JB T 4730.10-2xxx 承压设备无损检测 第10部分衍射时差法超声检测(征求意见稿)

JB中华人民共和国行业标准JB/T4730.10－××××承压设备无损检测第10部分：衍射时差法超声检测Nondestructivetestingofpressureequipments－Part10:Ultrasonictimeofflightdiffractiontechnique（征求意见稿）××××-×-×发布××××-×-×实施××××××××××发布JB/T4730.10—××××I目次前言…………………………………………………………………………………………Ⅱ1范围…………………………………………………………………………………………12规范性引用文件…………………………………………………………………………………13术语和定义………………………………………………………………………………………14检测人员…………………………………………………………………………………………35检测设备……………………………………………………………………………………36对比试块…………………………………………………………………………………………37方法概要和一般要求……………………………………………………………………………48检测准备…………………………………………………………………………………………59检测设置和校准…………………………………………………………………………610检测…………………………………………………………………………………………911检测数据的分析和解释………………………………………………………………………1012其他补充检测………………………………………………………………………………1213缺陷评定与质量分级………………………………………………………………………1214检测报告………………………………………………………………………………………13附录A（规范性附录）TOFD检测设备的具体性能指标要求……………………………………15附录B（资料性附录）对比试块…………………………………………………………………17附录C（资料性附录）衍射时差法超声检测报告………………………………………………19JB/T4730.10—××××II前言本部分为JB/T4730.1～6-2005之外新增加的第10部分：衍射时差法超声检测。本部分主要根据国内近年来的研究成果和应用经验，在方法部分主要参考了CEN/TS14751-2004《焊接－衍射时差法超声检测在焊接检验中的使用》、ASTME2373-2004《采用衍射时差法超声检测的标准实施规程》、ENV583-6－2000《无损检测之超声检测第6部分：缺陷探测和定量的衍射时差法超声检测》、BS7706-1993《用于缺陷探测、定位和定量的衍射时差法超声检测的校准和设置指南》以及ASMEcodecase2235-9中的有关内容；在缺陷评定部分主要参考了NEN1822－2005《衍射时差法超声检测的检验验收准则》和ASMEcodecase2235-9中的相关内容。本部分附录A为规范性附录，附录B、附录C为资料性附录。本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会（SAC/TC262）提出。本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会（SAC/TC262）归口。参加本部分制订工作的主要单位和人员如下：中国特种设备检测研究院林树青、寿比南、郑晖、马殿忠、胡斌国家质检总局特种设备安全监察局王晓雷、张建荣江苏省特种设备安全监督检验研究院强天鹏湖北省特种设备安全检验检测研究院李新成合肥通用机械研究院关卫和中国第一重型机械集团公司周凤革武汉中科创新技术有限公司田建新北京欧宁检测科技有限公司李智军华北电力科学研究院有限责任公司胡先龙辽宁省葫芦岛市锅炉压力容器检验研究所田国良JB/T4730.10—××××1承压设备无损检测第10部分：衍射时差法超声检测1范围JB/T4730的本部分规定了承压设备采用衍射时差法超声检测（以下简称“TOFD”）方法和质量分级要求。本部分适用于同时具备下列条件的焊接接头：a）材料为低碳钢或低合金钢；b）截面全焊透的对接接头；c）工件厚度t：12mm≤t≤400mm（不包括焊缝余高，焊缝两侧母材厚度不同时，取薄侧厚度值）。与承压设备有关的支撑件和结构件的衍射时差法超声检测，可参照本部分使用；对于其他细晶各向同性和低声衰减金属材料，也可参照本部分使用，但应考虑声速的变化。2规范性引用文件下列文件中的条款，通过JB/T4730本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。JB/T4730.1承压设备无损检测第1部分：通用要求JB/T4730.2承压设备无损检测第2部分：射线检测JB/T4730.3承压设备无损检测第3部分：超声检测JB/T4730.4承压设备无损检测第4部分：磁粉检测JB/T4730.5承压设备无损检测第5部分：渗透检测JB/T4730.6承压设备无损检测第６部分：涡流检测JB/T10061-1999A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件JB/T10062-1999超声探伤用探头性能测试方法GB/T12604.1无损检测术语超声检测3术语和定义GB/T12604.1规定的,以及下列术语和定义适用于JB/T4730的本部分。3.1坐标定义coordinatedefinitionJB/T4730.10—××××2图1坐标定义O：设定的检测起始参考点X：沿焊缝长度方向的坐标Y：沿焊缝宽度方向的坐标Z：沿焊缝厚度方向的坐标3.2TOFDTimeofFlightDiffraction衍射时差法超声检测，是采用一发一收探头工作模式、利用缺陷端点的衍射波信号探测和测定缺陷尺寸的一种自动超声检测方法。3.3扫查面scannedsurface放置探头的工件表面，超声波声束从该面进入工件内部。3.4底面backwall与扫查面相对的工件另一侧表面。3.5直通波lateralwave从发射探头沿工件以最短路径到达接收探头的超声波。3.6底面反射波backwallecho经底面反射到接收探头的超声波。3.7探头中心间距probecentreseparation（PCS）发射探头和接收探头入射点之间的直线距离。3.8缺陷深度flawdepth缺陷上端点与扫查面间的最短距离，见图2中d1。3.9缺陷高度flawheight缺陷沿X轴方向上、下端点在Z轴投影间的最大距离，见图2中h。ZXYO扫查面底面JB/T4730.10—××××3图2缺陷深度和缺陷高度3.10平行扫查parallelscan探头运动方向与声束方向平行的扫查方式。3.11非平行扫查non-parallelscan探头运动方向与声束方向垂直的扫查方式，一般指探头对称布置于焊缝中心线两侧沿焊缝长度方向（X轴）的扫查方式。3.12偏置非平行扫查offset-scan偏移焊缝中心线一定距离的非平行扫查。3.13A扫描信号A-scansignal超声波信号的波形显示图，水平轴表示超声波的传播时间，垂直轴表示波幅。3.14TOFD图像TOFDimageTOFD数据的二维显示，是将扫查过程中采集的A扫描信号连续拼接而成，一个轴代表探头移动距离，另一个轴代表深度，一般用灰度表示A扫描信号的幅度。4检测人员4.1TOFD检测人员的一般要求应符合JB/T4730.1的有关规定。4.2TOFD检测人员应熟悉所使用的TOFD检测设备和检测工艺作业指导书。5检测设备5.1检测设备应具有产品质量合格证或合格的证明文件。5.2按超声波发射和接收的通道数可分为单通道和多通道检测设备。5.3检测设备至少应具有超声波发射、接收、放大、数据自动采集、记录、显示和分析功能。5.4检测设备包括仪器、探头、扫查装置和附件。5.5检测设备具体性能指标应满足附录A（规范性附录）的要求。6对比试块6.1对比试块是指用于检测校准的试块。6.2对比试块应采用与工件声学性能相同或近似的材料制成，该材料用直探头检测时，不得有大O’d1hZ底面扫查面YJB/T4730.10—××××4于或等于Ф2mm平底孔当量直径的缺陷。6.3对比试块的外形尺寸应能代表工件的特征和满足扫查装置的扫查要求，对比试块厚度应与工件的厚度相对应，至少大于工件壁厚的80%。6.4对比试块中反射体的形状、尺寸和数量参照附录B（资料性附录）的规定。在满足检测需要时，反射体也可采取其他布置形式或添加。6.5检测曲面工件的纵缝时，如检测面曲率半径小于150mm时，对比试块半径应为其0.9～1.5倍；当曲率半径等于或大于150mm时，可以采用平面对比试块。7方法概要和一般要求7.1检测原理7.1.1TOFD是一种利用超声波衍射现象、非基于波幅的自动超声检测方法，其基本特点是采用一发一收探头对工作模式。7.1.2TOFD通常使用纵波斜探头，在工件无缺陷部位，发射超声脉冲后，首先到达接收探头的是直通波，然后是底面反射波。有缺陷存在时，在直通波和底面反射波之间，接收探头还会接收到缺陷处产生的衍射波或反射波。除上述波外，还有缺陷部位和底面因波型转换产生的横波，一般会迟于底面反射波到达接收探头。工件中超声波传播路径见图3，缺陷处A扫描信号见图4：图3工件中超声波传播路径图4缺陷处A扫描信号7.1.3TOFD检测显示7.1.3.1TOFD检测显示应至少包括A扫描信号和TOFD图像。7.1.3.2TOFD应使用射频波形式的A扫描信号。7.1.4表面盲区7.1.4.1由于直通波和底面反射波均有一定的宽度，处于此范围内的缺陷波难以被发现，因此TOFD检测在扫查面和底面均存在表面盲区。7.1.4.2可以通过采用宽频带窄脉冲探头、减少探头中心间距或增加扫查方式等方法降低表面盲区高度。7.1.4.3对于表面盲区应采取其他有效的检测方法进行补充。7.2扫查方式直通波下端点衍射波上端点衍射波直通波底面反射波上端点衍射波下端点衍射波发射探头接收探头底面反射波JB/T4730.10—××××57.2.1扫查方式一般分为非平行扫查、平行扫查和偏置非平行扫查等三种基本扫查方式，其扫查方式示意图分别见图5、图6和图7。图5非平行扫查图6平行扫查图7偏置非平行扫查7.2.1.1非平行扫查一般作为初始的扫查方式，用于缺陷的快速探测和缺陷长度测定，可大致测定缺陷高度，但无法确定缺陷距焊缝中心线的偏移量，同时难以检测横向缺陷。7.2.1.2采用偏置非平行扫查可增大检测范围，提高缺陷高度测量的精度，改进缺陷定位并有助于降低表面盲区高度，但难以检测横向缺陷。7.2.1.3对已发现的缺陷进行平行扫查，可改进缺陷定位和缺陷高度测定的准确性，并为缺陷定性提供更多信息。采用平行扫查时，一般应将焊缝余高磨平。7.2.2在满足检测目的的前提下，根据需要的不同，也可采用其他合适形式的扫查方式。7.3检测程序TOFD检测的一般程序为：a）原始资料查阅；b）编制检测工艺作业指导书；c）人员、设备、试块准备；d）检测准备；e）检测设置和校准；f）检测；g）数据分析和解释；h）缺陷评定与验收。8检测准备8.1检测区域发射探头接收探头探头架移动方向XY+Y－焊缝发射探头接收探头探头架移动方向XY+Y－焊缝发射探头接收探头探头架移动方向XY+Y－焊缝JB/T4730.10—××××68.1.1检测区域应在检测前予以确定。8.1.2若焊缝实际热影响区经过测量并记录，并且探头的位置可按预先标记得到控制时，检测区域宽度为两侧实际热影响区各加上6mm的范围。8.1.3若未知焊缝实际热影响区，则按下述原则确定检测区域宽度：a）工件厚度t≤200mm时，检测区域宽度应是焊缝本身，再加上焊缝熔合线两侧各25mm或t(取较小值)的范围。b）工件厚度t＞200mm时，检测区域宽度应是焊缝本身，再加上焊缝熔合线两侧各50mm的范围。8.1.4对已发现缺陷部位进行复检或已确定的重点部位，检测区域可减小至相应部位。8.1.5检