《钢结构超声波探伤及质量分级法》

钢结构超声波探伤及质量分级法引言钢结构超声波探伤及质量分级法 JG/T 203-2007 （以下简称“标 准”）虽然已经出版很多年，但应为其专业性相对较强，检测人员水平 参差不齐，对标准的解读存在一定误差，是检测时出现误判。在此对标 准条文进行详细解读和分析，与大家一起分享和探讨。1适用条件在标准的第一章节中给出标准适用的条件，对焊缝母材的厚度要求放宽到不小于4mm勺碳素结构钢和低合金高强度的钢板对 接全焊透接头。实际操作碳素结构钢检测，可与设计方及与委托方协商 后，制定出相应的检测工艺流程，对板厚检测范围进行规定，按照工艺 进行检验探伤。由于焊缝探伤中较多用到斜探头（横波）探伤，考虑到横 波在铸钢及奥氏体不锈钢中衰减很大，所以不适用于在这些材质中探伤。2检测人员这个章节主要对检测人员的检测资格以及进行了规定，特 别要注意标准第2.2的条文的注，它将焊缝探伤的门类分为：板对接 焊缝、管件对接焊缝、管座角焊缝、节点焊缝四种。不但要求检测人员有 从事检验工作的等级资格证书，并且该资格证书必须检测项目对应的门类， 否则不能从事相关检测。3探伤仪、探头及系统性能3.1探伤仪标准要求探伤仪的工作频率范围不应小于 0.5 MHz10MHz为了解仪器的频带范围对检测会产生何种影响影响，进 行了以下试验举例说明：例：采用不同频率探头检测厚度较大的一个铸件（晶粒粗大）的底 波，结果如下表所示：探头频率底波情况10 MHz没有底波5MHz底波出现，但不明显2.5 MHz底波显示清晰1MHz底波降低0.5 MHz没有底波结果分析：探头频率为5 MHz10 MHz时，由于铸件内晶粒粗大，频率越高，衰减也越明显，所以会出现没有底波或者底波不明显的情况；探头频率为0.5 MHz1 MHz时，虽然其衰减比2.5MHz 的探头要小，但是考虑到使用仪器以及探头的频带范围的制约，使反射波 不在其容纳范围之内。所以选择一个频带范围相对较宽的仪器探头，对 检测的适用性和准确性有着较大的影响。步进误差的解释以数字式探伤仪为例，当需要将仪器灵敏度提高12dB 时,我们有一下2种方式：增益控制器调节2次6dB;增益控制器调节1 次12dB。两种方法调节后所产生的波高之间的差值就是步进误差。3.2探头晶片的有效面积不应超过500mm，2且任一边长不应大于25mm主 要是因为考虑到检测时的接触面的要求。声束轴线水平偏离角应不大于2，如果偏离超过这个数值，对缺 陷的定位产生一定影响。标准上所有的折射角均是针对超声波在钢这种材料中产生的折射角3.3系统性能系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度10dB以上。如果以3mm的标准反射体绘制的距离-波幅曲线一 DA基准线，然后根 据不同的 检验等级（a B、C）根据表3,减掉相应的dB数，此时调节后的仪器应该 至少还有10dB的灵敏度余量。4试块 试块分为两种：标准试块和对比试块（又称参考试块）。标 准试块主要用于测定探伤仪、探头及系统性能，对比试块是由各部门按 某些具体探伤对象制定的试块。5检验等级标准将检验等级分为A、B、C三级，检验的完善程度A级最低，B级一般，C级最高，这里应注意以下几点：母材厚度大于50mmB寸，不得采用A级检验；工程中常遇到的钢平台现场安装梁柱节点处焊缝， 因为考 虑到结 构形状只能在焊缝的单面单侧进行检验，所以检验等级只能限定为A级;在进行 C 级检验时必须满足标准附加要求：焊缝余高磨 平、母材部分用直探头检查、母材厚度大于 100mm 窄间隙焊缝 母材大于等于40mm时，增加串列式扫查。凡不满足以上任何一点都不属于 C 级检验。6 检验准备 检验区域的宽度应该是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度 30%勺一段区域，这个区域最小 10mm 最大 20mm 这个区域就是 焊缝的热影响区。采用一次反射法或串列式扫查探伤时， 探头移动区域应大于 1.25P ：P=2S tg B或P=2S K;式中F跨距，mm;S 母材厚度，mm 采用直射法探伤时，探头移动区应大于 0.75P 有三个概念需搞清楚：1、检验区域宽度 =焊缝宽度 +热影响区宽度2、扫查区 =探头移动的区域3、直射法采用一次波（也叫直射波） ; 一次反射法采用的是 二次波 （也叫一次反射波）。试块上使用的耦合剂应与产品检测过程中使用的耦合剂 相同。7 仪器调整和检验距离一波幅（DAC曲线的绘制：我们建筑工程焊缝探伤都在3N （N为近场区长度）之内，不能用计算的方法，只能使用 比对法对缺陷进行定 量。用仪器在比对试块上打不同深度的3mm勺标准反射体所产生的反射波高，连成的曲线即为DAC基准线。然后根据表 3，按不同的验收级别进行计算，得出的三条 曲线即为距离一波幅（DAC曲线。每次检验前应在对比试块上，对时基线扫描比例和距离-波幅曲线（灵敏度）进行调节或校验。校验点不少于两点。检验 过程中没 4h 之内或检验工作结束后对时基线和灵敏度进行校 验，校验可在对比试块或其他等效试块上进行。 扫描调节校验时， 如发现校验点反射波在扫描线上偏移超过原校验点刻度读数的 10%或者满刻度的 5%（两者取较小值） ，则 扫描比例应重新调整，前次校验后已经记录的缺陷，位置参数应重新测定， 并予修正 ; 灵敏度校验时，如校验点的反射波幅比距离 -波幅曲线降低 20%或者 2dB 以上，则仪器灵敏度应重新调整， 并对前次校验后检查 的全部焊缝应重新检验。如校验点的反射波幅比距离- 波幅曲线增加 20%或者 2dB 以上，则仪器灵敏度应重新调整，而前次校验 后，已经 记录的缺陷，应对缺陷尺寸参数重新测定并予以评定。8 初始检验8.1 一般要求 超声波检验应在焊缝及探伤表面经外观检查合格后进 行。检测前，探伤人员应了解受检工件的材质结构曲率 厚度焊 接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫、 沟槽等情况。探伤灵敏度不应低于评定线灵敏度。扫查速度不应大于150mm/s相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度的 10%的重叠。对波幅超过评定线的反射波，应根据探头位置、方向、反射波的位置及 8.1.2 条了解的焊缝情况， 判断其是否为缺陷。 判 断为缺陷的部位 应在焊缝表面作出标记。9 规定检验9.1 一般要求 规定检验只对初始检验中被标记的部位进行检验。探伤灵敏度应调节到评定灵敏度。对所有反射波超过定量线的缺陷， 均应确认其位置， 最大 反射波所在区域和缺陷指示长度。9.2 最大反射波幅的测定 对判定为缺陷的部位， 可采用增加探伤面、 改变探头折射 角度进行探测，测出最大反射波幅并与距离 - 波幅曲线作比较， 确定波幅所在区域。波幅测定的允许误差为2dB。最大反射波幅 A 与定量线 SL 的 dB 差值记为 SL 土一 dBo 9.3 位置参数的测定 缺陷位置以获得缺陷最大反射波的位置来表示。缺陷的深度和水平距离两个数值中的一个可由缺陷最大 反射波在荧光屏上的位置直接读出，另一个数值可采用计算法、曲线法、作图法或缺陷定位尺求出。9.4 尺寸参数的测定缺陷当量 ，用当量平底孔直径表示，主要用于直探头 检验，可采用公式计算，DGS曲线，试块对比或当量计算尺寸确 定缺陷当 量尺寸。缺陷指示长度厶I的测定推荐采用相对灵敏度法和端点峰值法测 长10 结语以上只是总结了笔者在以往检测经验， 对标准的条文进行了 解读与 分析。但现场检测中，还会遇到很多各种各样的问题，还 需要在不断的探 索中总结经验和教训。