1、ICS 91.140.90 Q 78 DB12 天津市 地 方 标 准 DB12/T 760 2018 钢制承压设备焊接接头超声相控阵检测 Ultrasonic phased arrays testing of steel pressure equipments welded joint 2018 - 01 - 17 发布 2018 - 03 - 01 实施 天津市市场和质量监督管理委员会 发布 DB12/T 7602018 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第 1部分：标准的结构和编写的要求编写。 本标准由天津市市场和质量监督管理委员会提出并归口。 本标准起草
2、单位：天津市特种设备监督检验技术研究院、 天津市滨海新区塘沽锅炉压力容器检验所 、天津大学 。 本标准的主要起草人：赵秋洪、司永宏、韦晨、 刘怿欢 、 刘子方 、 刘永长、 段瑞、祖宁、 高宏 、 高利慧 、 王恒 、 刘宏臣 、 李卫星 、 惠楠 、 牛卫飞 、 王泽军 、 萧艳彤 。DB12/T 7602018 1 钢制承压设备焊接接头超声相控阵检测 1 范围 本标准规定了钢制承压设备焊接接头超声相控阵检测 的术语和定义、一般要求、扫描类型及显示方式的选择、检测 和质量分级、报告和存档 。 本标准适用于壁厚为 3.5 mm200 mm铁素体钢制承压设备全熔化焊焊接接头的检测 ， 也适用于在
3、役承压设备焊接接头的超声相控阵检测。 本标准 不 适用于 奥氏体钢制 承压设备焊接接头 的 超声相控阵检测 。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。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标准，然而，鼓励根据本标准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标准。 JB/T 7913 超声波检测钢制对比试块的制作与校验方法 JB/T 10063 超声探伤用 1号标准试块 技术条件 JB/T 11731 无损检测 超声相控阵探头通用技术条件 NB/T 47013.4 承压
4、设备无损检测 第 4部分 ： 磁粉检测 NB/T 47013.5 承压设备无损检测 第 5部分 ： 渗透检测 NB/T 47013.6 承压设备无损检测 第 6部分 ： 涡流检测 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 3.1 坐标定义 coordinate definition 规定检测起始参考点 O点以及 X、 Y和 Z坐标的 含义，如图 1所示。 3.2 扫查面 scanning surface 放置探头的工件表面，超声波声束从该面进入工件内部。如图 1中的 XOY面。 3.3 相关显示 relevant indication 由缺陷引起的显示为相关显示，相关显示分为线型缺陷、面
5、积型缺陷和体积型缺陷，线型缺陷分为线状缺陷和条状缺陷。 3.4 非相关显示 no-relevant indication 由于工件结构 (例如焊缝余高或根部 )或者材料冶金结构的偏差 (例如金属母材和覆盖层界面 )引起的显示为非相关显示。非相关显示包括由错边、根焊和盖面焊以及坡口 形状的变化等引起的显示。 DB12/T 7602018 2 3.5 超声相控阵检测 ultrasonic phase array testing 超声相控阵检测是将按一定规律排列的相控阵探头中多个声电元件 (晶片 )，按预先规定的设置 (延时、增益、振幅等 )激发，被激发的发射 (或接收 )的超声波叠加，形成一个整体
6、波阵面，检测工件中缺陷的情况。在一定范围内，超声相控阵能有效控制发射 (或接收 )声束在材料中的偏转和聚焦，为确定缺陷的形状、大小和方向提供了比单个探头系统更强的能力。 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 图 1 坐标定义 3.6 电子扫描 electronic scanning 电子扫描也称作线形扫描 ，是 将相同的延时法则多路传输到一组活动元件 (晶片 )上。电子光栅扫查沿相控探头长度上以一个恒定的角度进行时，相当于传统超声探头执行一个光栅扫描。 3.7 扇形扫描 sector scanning 扇形扫描也称作方位角扫描或
7、者斜角扫描 ， 是采用相同的晶片和特定的声束，在一定角度范围内的扫描。 3.8 固定角度扫描 fixed angular scanning 固定角度 扫描是采用特定的延时法则形成固定角度的声束，不需要声束移动，而是通过锯齿形移动相控阵探头进行检测。固定角度扫描是电子扫描和扇形扫描的特例。 3.9 动态深度聚焦 dynamic depth focusing 动态深度聚焦 （ DDF），是 利用聚焦深度的不同来完成扫描 ，即 用一个单发的聚焦脉冲，从设定的深度值上接收信号，在接收端重新聚焦。 3.10 分区扫查 partition scanning 是指 将焊缝沿厚度方向分成若干个区，每个区用一对
8、或两对聚焦声束检测，同时采用非聚焦声束检测。扫查器 对焊缝 扫查一 次 ，即可对整个焊缝厚度 方向的分区进行全面检测。 DB12/T 7602018 3 3.11 全自动超声相控阵检测 fully automatic ultrasonic phased array testing 是指将被检焊缝分区后，使用多通道系统扫查器对焊缝采用自动扫查和自动声耦合，完成对焊缝厚度方向全面检测，并自动将检测结果和声耦合结果显示在图像上的检测过程 。 3.12 锯齿形扫查 zigzag scanning 锯齿形扫查是指将探头垂直于焊缝中心线放置在扫查面上，作锯齿形扫查，如图 2所示。探头前后移动的范围应保证扫
9、查到全部焊接接头截面，在保持探头垂直焊缝作前后移动的同 时，还应作 1015的左右转动。 图 2 锯齿形扫查 3.13 线性扫查 linear scanning 线性扫查是指探头在距焊缝中心线一定距离的位置上，平行于焊缝方向进行的直线移动，如图 3所示。 (a)采用一个相控阵探头的线性扫查 (b)采用两个相控阵探头的线性扫查 图 3 线性扫查 3.14 主动孔径 active aperture 主动孔径 (A)是相控阵探头激发晶片数的有效长度。主动孔径长度按照公式 (1)计算，如图 4所示。 A=ne+g(n-1) . (1) 式中： DB12/T 7602018 4 A主动孔径 g相邻晶片之
10、间的间隙 e晶片宽度 n晶片数量 p相邻两晶片中心线间距 W被动孔径 (即晶片宽度 ) 图 4 主动孔径 3.15 P 显示 P-scan 是指 基于超声波在焊缝中的传播规律 , 焊缝中出现不均匀性（如存在缺陷）时 , 声波在缺陷处会发生反射回波 ,并利用正视、侧视和俯视投影成像来实时表征焊缝截面的超声检测和缺陷定位。 4 一般要求 4.1 检测人员 4.1.1 检测人员 应 取得特种设备行业超声 检测 级及以上资格证书；并进行设备的性能、调试方法及评定等培训，方可从事 相控 阵 规定的检测工作。 4.1.2 采用超声相控阵横波端点衍射法测量缺陷自身高度，还要作超声相控阵横波端点衍射法实际操作
11、培训。 4.2 超声相控阵设备、探头和试块 4.2.1 超声相控阵设备 4.2.1.1 超声相控阵设备应符合下列 要求 ： a) 应 为脉冲反射式仪器，其工作频率范围为 1MHz10MHz。 水平线性误差不大于 1%，垂直线性误差不大于 5%， 每年至少校准一次。应具有 80dB 以上连续可调的衰减器，步进级每档不大于 2dB，其精度为任意相邻 12dB 的误差在 1dB 以内，最大累计误差不超过 1dB。其闸门的位置、宽度及电平任意可调。 b) 应能提供足够 数量的检测通道，以保证扫查时对整个焊接接头体积进行全面检测。 c) 应具有足够高的脉冲电压，且脉冲电压根据被检工件的厚度可调。 d)
12、数字采样频率至少为 10 倍所采用探头的标称频率。 e) 应具有聚焦法则生成的模拟软件，能够对超声波束特征参数进行直接修改。 f) 应具有角度增益补偿功能。 4.2.1.2 记录系统应符合下列 要求 ： a) C 级适用于工件厚度大于等于 6mm200mm 焊接接头的检测； b) 采用编码器记录扫查位置时，应配置校准系统。记录系统应清楚地指示出缺陷相对于扫查起始点的位置。 c) 扫查记录可采用 A 显示、 B 显示、 C 显示、 D 显示 P 显示 和扇形 扫描等方 式记录。检测结果应显示在扫查记录上。 d) 记录系统 宜具 有检测过程中耦合监视的 功能 。 4.2.2 探头 4.2.2.1
13、采用线性相控阵探头 ， 线性相控阵探头必须符合产品质量技术要求 ，测量方法参照 JB/T 11731标准要求。 DB12/T 7602018 2 4.2.2.1.1 中心频率 要求 检验结果允许与标称值偏差 10%；相对带宽检验结果允许与标称值偏差15%。 如果高低端频率 fu和 fl之间的频谱有多于一个的最大值，相邻最小值与最大值之间的振幅差应不超过 3dB。对于相对带宽超过 100%的宽带探头，低端频率不应高于 fl+10%，高端频率不应低于 fu-10%。 4.2.2.1.2 脉冲持续时间要 求检验结果允许与标称值偏差 10%。 4.2.2.1.3 阵元焦距和聚焦长度要求若探头有 n 个
14、阵元，测量第 1 个阵元、第 n 个阵元、最中间 1 个阵元，共 3 个阵元。检验结果允许与标称值偏差 15%。 注： 最中间 1个阵元的选取： n为偶数时，取第 n/2个阵元， n为奇数时，取第 （ n+1） /2个阵元。 4.2.2.1.4 楔块波束角要求若探头有 n 个阵元，测量第 1 个阵元、第 n 个阵元、最中间 1 个阵元，共3 个阵元。频率低于 2MHz 的探头楔块波束角应在标称角度的 3以内，频率等于大于 2MHz 的探头楔块波束角在标称角度的 2以内。 注： 最中间 1个阵元的选取： n为偶数时，取第 n/2个阵元， n为奇数时，取第 （ n+1） /2个阵元。 4.2.2.
15、1.5 性能一致性计算要求如下： a) 灵敏度一致性：标准差 S 1 dB； b) 中心频率一致性：变异系数 C V 3.3%； c) 相对带宽一致性：变异系数 C V 5%； 4.2.2.2 相控阵探头的晶片与楔块可以是可拆卸的，也可以是一体的。 4.2.2.3 相控阵探头的晶片数量、晶片尺寸及间距，应根据检测要求选择。 4.2.2.4 相控阵探头应标出厂家的名称、探头类型、频率和晶片参数、楔块声速和楔块角度。 4.2.2.5 楔块形状应与被检工件曲率相匹配。 4.2.3 试块 4.2.3.1 试块分为校准试块、参考试块及模拟试块。 4.2.3.2 试块的材料 制作试块的材料，应符合下列要求
16、： a) 试块应采用与被检测工件声学性能相同或相似的材料制成。 b) 试块的材料用直探头检测时，不得出现大于 2 mm 平底孔回波幅度 1/4 的缺陷信号。试块的制作要求应符合 JB/T 10063 和 JB/T 7913 的规定。 4.2.3.3 校准试块 (标准试块 ) 校准试块是指用于 超声相控阵检测系统 性能的测试及增益补偿调试的试块。本标准采用的校准试块为 CSK- A试块和声束控制评定试块。 4.2.3.4 参考试块 (对比试块 ) 参考 试块，应符合下列要求： a) 参考试块用于 调节检测灵敏度 的试块。本标准采用的参考试块有 PRB- 、 PRB- 、 PRB- 、PRB- 、
17、及 GD 系列试块。 b) 参考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。如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应由其最大厚度来确定。 4.2.3.5 模拟缺陷试块 模拟缺陷试块用于检测工艺验证及超声相控阵横波端点衍射法测高验证。模拟试块应满足下列要求： a) 模拟缺陷试块一般采用焊接方法制作。其缺陷类型为被检工件中易出现的典型焊接 缺陷，主要为条状缺陷，包括裂纹、未熔合及未焊透。 b) 模拟缺陷试块中的缺陷位置应具有代表性，至少应包含表面和内部。 DB12/T 7602018 3 c) 模拟缺陷试块中的缺陷自身高度不大于表 9 规定，缺陷
18、的长度最小值为 15 mm，最大值满足表9 的规定。 4.3 扫查方式 4.3.1 本标准采用 直接接触式超声脉冲反射法 进行检测。 4.3.2 扫查方式分为锯齿形扫查和线性扫查。 4.3.3 锯齿形扫查是不采用编码器记录扫查位置 ， 其行走方式与常规手动超声波锯齿形扫查完全相同。 4.3.4 线性扫查是采用编码器记录扫查位置 ， 将相控阵探头与编码器相连，或将相控阵探头和编码器安装在扫查器中，推动其平行于焊缝方向直线移 动。线性扫查分为手动扫查和自动扫查两种形式。手动线性扫查是采用手动方式推动探头或扫查器移动。自动线性扫查是采用机械方式推动扫查器移动。 4.4 显示方式 超声相控阵显示方式分
19、为按声程显示成像和按实际几何结构显示成像两种方式。根据 检测 要求 选择。 4.5 扫描类型 扫描类型分为电子扫描 、 扇形扫描和 固定角度扫描 。要根据具体的检测情况选择扫描类型。 一般采用扇形扫描。 4.6 灵敏度补偿 4.6.1 耦合补偿 在检测和缺陷定量时，应对由表面粗糙度引起的耦合损失进行补偿。 4.6.2 衰减补偿 在检测和缺陷定量时，应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。 4.6.3 曲面补偿 对探测面是曲面的工件，应采用曲率半径与工件相同或相近的参考试块，通过对比试验进行曲率补偿。 4.7 查灵敏度 扫查灵敏度不低于基准灵敏度 ，扫查横向缺陷时， 灵敏度 应
20、提高 6dB。 4.8 延时法则 4.8.1 应 根据所采用的扫描类型 及 相控阵探头参数确定延时法则，明确延时法则中涉及到的具体参数。 4.8.2 相控阵探头参数 ： a) 晶片参数：晶片数量、晶片宽度、晶片间隙及晶片单元宽度。 b) 楔块参数：楔块尺寸、楔块角度及楔块声速。 4.8.3 延时法则参数 ： a) 晶片数量：设定延时法则使用的晶片数量。 b) 晶片位置：设定激发晶片的起始位置。 c) 角度参数：设 定在工件中所用声束的固定角度、声束的角度范围。 DB12/T 7602018 4 d) 距离参数：设定在工件中的声程或深度。 e) 声速参数：设定在工件中的声速，例如横波声速、纵波声
21、速。 f) 工件厚度：设定被检工件的厚度。 g) 采用聚焦声束检测时，设定聚焦声程或深度，测出焦柱尺寸。 4.9 检测系统的复核 4.9.1 扫查灵敏度的 复核时机 每次检测前应对灵敏度进行复核，遇到下述情况 之一 应随时对其进行重新核查： a) 检测过程中更换电池，校准后的探头、耦合剂和仪器调节钮发生改变时。 b) 检测人员怀疑扫描量程或扫描灵敏度有变化时。 c) 连续工作 4h 以上。 d) 工作结束时。 4.9.2 扫查灵敏度的复核 一般对距离 -波幅曲线的校核应不少于 3点。如曲线上任何一点幅度下降 2dB或 20%，则应对上一次复核以来所有的检测结果进行复检；如幅度上升 2dB或 2
22、0%，则应对所有的记录信号进行重新评定。 4.9.3 编码器的复核 每天检测之前应对编码器进行复核。编码器的校准符合 6.5.10的规定，否则应重新校准。 4.10 缺陷自身高度测量方法 母材厚度为 3.5 mm 200 mm，应采用超声相控阵横波端点衍射法和超声相控阵成像技术测量缺陷自身高度。超声相控阵横波端点衍射法测量缺陷自身高度见附录 A(规范性附录 )。 4.11 与其他无损检测方法综合应用 4.11.1 对于母材厚度为 6 mm 200 mm 的焊缝，也可采用 TOFD 方法辅助测量缺陷自身高度。 4.11.2 对超声相控阵检测发现表面可疑的显示，可采用 NB/T 47013.4 N
23、B/T 47013.6 中有效方法辅助检测。 5 扫描类型及显示方式的选择 5.1 对接接头宜采用扇形扫描检测。工件厚度为 3.5 mm8 mm(不包括 8 mm)的焊缝应采用 二 次 反射 波、一 次 反射 波 、三 次 反射 波进行检测，工件厚度大于 30 mm 的焊缝宜采用 直射 波、 一次反射波 设置进行检测。显示方式可选择按声程显示成像或按实际几何结构显示成像，见图 5 和图 6。 (a)按声程显示 (b)按实际几何结构显示 图 5 采用扇形扫描检测示意图 DB12/T 7602018 5 图 6 采用多次扇形扫描检测示意图 5.2 角接接头应采用扇形扫描和电子扫描组合检测。显示方式
24、宜采用按实际几何结构显示成像，见图7、图 8。 图 7 插入式管座角焊缝 图 8 安放式管座角焊缝 5.3 T 型接头应采用扇形扫描和电子扫描组合检测。显示方式宜采用按实际几何结构显示成像，见图9图 11。 5.4 根据被检工件的焊缝类型及产生缺陷的特点，也可辅以特定角度的扇形扫描或电子扫描及串列扫描检测。 5.5 锯齿形扫查应根据检测工件的特点及现场 条件选择手动扇形扫描、手动电子扫描及手动固定角度扫描。 DB12/T 7602018 6 图 9 T 型接头（型式 ） 图 10 T 型接头（型式 ） 图 11 T 型接头（型式 ） 6 钢制承压设备焊接接头超声相控阵检测和质量分级 6.1 适
25、用范围 6.1.1 本章规定了钢制承压设备焊接接头的超声相控阵检测及质量分级。 6.1.2 本条款适用焊接接头的超声检测，焊接接头范围见表 1。 DB12/T 7602018 7 表 1 焊接接头超声检测适用范围 单位为 mm 承压设备 类别 焊接接头类型 工件厚度 t 检测面直径 检测技术等级要求 锅炉、 压力容器 筒体（或封头） 对接接头 6200 500，纵向对接接头时，内外径比 70% 6.2.2 100500 的纵向对接接头时且内外径比 70% 6.2.2 159500 的环向对接接头 6.2.2 接管与筒体（或封头）角接接头 6200 插入式：筒体（或封头） 500 且内外径比 7
26、0%，接管公称直径 80 6.2.2 安放式：筒体（或封头） 300 且接管公称直径 100 T 型焊接接头 6200 6.2.2 管子环向对接接头 6150 外径 159 6.2.2 管子纵向对接接头 6150 外径 100，内外径比 70% 6.2.2 压力管道 环向对接接头 6150 外径 159 纵向对接接头 6150 外径 100，内外径比 70% 本章适用于 母材厚度为 6 mm200 mm的全熔化焊焊接接头的超声相控阵检测。如有需求，母材厚度为 3.5 mm6 mm的环向对接接头超声相控阵检测可参照第 7章进行。 6.1.3 本章不适用于内径小于或等于 200 mm 的管座角向接
27、头检测。 6.2 检测技术等级 6.2.1 检测技术等级的选择 超声相控阵检测技术等级分为 A、 B、 C 三个检测级别。超声相控阵检测 技术等级选择应符合制造、安装、在用等有关规范、标准及设计图样规定。对母材厚度为 3.5 mm8 mm(不含 8 mm)的工件 按 A 级进行检测 。 6.2.2 不同检测技术等级的要求 6.2.2.1 A 级检测： A级仅适用于母材厚度为 6mm40mm的焊接接头，用多种角度的横波声束采用直射波法和一次反射法在焊接接头的单面单侧进行检测，如有条件限制，也可选择双面单侧或单面单侧进行检测。一般不需要进行横向缺陷定量。 6.2.2.2 B 级检测： a） B级适
28、用于工件厚度为 6mm200mm焊接接头的检测； b）焊接接头一般应进行横 向缺陷的检测； DB12/T 7602018 8 c）对于按 NB/T 47013.3-2015附录 N要求进行双面双侧检测的焊接接头，如受几何条件限制或由于堆焊层（或复合层）的存在而选择单面双侧检测时，还应补充斜探头作近表面缺陷检测； 表 2 B 级检测时不同母材厚度采用的检测方法 母材厚度， mm 检测方法 640 多种角度横波声束，用直射法和一次反射法在焊接接头的单面双侧检测。 40 100 多种角度的横波声束用直射法在焊接接头的双面双侧检测；多种角度的横波声束用直射法和一次反射法在焊接接头的单面双侧进行检测；如
29、受几何条件限制，可用多 种角度的横波声束在焊接接头双面单侧、单面双侧或单面单侧检测。 100 200 多种角度的横波声束，直射法在焊接接头双面双侧检测。由于结构限制，只能在单面双侧或 单面单侧进行检测时，应将焊缝余高磨平。 应作横向缺陷检测。检测时，在焊缝两侧边缘使探头与焊缝中心线成 1030作两个方向的斜平行扫查。对余高磨平的焊缝，将探头放在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查。 6.2.2.3 C 级检测： a） C级适用于工件厚度大于等于 6mm200mm焊接接头的检测； b）采用 C级检测时应将焊接接头的余高磨平。对 焊接接头斜探头扫查经过的母材区域要用直探头进行检测，检测方法按 6.
30、3.7的规定进行； c）工件厚度大于 15mm的焊接接头一般应在双面双侧进行 d）对于单侧坡口角度小于 5 的窄间隙焊缝，如有可能应增加检测与坡口表面平行缺陷的有效方法； e）工件厚度大于 40mm的对接接头，还应增加直探头检测； f) 母材厚度为 6mm100 mm时，用多种角度的横波声束采用直射法和一次反射法在焊接接头的单面双侧进行检测。 g) 母材厚度为 100 mm200 mm时，用多种角度的横波声束采用直射法在焊接接头的双面双侧进行检测 。 h) 应进行横向缺陷的检测。检测时，将相控阵探头放在热影响区上作两个方向的斜平行扫查。将相控阵探头放在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查。 6
31、.3 试块 6.3.1 试块制作符合 4.2.3 的规定。 6.3.2 采用的校准试块为 CSK- A 试块和声束控制评定试块。其形状和尺寸见图 12。 6.3.3 采用的参考试块为 PRB- 、 PRB- 、 PRB- 和 PRB- 系列试块，其形状见图 1316 的规定。图中除特别说明外，粗糙度均为 Ra=3.2m，尺寸误差不大于 0.5 mm。适用范围见表 3。 DB12/T 7602018 9 (a) CSK- A 试块 (b) 声束控制 评定试块 图 12 校准试块 表 3 PRB 系列试块及其使用范围 单位为 mm 试块 对应的焊接接头的厚 度范围 试块 对应的焊接接头的 厚度范围
32、 PRB- 6 30 PRB- 120 150 PRB- 30 120 PRB- 150 200 检测曲面工件时，如检测面曲率半径 RW 2/4(W 为探头接触面宽度，环焊缝检测时为探头宽度，纵焊缝检测时为探头长度 )，应采用与检测面曲率相同的参考试块，反射孔的位置及试块的宽度可参照 PRB- 试块确定。 DB12/T 7602018 10 图 13 PRB- 试块（推荐） 图 14 PRB- 试块（推荐） 图 15 PRB- 试块（推荐） DB12/T 7602018 11 图 16 PRB- 试块（推荐） 6.4 检测准备 6.4.1 检测区域 6.4.1.1 检测区由焊接接头检测区宽度和
33、焊接接头检测区厚度表征。 6.4.1.2 焊接接头检测区宽度 为 焊缝本身加上焊缝熔合线两侧各 10mm。 V 型坡口对接接头检测区示意见图 17。 图 17 检测区示意图 6.4.1.3 对接接头检测区厚度应为工件厚度加上焊缝余高。 6.4.1.4 超声检测应覆盖整个检测区。 必要时，可增加 检测探头数量 、 增加检测面（侧） 、 增加辅助检测 或 采用其他 无损检测方法 ，确保检测能覆盖整个检测区。 6.4.2 表面制备 6.4.2.1 探头移动区内应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质，一般应进行打磨。检测面应平整，便于探头的移动，机加工表面粗糙度 Ra 值不大于 6.3m，喷丸表面不大于
34、 12.5m。 6.4.2.2 去除余高的焊缝，应将余高打磨到与邻近母材平齐。保留余高的焊缝，如果焊缝表面有咬边、较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免影响检测结果的评定。 6.4.3 焊缝标识 DB12/T 7602018 12 检测前应在工件扫查面上予以标记，标记内容至少包括扫查起始点和扫查方向，起始标记应用 0表 示，扫查方向标记用箭头表示。所有标记应对扫查无影响。 6.4.4 参考线 6.4.4.1 参考线用于规定锯齿形扫查时探头移动的区域，见 （改成本标准附录） 。或用于线性扫查时沿步进方向行走的直线。 6.4.4.2 在检测之前，应在工件扫查面上画参考线，参考线在检
35、测区一侧距焊缝中心线的距离根据检测设置而定。参考线距焊缝中心线距离的误差为 0.5 mm。 6.4.5 耦合剂 6.4.5.1 应选用具有良好的透声性、易清洗、无毒无害，有适宜的流动性的材料；对材料、人体及环境无损害，同时应便于检测后清理。典型的耦合剂包括水、甲基纤维素糊 状物、洗涤剂、机油和甘油，在零度以下可采用乙醇液体或相近的液体。 6.4.5.2 实际检测采用的耦合剂应与检测系统设置和校准时的耦合剂相同。 6.5 检测系统的调试 6.5.1 相控阵探头的选择 6.5.1.1 相控阵探头的检测频率一般为 1MHz10MHz。 6.5.1.2 相控阵探头的晶片数根据检测工件厚度选择，一次激发
36、的晶片数不 低于 16 个晶片。采用电子扫描进行纵波检测时，一次激发晶片数不 低于 4 个晶片。与工件厚度有关的相控阵探头参数选择 见 表 4。 6.5.1.3 相控阵探头与检测面应紧密接触，当检测面曲率半径 RW 2/4 时，相控阵探头楔块应采用曲面楔块，使其与检测面相吻合。 相控阵探头参数依据表 4 进行选择。 表 4 检测焊接接头时相控阵探头参数选择表 工件厚度，mm 主动孔径， mm 标称频率， MHz 工件厚度， mm 主动孔径， mm 标称频率， MHz 615 6.010 7.510 80120 1523 45 1580 7.015 47.5 120200 1523 25 注：
37、1.在满足能穿透的情况下，尽可能选择主动孔径小的探头。 2.为了提高图像质量，电子扫描在满足穿透的情况下，应 选择主动孔径小的探头。 3.被动孔径 (W)应大于等于 6 mm。 6.5.2 选择延时法则 根据检测对象现场条件选择扫描类型确定延时法则。 延时法则的具体参数符合 4.8的规定 。 6.5.3 检测区域覆盖 根据延时法则的参数，用超声相控阵设备中的理论模拟软件进行演示，调整探头前端距焊缝中心线的距离，使所选用的检测声束将检测区域完全覆盖，此时的距离就是固定探头的位置，也是参考线的位置。若不能完全覆盖或参数选择不当，应重新选择延时法则参数。确认演示结果后，将演示模拟图及参数保存，并附在
38、检测工艺中。 6.5.4 距离 -波幅曲线的制作 DB12/T 7602018 13 6.5.4.1 距离 -波幅曲线应按所用的相控阵设备和相控阵探头在 PRB- 、 PRB- 、 PRB- 、 PRB- 试块制作而成，距离 -波幅曲线的制作方法见附录 B(规范性附录 )。 6.5.4.2 检测面曲率半径 RW2/4 时，距离 -波幅曲线的制作应在与检测面曲率相同的参考试块上进行。 6.5.4.3 在整个检测范围内 ，距离 -波幅曲线不得低于荧光屏满刻度的 20%。 6.5.4.4 在制作距离 -波幅曲线过程中，必须控制噪声信号，信噪比必须大于等于 10dB。 6.5.5 角度增益补偿 进行扇
39、形扫描时应 进行角度增益补偿 ， 角度增益补偿的调试在参 考试块或 CSK- A试块 上进行。采用电子扫描时，还 应 在 CSK- A试块或参考试块上进行晶片增益修正。 6.5.6 距离 -波幅曲线的灵敏度选择 距离 -波幅曲线灵敏度按表 5规定。 表 5 距离 -波幅曲线的灵敏度 板厚， mm 评定线 定量线 判废线 640 230-18dB 230-12dB 230-4dB 40100 230-14dB 230-8dB 230+2dB 100200 d-16dB d-10dB d 注： 1. 检测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高 6dB。 2. 工件的 表面耦合损失和材质衰减应与试块相同，
40、否则应进行声能传输损失差的测定，并根据实测结果对检测灵敏度进行补偿，补偿量应计入距离 -波幅曲线。在一 跨 距声程内最大传输损失差小于或等于2dB 时可不进行补偿。 6.5.7 相控阵探头配置 锯齿形扫查检测选择单探头配置。线性扫查检测 既 可选择单探头配置，也可选择双探头配置。 6.5.8 扫查覆盖 6.5.8.1 扇形扫描所使用声束角度的增量，应使得区域内相邻声束的重叠至少为 50%。 6.5.8.2 电子扫描相邻激活孔径之间的重叠，应至少为孔径宽度的 50%。 6.5.8.3 采用线性扫查时，若在焊缝长度方向进行分段扫查，则各段扫查区的重叠范围至少为 50mm。对于环焊缝，扫查停止位置应
41、越过起始位置至少 50mm。需要多个线性扫查覆盖整个焊接接头体积时，各线性扫查之间的重叠至少为所用相控阵探头线性阵列长度的 10%。 6.5.8.4 锯齿形扫查时，为确保检测时超声声束能扫查到工件的整个被检区域，相邻两次探头移动间隔不应超过晶片长度 (W)的 50%。 6.5.9 扫查增量的设置 扫查增量指扫查过程中 A扫描信号间的空间采样间隔。检测前应将检测系统设置为根据扫查增量采集信号。扫查增量值与工件厚度有关，按 表 6的规定进行。 6.5.10 编码器的校准 6.5.10.1 检测前应对编码器进行校准。 DB12/T 7602018 14 6.5.10.2 校准方式是使编码器移动一定距
42、离，比较检测设备显示的位移与实际位移，要求误差应小于1或 10mm，以较小值为准。 表 6 扫查增量值的设置 工件厚度 t， mm 扫查增量最大值 xmaxmm t10 1.0 10100 75 - 6100 t/3，最小可为 10，最大不超过 30 在任意 9t 焊缝长度范围内 L不超过 t。 100 t/3，最大不超过 50 6100 60 - 100 90 - 6100 2t/3，最小可为 12，最大不超过 40 在任意 4.5t焊缝长度范围内 L不超过 t。 100 2t/3，最大不超过 75 6 超过 级者 所有缺陷（任何缺陷指示长度） 超过 级者 注 当焊缝长度不足 9t( 级 )
43、或 4.5t（ 级 )时，可按比例折算。当折算后的缺陷累计长度允许值小于该级别允许的单个缺陷指示长度时，以允许的单个缺陷指示长度作为累计长度允许值。 DB12/T 7602018 19 表 10 焊接接头条状显示的质量分级 单位为 mm 质量等级 工件厚度 单个缺陷 多个缺陷 表面开口缺陷 埋藏缺陷 长度l max 高度h3 若 l l max 缺陷高度 h1 长度l max 高度h2 若 l l max 缺陷高度 h1 I 6t8 6 2 1.5 6 2 1.5 1.若多个缺陷其各自高度 h 均为： h1 hh2 或 h3，则在任意 12t 范围内累计长度不得超过 3t 且最大值为150 m
44、m； 2.对于单个或 多个表面开口缺陷，其最大累计长度不得大于整条焊缝长度的 10且最长不得超过 400 mm。 8 t15 7 2 1.5 7 3 1.5 15 t40 15 2.5 1.5 15 4 1.5 40 t60 25 3 2 25 5 2 60 t100 35 3.5 2.5 35 5.5 2.5 II 6t8 t 2 1.5 t 2 1.5 1.若多个缺陷其各自高度 h 均为： h1 hh2 或 h3，则在任意 12t 范围内累计长度不得超过 4t 且最大值为200mm； 2.对于单个或多个表面开口缺陷，其最大累计长度不得大于整条焊缝长度的 10且最长不得超过 500 mm。
45、8 t15 t 2 1.5 t 3 1.5 15 t40 t 2.5 1.5 t 4 2.0 40 t60 40 3 2 40 5 2.5 60 t100 50 3.5 2.5 50 5.5 3.0 t 100 60 4 3 60 6 3.5 III 6200 超过 II 级者 注 :母 材壁厚不同时，取薄侧厚度值。 7 钢制承压设备管子和压力管道环向对接接头超声相控阵检测和质量分级 7.1 适用范围 7.1.1 本章规定了钢制承压设备管子和压力管道环向对接焊接接头的超声相控阵检测方法及质量分级。 7.1.2 本章适用于壁厚大于或等于 3.5 mm，外径为 32 mm159 mm 或壁厚为 3
46、.5 mm8 mm(不含 8 mm)，外径大于或等于 159 mm 的承压设备管子和压力管道环向对接接头的超声相控阵检测。 7.2 参考试块 7.2.1 参考试块制作符合 4.2.3 的规定。 7.2.2 参考试块的曲率应与被检管径相同或相近，其曲率半径之差不应大于被检管径的 10%。采用的参考试块型号为 GD-1、 GD-2、 GD-3、 GD-4，其形状和尺寸应分别符合图 18 和表 11 的规定。 GD-1 试块适用于曲率半径大于 16 mm 至 24 mm 的承压设备管子和压力管道环向对接接头的检测； GD-2 试块适用于曲率半径大于 24 mm 至 35 mm 的承压设备管子和压力管
47、道环向对接接头检测； GD-3 试块适用于曲率半径大于 35 mm 至 54 mm 的承压设备管子和压力管道环向对接接头检测； GD-4 试块适用于曲率半径大于 54 mm 至 80 mm 的承压设备管子和压力管道环向对接接头检测。 DB12/T 7602018 20 图 18 GD 试块形状和尺寸 表 11 试 块圆弧曲率半径 试块型号 试块圆弧曲率半径 试块型号 试块圆弧曲率半径 R1 R2 R1 R2 GD-1 18 22 GD-3 40 50 GD-2 26 32 GD-4 60 72 7.3 检测准备 检测准备符合 6.4的规定。 7.4 检测系统的调试 7.4.1 相控阵探头的选择
48、 7.4.1.1 相控阵探头一次激发的晶片数不得低于 16 个晶片。 7.4.1.2 与工件厚度有关的相控阵探头参数 依据 表 12 进行选择 。 表 12 检测焊接接头时相控阵探头参数选择表 管壁厚度， mm 主动孔径， mm 标称频率， MHz 3.515 6.010 7.510 15 7.015 47.5 注： 1.在满足能穿透的情况下，尽可能选择主动孔径小的探头。 2.为了提高图像质量，电子扫描在满足穿透的情况下，应选择主动孔径小的探头。 3.被动孔径 (W)应大于等于 6 mm。 7.4.1.3 相控阵探头楔块的曲率应与被检管件的形状相吻合，如图 19 所示。当楔块边缘与被检工件接触面的间隙 x 大于 0.5mm，应采用曲面楔块。 图 19 探头楔块边缘与管子外表面间隙的示意图 DB12/T 7602018 21 7.4.2 扫描类型 7.4.2.1 管壁厚度为 3.5 mm8 mm(不含 8 mm)的对接接头 a) 线性扫查时，采用 二次反射波 、 一次反射波 或 三次反射波 的扇形扫描或电子扫描进行检测。 b) 锯齿形扫查时，应采用扇形扫描进行检测。 7.4.2.2 管壁厚度大于等于 8 mm 的对接接头应采用扇形扫描进行检测。 7
