻度的50作为基准灵敏度(表示为B1：50)。其结果应和板厚20 mm时，CB试块5mm平底孔第一次反射波高调整到满刻度的50%的基准灵敏度(表示为CB5：50)相一致。10 钢板的超声检测，何种情况需采用第二次缺陷波和底波来评定缺陷?当板厚较薄需采用第二次缺陷波和第二次底波来评定缺陷时，考虑到多次叠加效应的影响，此时基准灵敏
10、度应以相应的第二次反射波来校准(表示为B2：)。11 厚度20mm钢板超声检测时，为何必须采用双晶直探头?通常在基准灵敏度下，频率为5MHz的探头，仪器和探头组合的始脉冲宽度WIP10mm；频率为2.5 MHz的探头，WIP15mm。这样大的超声检测盲区对于20mm厚的钢板来说是无法接受的，而双晶直探头的检测盲区一般为34mm或更小，因此厚度20mm的钢板超声检测必须采用双晶直探头。12 有关钢板的质量分级，JBT47302005相对于JB47301994标准有哪些变更?据统计，目前钢厂90的钢板是按JB4730的要求订货的，但其中有相当一部分(尤其是厚度120 mm的钢板)并不用于承压设备的
11、制造安装，而是用于各个不同行业的支承件和结构件。作为支承件和结构件的厚钢板并不需要太高的质量，因此根据钢厂要求新增加了一个级别(级)，用于承压设备支撑件和结构件制造，也可供其他行业选用，而以V级作为判废标准。此外，考虑到钢厂是国内钢板的主要供货方，GB29702004钢板超声检验方法是冶金系统的主要标准，因此JBT47302005标准在钢板的质量分级方面与GB2970标准统一，而与JB47301994标准有所不同。13 为什么规定钢板横波检测内容?厚钢板在轧制成形时，若轧制能力或轧制比不够，往往可能产生与检测表面成一定角度的缺陷，它比平行于检测面的夹层类缺陷具有更大危害性。因而检测这类缺陷非常
12、重要。但也考虑到目前国内钢板生产的实际情况，出现这种情况毕竟很少。为此，JBT47302005规定在钢板超声检测中，只有对缺陷有疑问或供需双方技术协议上有规定时，方可采用横波检测，并在附录B中详述了横波的施探方法和验收标准。14 铝(钛)及其合金板材超声检测与钢板超声检测两者缺陷记录对象有何不同?铝(钛)及其合金板材超声检测缺陷记录对象有：(1)F1(缺陷第一次反射波高)40满屏高者。(2)F1B1(第一次底波高)100满屏高，而F140满屏高者。(3)B15满屏高者。钢板超声检测缺陷记录对象有：(1)F150满屏高者。(2)B1100满屏高，而F1B150满屏高者。(3)B150满屏高者。1
13、5 JBT47302005标准对奥氏体钢板材和双相钢钢板超声检测的规定和JB47301994标准有哪些不同?国内以前的钢板超声检测标准都明确规定不包括奥氏体钢板材和双相钢钢板的超声检测。但随着承压设备制造的发展以及与国外的经济贸易不断扩大，实际工作中经常会遇到奥氏体钢板材和双相钢钢板超声检测问题，却苦于无相应的标准可循。许多单位对此做了试验研究，并进行了一些解剖验证，发现常规钢板超声检测方法对奥氏体钢板材和双相钢钢板是适用的，缺陷等级分类部分也是可行的。因此，JBT47302005标准允许对奥氏体钢板材、镍及镍合金板材以及双相不锈钢板材均按碳钢和低合金钢板材超声检测方法进行检测。但考虑到试验数
14、据主要针对50mm的奥氏体钢板材和双相钢钢板，对于壁厚较厚的奥氏体钢板材，由于晶粒粗大和各向异性的复杂结构，对检测的影响并非很清楚，因此，JBT47302005标准规定，奥氏体钢板材和双相钢钢板超声检测可参照本标准规定执行。16 JBT47302005标准对衰减系数的计算与JB47301994标准相比有何不同?钢超声检测，壁厚T3N时，衰减系数如何计算?一些单位提出如采用壁厚小于三倍近场区(T3N)的试块应如何处理，为此新标准增加了式(1)计算衰减系数。但在实际测定锻件衰减系数时，主要还是应采用T3N的试块，计算公式见式(2)。 当T3N，且满足n3NT，m=2n时有 (1) 式中: 衰减系数
15、，dBm(单程) (BnBm)衰减器的两次读数之差，dB T工件检测厚度，mm N单直探头近场区长度，mm M，n底波反射次数 当T3N时有 (2) JB47301994标准在测定锻件衰减系数时，主要考虑采用T3N的试块，因此仅规定用式(2)计算衰减系数。17 锻件检测时，单直探头基准灵敏度如何确定?(反射体大小)当被检部位厚度T3N，且探测面与底面平行时，原则上可采用底波计算法确定基准灵敏度。对因几何形状所限，不能获得底波或T3N时，可直接采用试块法确定基准灵敏度。18 锻件检测时，由缺陷引起底波降低量的质量等级评定仅适用于声程SN的缺陷，为什么?因声程SN时，锻件底面回波与同声程(同深度)
16、的人工缺陷(如平底孔)回波理论公式不成立，近场区的缺陷大小无法判断，故不可能采用底波降低量来判定缺陷大小。19 采用双晶直探头检测锻件时，JBT47302005标准如何规定对探伤灵敏度的调试?规定采用双晶直探头和双晶探头校准试块(CS)，利用实测距离-波幅(DAC)曲线来校准灵敏度，因而回避了双晶直探头的回波特性与声场规律变化的复杂性，使检测结果能如实地反映工件实际情况。20 锻件检测时，如何用CS标准试块测定由于曲率不同而引起的声能损失?一般在什么情况下需要这样测定?应加工一块与CS试块材料、表面粗糙度和尺寸(高和宽)相同、但表面为平面的试块。测定时，可先将探头放在平试块上找到得第一次底面回
17、波B1，调节增益和衰减器旋钮，使B1达到荧光屏某一高度(如80满屏高)，然后，把探头移到CS试块上，调节衰减器将B1设置在相同高度。此时，衰减器读数差即为曲率不同所引起的声能损失。一般在对有曲率工件进行检测，但用平试块校验探伤灵敏度时，需按上述方法测定。21 JBT 47302005标准为什么对锻件超声检测中的游动信号特别重视?游动信号是指探头在锻件表面移动时，缺陷回波在时基线上也随之移动，且移动距离25mm的信号。游动信号的产生是由于超声波传播时有一扩散角，当缺陷取向对检测面有一倾角，探头每移动一个点，声程就会发生变化，且缺陷波在时基线上相应位置发生变化。探头移动速度快，不同声程缺陷波的变化
18、也快，于是形成缺陷游动信号。长期以来，人们认为游动信号来自裂纹类缺陷。虽然试验研究表明，裂纹回波信号不一定游动，游动信号也不一定全是裂纹。但一般说，缺陷若具有较大游动距离的游动信号特征，往往具有明显的方向性，对焊件危害较大，因此游动信号是一种危险信号，超声检测中必须注意。游动信号除与声程差有关外，还与检测灵敏度、重复频率、焊件内部组织、缺陷与检测面的方位角和探头指向角等有关。22 JBT47302005标准对全波消失的概念是如何规定的?ASMEV标准中以5满屏高作为全波消失和存在的界限值。JBT47302005标准采用ASME定义，明确规定全波消失法是指在某一当量灵敏度下，利用底波或缺陷回波降
19、至5满屏高作为全波消失的界限值，来判断缺陷是否存在和确定缺陷尺寸的检测方法。23 碳钢和低合金钢锻件为什么要采用横波检测?而奥氏体钢锻件一般不采用横波检测?碳钢和低合金钢锻件一般选用直探头纵波进行检测，以取得较好检测效果。但有些锻件形状较复杂，且锻造方向千变万化，因此也可能产生取向各异的各种缺陷。此时，仅靠直探头纵波检测已不能满足质量要求，而必须增加横波检测才能取得较好检测效果。如超高压整体锻造气瓶、水晶釜、筒形和环形锻件等，因其奥氏体钢锻件晶粒粗大、各向异性和衰减严重，一般用斜探头产生的横波无法进行检测。而纵波由于波长较大，衰减相对较小，信噪比较高，通常较适合于奥氏体钢锻件的超声检测。新标准
20、在奥氏体钢锻件超声检测中所提到的斜探头，一般都是指纵波斜探头。24 探测奥氏体钢锻件，能否只制备一套对比试块。通过测定衰减系数来解决粗晶材料的检测问题?斜探头K值一般规定为0.52，是否为纯横波探伤?不能只制备一套对比试块。应制备几套不同粒度的奥氏体钢锻件对比试块，以便能将缺陷区衰减同试块作合理的比较。作横波检测时，斜探头K0.65时，被检材料中既有折射纵波，也有折射横波。25 JBT47302005标准对对接焊缝接头检测规定A，B和C三个检测技术等级有什么意义?是为了便于根据承压设备的重要程度进行选用。原则上，A级适用于与承压设备有关的支承件和结构件焊缝检测，B级适用于一般承压设备对接焊缝检
21、测，C级适用于重要承压设备对接焊缝检测。26 JBT47302005标准对对接焊接接头检测规定A，B和C三个检测技术等级，其主要区别有哪些?主要区别有以下几个方面：(1)适用的厚度范围 A级适用于母材厚度T846 mm，B级和C级适用于T8400mm。(2)使用的探头数量 A级用一种K值探头，B级用一种或两种K值探头，C级用两种K值探头。(3)检测面 A级为单面单侧，B级和C级为单面双侧或双面双侧。(4)对横向缺陷的检测 A级一般不需要检测横向缺陷，B级和C级应检测横向缺陷。(5)对焊接接头余高的要求 A级和B级不要求将焊接接头的余高磨平，而C级要求磨平。(6)对扫查区母材的检测 C级要求用直
22、探头对斜探头扫查经过的母材区域进行检测，A级和B级则不需要。27 JBT47302005标准对对接焊接接头两侧母材区域的直探头超声检测是如何规定的?制造重要承压设备的钢板一般都经超声检测合格，通常不存在钢板再验收问题。但由于钢板是按格子线检测，而且一些小缺陷是不计的，因此，难免在声束(包括斜探头和直探头)经过的母材区域存在一些小分层缺陷。这些小缺陷不影响容器使用，但有可能干扰焊接接头缺陷的检测。为保证无损检测的可靠性，有必要预先对斜探头声束将通过的区域用直探头进行检测，为此，新标准规定采用灵敏度较高的C级检测重要承压设备时，应将焊接接头余高磨平，并对焊缝两侧斜探头扫查经过区域的母材部位增加直探
23、头超声扫查。28在示波屏上绘制距离-波幅（DAC)校正曲线应注意什么问题?应特别注意最大检测距离处的曲线位置不得过低。全跨距检测时，深度为工件厚度两倍的孔的反射波幅最好不低于40满屏高，至少应不低于20满屏高。DAC曲线位置低，实际上会降低扫查灵敏度；且波幅过低，探头扫查过程中的回波动态变化不易被观察到，易导致缺陷漏检。29为什么壁厚68 mm钢对接接头的超声检测一般选用CSK-A试块?CSK-A试块通常在薄板焊缝和堆焊层的超声检测中使用，因其人工缺陷是长横孔，而长横孔具有轴对称特点，近场检测反射波幅较稳定，有线性缺陷特征，一般能代表工件内部有一定长度的裂纹、未焊透、未熔合和条状夹渣，且适用于
24、各种K值探头。因此壁厚68 mm钢对接接头的超声检测一般选用CSK-A试块。30 JBT47302005标准为何删去窄间隙对接焊接头采用串列式超声检测的内容?壁厚40mm，且单侧坡口角度5的对接焊接头实际上主要指窄间隙焊接接头。随着承压设备向大型厚壁化发展，窄间隙对接焊接头所占比例越来越大。这类焊接接头往往会产生与检测面垂直或近似垂直的坡口未熔合和裂纹，对设备的安全运行威胁很大，而反射面光滑的坡口未熔合缺陷用常规超声方法很难检出。对此类缺陷，原标准规定用串列式双探头进行检测，由于需要较复杂的机械扫查夹具，国内至今未见应用。近年来，欧美国家正在积极推行TOFD(衍射时差)法和相控阵技术，有望很好
25、解决此类缺陷的检测，故新标准删去了串列扫查的有关内容。31 JBT47302005标准为何规定对电渣焊焊接接头还应增加与焊缝中心线成45的斜角扫查?电渣焊焊接接头中容易出现八字裂纹，增加与焊缝中心线成45的斜角扫查就是为了更有效地检测“八”字裂纹。32 对钢对接焊接头(平板、管座和T形)超声检测的扫查灵敏度有何新规定?对钢对接接头(平板、管座和T形)超声检测的扫查灵敏度规定不低于探测该三种接头时最大声程处的DAC曲线评定线灵敏度。33 铝及铝合金管道环向焊接头的超声检测范围与钢制压力管道环向焊接头有何差异?钢制压力管道环向焊接头的超声检测范围为适用于壁厚T4 mm，外径D032159mm或T4
26、6mm，D0159mm的承压设备环向焊接头。不适用于铸钢和奥氏体不锈钢承压设备环向焊接头的超声检测。铝及铝合金管道环向焊接头的超声检测范围为适用于T5mm，D080159mm或T58mm，D0159mm的接管环向焊接头。不适用于内径Di200 mm的管座角焊接接头的超声检测，也不适用于D0250mm或DiD080%的管道纵向焊接头超声检测。34 JBT47302005标准为何增加奥氏体钢焊接接头的超声检测内容?奥氏体钢焊接接头由于存在各向异性、晶粒粗大和组织不均匀等特点，造成探头超声声场的一些基本特性和声场规律发生变化，如主声束发生畸变，声波不再以直线传播，6dB和10dB等缺陷定量方法不再适
27、用等，给超声检测带来很大困难，因此原标准没有将奥氏体焊接接头的超声检测列入标准。但是目前国内对奥氏体钢焊接接头进行超声检测的呼声较高(主要是指在用承压设备奥氏体钢焊接接头的缺陷检测，以及对9Ni和5Ni钢等奥氏体焊接接头射线检测过程中的超声补充检测)，加上近年来有关技术研究取得进展，国外已有同类标准，因此新标准增加附录N奥氏体不锈钢对接焊缝接头超声检测(资料性附录)，提出一些技术要求，如采用纵波检测。低频检测。采用宽频带窄脉冲探头，提高信噪比。采用聚焦探头进行检测。采用多种频率法检测，以达到较好的检测效果。35 关于焊缝的检测区宽度，JBT47302005标准与原标准有何差异?新标准规定，检测
28、区宽度应是焊缝自身宽度加上焊缝两侧各相当于30T(T为母材厚度)的一段区域，此区域最小为5mm，最大为10mm。原标准规定，检测区宽度应是焊缝自身宽度加上焊缝两侧各相当于30%T(T为母材厚度)的一段区域，此区域最小为10 mm。36 JBT47302005标准规定检测哪一类工件的双晶直探头应满足附录A要求?检测钢锻件、薄钢板、螺栓坯件、管座角焊缝和T形焊缝时，双晶直探头都应满足附录A要求。37 用钢板横波检测时，何时须以纵波法作辅助检测?对于分层类缺陷以哪种方法评定结果为准?承压设备用钢板横波检测发现有分层类缺陷时，须以纵波法作辅助检测。此时若发现缺陷是分层类的，则应按纵波检测的规定处理评定
29、结果。38 JBT47302005标准规定承压设备用钢锻件超声横波检测时，如何进行质量等级评定?钢锻件质量评级规定，缺陷波幅大于DAC曲线基准线的质量等级定为级。缺陷波幅在DAC基准线50100的分级规定为，单个缺陷指示长度13T(T为壁厚)，且100mm时为I级；单个缺陷指示长度23T，且150 mm时为级；单个缺陷指示长度大于级者为级。39 波形模式的特征是什么?波形模式I表示点状反射体的特征波形。探头在各探测位置，示波屏上显示单个尖锐回波。探头前后、左右移动时，回波波幅平滑地由零上升到最大值，然后又平滑地下降到零。这是尺寸小于分辨力极限(即缺陷尺寸小于超声探头在缺陷位置处声束直径)点状缺
30、陷的信号特征。40 波形模式的特征是什么?波形模式是有一定长度和高度的光滑反射体的特征波形。探头在不同位置探测缺陷时，示波屏上均显示单个尖锐回波。探头前后和左右移动时，波幅平滑地由零上升到峰值，继续移动时，波幅基本不变，或只有较小变化(4dB)，最后又平滑地下降到零。41 波形模式a和b的特征是什么?波形模式a和b是有一定长度和高度的粗糙反射体和特征波形。探头在不同位置探测缺陷时，示波屏上均呈现一个参差不齐的回波。探头移动时，回波幅度起伏较大(6 dB)。a和b分别表示声束接近垂直入射和倾斜入射时的动态波形。42 波形模式的特征是什么?波形模式是多重反射体波形。探头在不同位置探测缺陷时，示波屏
31、上显示一群密集信号(时基线上有时可分辨，有时无法分辨)。探头移动时，信号时起时伏。如能分辨，则可发现每个单独信号均显示波形的特征。43 为什么声程距离较大时，波形和不易区分?如何解决?声程距离较大时，如要分清波形和，应特别仔细，因近似平台式动态波形可能很难发现，除非反射体很大。当距离200 mm时，应对反射体标出衰减20dB的边界点，再将其间距和20dB声束宽度相比较，进行区分。另外，探头在有曲率的表面扫查时也要特别注意，因为回波动态波形有可能明显改变。附录H中，图H.6和图H.7所示两例即说明此点。在图H.6中，点反射体所显示的回波动态特征与波形相似，而不象波形；在图H.7中，探头在曲表面上，反射体回波特征很象波形a，而在平表面上则疑似波形b。44 端点衍射波法测定缺陷自身高度时，如何进行距离修正?水平距离修正值LRsin；深度距离修正值hRcos(R为反射体的直径；为斜探头的折射角)。
