丁 兵
(上海船舶工藝研究所,上海 200032)
超聲檢測(cè)技術(shù)以其成本低、操作簡(jiǎn)便、出具檢測(cè)結(jié)果快速的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于焊縫的質(zhì)量檢測(cè)中。超聲檢測(cè)涉及的檢測(cè)方法和結(jié)果評(píng)定依賴于產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員或使用者所提供的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)因產(chǎn)品所屬行業(yè)、區(qū)域或使用狀況而有所不同。目前焊縫超聲檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)就有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)(EN)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/AWS/JISZ等)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JB/CB 等)等類別。產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員或使用者根據(jù)產(chǎn)品的使用特性或技術(shù)要求選擇合適的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施超聲檢測(cè)時(shí)應(yīng)根據(jù)相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)操作和評(píng)價(jià)。
針對(duì)焊縫超聲檢測(cè),中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2013 年9 月18 日聯(lián)合 發(fā)布了GB/T 11345—2013《焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定》、GB/T 29711—2013《焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè)焊縫中的顯示特征》、GB/T 29712—2013《焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 驗(yàn)收等級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)(以下簡(jiǎn)稱新版標(biāo)準(zhǔn)),并于2014年6月1日起實(shí)施。該系列標(biāo)準(zhǔn)屬于推薦性標(biāo)準(zhǔn),分別對(duì)應(yīng)于焊縫超聲檢測(cè)的技術(shù)方法和檢測(cè)等級(jí)、缺陷類型判定以及焊縫質(zhì)量驗(yàn)收三個(gè)方面。
GB/T 11345—1989標(biāo)準(zhǔn)(以下簡(jiǎn)稱舊版標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定了鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果的分級(jí),著重將焊縫檢驗(yàn)所涉及的檢測(cè)方法、缺陷的等級(jí)分類給出了明確規(guī)定,對(duì)于缺陷性質(zhì)的判定,只提到了“超過(guò)評(píng)定線的信號(hào)應(yīng)注意其是否具有裂紋等危害性缺陷特征”,如對(duì)評(píng)定結(jié)果有懷疑,應(yīng)采取相應(yīng)措施來(lái)綜合判定,這些措施包括“改變探頭角度、增加探傷面、觀察動(dòng)態(tài)波型、結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝特征”,沒(méi)有對(duì)缺陷性質(zhì)的判定方法作出進(jìn)一步規(guī)定。
焊縫超聲檢測(cè)包括檢測(cè)方法的選擇和檢測(cè)結(jié)果的評(píng)價(jià),EN 標(biāo)準(zhǔn)體系和ISO 標(biāo)準(zhǔn)體系往往將這兩者分別制定,而國(guó)內(nèi)的大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)都是將檢測(cè)方法和結(jié)果評(píng)定集于一體。為了適應(yīng)國(guó)際化,減少檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的理解和執(zhí)行差異,相關(guān)部門組織修訂了舊版標(biāo)準(zhǔn)。新版標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11345—2013代替了舊版標(biāo)準(zhǔn),在檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定方面給出了規(guī)定;GB/T 29711—2013、GB/T 29712—2013屬于新增標(biāo)準(zhǔn),分別在缺陷類型的判定方法和焊縫質(zhì)量驗(yàn)收方面給出了規(guī)定。新版標(biāo)準(zhǔn)與EN 標(biāo)準(zhǔn)和ISO標(biāo)準(zhǔn)的相互關(guān)聯(lián)情況如表1所示,ISO 11666:2010已代替EN 1712[1-9]。
表1 新版標(biāo)準(zhǔn)與EN 標(biāo)準(zhǔn)和ISO 標(biāo)準(zhǔn)的相互關(guān)聯(lián)
與任何專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一樣,GB/T 11345—2013 標(biāo)準(zhǔn)(以下簡(jiǎn)稱本標(biāo)準(zhǔn))給出了它的適用范圍。這些適用范圍包括被檢對(duì)象的母材厚度、材質(zhì)、焊接方式、檢測(cè)方式、接頭類型以及超聲衰減、溫度、材料聲速范圍。對(duì)于母材厚度、材質(zhì)、焊接方式、檢測(cè)方式、接頭類型與舊版標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定保持一致,而超聲衰減、溫度、聲速范圍屬于新增要求。本標(biāo)準(zhǔn)與舊版標(biāo)準(zhǔn)在適用范圍上的差異見表2。
表2 本標(biāo)準(zhǔn)和舊版標(biāo)準(zhǔn)在適用范圍上的差異
針對(duì)上述適用范圍,本標(biāo)準(zhǔn)給出了四個(gè)檢測(cè)等級(jí)——A、B、C和D,不同的檢測(cè)等級(jí)對(duì)缺欠的檢出率要求有所不同。當(dāng)檢測(cè)條件滿足適用范圍時(shí),可采用附錄A 的規(guī)定來(lái)實(shí)施檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)條件不滿足適用范圍時(shí),如非鐵素體材質(zhì)、局部熔透焊縫、采用自動(dòng)化檢測(cè)以及材料溫度不在0~60℃時(shí),若有檢測(cè)要求,則應(yīng)按檢測(cè)合同約定,采用檢測(cè)等級(jí)D來(lái)實(shí)施檢測(cè),檢測(cè)合同中應(yīng)明確檢測(cè)對(duì)象、檢測(cè)參數(shù)和結(jié)果評(píng)價(jià)方法。標(biāo)準(zhǔn)原文“僅在特殊應(yīng)用中使用檢測(cè)等級(jí)D 的一般要求。檢測(cè)等級(jí)D 僅在規(guī)范中有規(guī)定時(shí)才能使用”就是指這些,這里的“規(guī)范中”應(yīng)理解為“檢測(cè)合同或技術(shù)協(xié)議中”。
按照新版標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施檢測(cè),可以得到“顯示長(zhǎng)度”、“回波幅度”、“顯示特征”和“顯示尺寸”等缺欠的相關(guān)數(shù)據(jù)。可以采用兩種技術(shù)即“基于顯示長(zhǎng)度和回波幅度的評(píng)定”(即缺欠指示長(zhǎng)度和波幅高度);“基于顯示特征和顯示尺寸(采用探頭移動(dòng)技術(shù))的評(píng)定”(即缺欠類型和幾何尺寸),本標(biāo)準(zhǔn)可用于顯示評(píng)定或驗(yàn)收。這里提到的兩種技術(shù)分別對(duì)應(yīng)于GB/T 29712—2013 和GB/T 29711—2013。應(yīng)在檢測(cè)技術(shù)合同和檢測(cè)技術(shù)文件(工藝規(guī)程和/或工藝卡)中明確采用哪種技術(shù)進(jìn)行缺欠的評(píng)價(jià),是選擇按照“顯示長(zhǎng)度+回波幅度”進(jìn)行評(píng)價(jià),還是選擇按照“顯示特征+顯示尺寸”進(jìn)行評(píng)價(jià),亦或是兩者都有要求。
按照GB/T 6417.1《金屬熔化焊接頭缺欠分類及說(shuō)明》給出的定義,缺欠是指在焊接接頭中因焊接產(chǎn)生金屬不連續(xù)、不致密或連接不良的現(xiàn)象。缺陷是指超過(guò)規(guī)定限值的缺欠。新版標(biāo)準(zhǔn)中將通過(guò)超聲檢測(cè)所發(fā)現(xiàn)的缺欠稱為顯示,顯示分為縱向顯示和橫向顯示。衡量顯示的大小和特征采用了“顯示長(zhǎng)度”、“顯示特征”和“顯示尺寸”。標(biāo)準(zhǔn)中的圖3給出了縱向顯示與橫向顯示的區(qū)分原則,即基本與焊縫軸線相平行的顯示定義為縱向顯示,而基本與焊縫軸線相垂直的顯示定義為橫向顯示。本標(biāo)準(zhǔn)附錄A 規(guī)定了檢測(cè)等級(jí)A、B和C 關(guān)于橫向顯示與縱向顯示在探頭數(shù)量、探頭角度和掃查位置等方面的具體要求。
舊版標(biāo)準(zhǔn)中提到與等級(jí)相關(guān)的地方有兩處,即“檢驗(yàn)等級(jí)”和“缺陷的等級(jí)分類”。按檢驗(yàn)的完善程度和檢測(cè)工作的難度系數(shù),將檢驗(yàn)等級(jí)依次分為A、B和C 三個(gè)級(jí)別。在適用板厚、探頭數(shù)量、掃查位置、橫向缺陷的檢查、焊縫余高是否磨平以及是否采用串列法掃查做出了規(guī)定。根據(jù)缺陷的性質(zhì)、波幅高度和指示長(zhǎng)度,將缺陷分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)等級(jí)。
新版標(biāo)準(zhǔn)中給出了檢測(cè)等級(jí)、驗(yàn)收等級(jí)、參考等級(jí)、質(zhì)量等級(jí)、記錄等級(jí)和評(píng)定等級(jí)。
檢測(cè)等級(jí)由新標(biāo)準(zhǔn)給出,分為A、B、C 和D 四個(gè)級(jí)別;驗(yàn)收等級(jí)由GB/T 29712[10-17]給出,分為驗(yàn)收等級(jí)2級(jí)和驗(yàn)收等級(jí)3級(jí)兩個(gè)級(jí)別,顯示能否被驗(yàn)收,取決于其波幅高度、類型和指示長(zhǎng)度;參考等級(jí)由新標(biāo)準(zhǔn)給出,標(biāo)準(zhǔn)提供了設(shè)置參考等級(jí)的四種技術(shù)方法;質(zhì)量等級(jí)由GB/T 19418《鋼的弧焊接頭缺陷質(zhì)量分級(jí)指南》給出,根據(jù)焊縫中存在缺欠的類型,密集程度和實(shí)際尺寸,將焊縫質(zhì)量等級(jí)劃分為B級(jí)(嚴(yán)格)、C 級(jí)(中等)和D 級(jí)(一般);記錄等級(jí)與驗(yàn)收等級(jí)相關(guān),對(duì)應(yīng)于兩個(gè)驗(yàn)收等級(jí)(驗(yàn)收等級(jí)2級(jí)和驗(yàn)收等級(jí)3級(jí)),其波幅值均比相應(yīng)驗(yàn)收等級(jí)低4dB,顯示的波幅高度位于記錄等級(jí)和驗(yàn)收等級(jí)(含)之間時(shí),應(yīng)記錄其指示長(zhǎng)度,并參與指示長(zhǎng)度限定要求的評(píng)價(jià);評(píng)定等級(jí)由GB/T 29712給出,針對(duì)四種不同的參考等級(jí)設(shè)置技術(shù)方法,以表格(標(biāo)準(zhǔn)中表A.1)形式規(guī)定了評(píng)定等級(jí)的具體參數(shù),評(píng)定等級(jí)的設(shè)置與驗(yàn)收等級(jí)有關(guān),即與焊縫的質(zhì)量等級(jí)有關(guān),規(guī)定了所有等于或超過(guò)評(píng)定等級(jí)的顯示均應(yīng)予以評(píng)定,與舊版標(biāo)準(zhǔn)中“評(píng)定靈敏度”的概念一致。
設(shè)計(jì)人員或使用者可以根據(jù)產(chǎn)品的功能特性或承載狀況不同,將焊縫進(jìn)行質(zhì)量等級(jí)劃分。不同質(zhì)量等級(jí)的焊縫,采用超聲檢測(cè)時(shí),其適用的檢測(cè)等級(jí)、驗(yàn)收等級(jí)由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 17635《焊縫無(wú)損檢測(cè):金屬材料的一般規(guī)則》給出了相應(yīng)的關(guān)聯(lián)性,這與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50205《鋼結(jié)構(gòu)程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定一樣,針對(duì)一級(jí)焊縫和二級(jí)焊縫都給出了超聲檢測(cè)的評(píng)定等級(jí)、檢驗(yàn)等級(jí)、探傷比例的要求。表3由ISO 17635給出,說(shuō)明了焊縫質(zhì)量等級(jí)、檢測(cè)等級(jí)和驗(yàn)收等級(jí)之間的關(guān)系。當(dāng)需要評(píng)定顯示特征時(shí),應(yīng)按GB/T 29711評(píng)定;不推薦做超聲檢測(cè),但如果協(xié)議規(guī)定使用,參考GB/T 19418的C級(jí)執(zhí)行。
表3 焊縫質(zhì)量等級(jí)、檢測(cè)等級(jí)和驗(yàn)收等級(jí)之間的關(guān)系
表3說(shuō)明了B 級(jí)質(zhì)量等級(jí)的焊縫,超聲檢測(cè)時(shí)應(yīng)執(zhí)行B 級(jí)或C 級(jí)檢測(cè)等級(jí)要求,并按照GB/T 29712的合格等級(jí)2 級(jí)進(jìn)行驗(yàn)收;C 級(jí)質(zhì)量等級(jí)的焊縫,超聲檢測(cè)時(shí)應(yīng)執(zhí)行A 級(jí)、B 級(jí)或C 級(jí)檢測(cè)等級(jí)要求,并按照GB/T 29712的合格等級(jí)3級(jí)進(jìn)行驗(yàn)收;而對(duì)于D 級(jí)質(zhì)量等級(jí)的焊縫,與GB 50205的三級(jí)焊縫一樣,一般不要求做超聲檢測(cè)。如果合同有要求,則可以按照GB/T 19418[10]的C 級(jí)質(zhì)量等級(jí)焊縫的檢測(cè)要求來(lái)執(zhí)行檢測(cè)。檢測(cè)等級(jí)D 級(jí)屬于特殊應(yīng)用,一般只在有明確合同要求時(shí)使用。
表4是ISO 17640《焊縫無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定》標(biāo)準(zhǔn)給出的檢測(cè)等級(jí)和質(zhì)量等級(jí)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)表3和表4的規(guī)定,提示在執(zhí)行檢測(cè)前,應(yīng)先編制檢測(cè)工藝規(guī)程或工藝卡,確定適用的檢測(cè)技術(shù)等級(jí),而且這些技術(shù)文件應(yīng)獲得檢測(cè)合同雙方的認(rèn)可。
表4 ISO 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊縫質(zhì)量等級(jí)和檢測(cè)等級(jí)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系
新版標(biāo)準(zhǔn)特別注重檢測(cè)合同或技術(shù)協(xié)議,對(duì)于可能影響檢測(cè)方法選擇或檢測(cè)結(jié)果評(píng)定的技術(shù)參數(shù)作為必要的項(xiàng)目予以列出,如表5所示。
檢測(cè)實(shí)施前,檢測(cè)人員除了掌握表5所列的信息外,還應(yīng)獲得包括母材類型和產(chǎn)品門類、坡口型式、焊接工藝或焊接參數(shù)、報(bào)告要求、檢測(cè)范圍和發(fā)現(xiàn)不可驗(yàn)收顯示后的糾正規(guī)程等信息。這里的“發(fā)現(xiàn)不可驗(yàn)收顯示后的糾正規(guī)程”是指當(dāng)出現(xiàn)了不合格的顯示后所采取的糾正措施,包括是否返修,如果返修,應(yīng)明確修補(bǔ)工藝,返修后的復(fù)檢方法,擴(kuò)大檢測(cè)范圍等質(zhì)量控制手段,這些需要寫書面工藝規(guī)程并獲得檢測(cè)合同雙方的認(rèn)可。
表5 檢測(cè)合同或技術(shù)協(xié)議中的必要項(xiàng)目
書面檢測(cè)工藝規(guī)程是指導(dǎo)檢測(cè)人員實(shí)施焊縫超聲檢測(cè)的有效工藝文件。如果合同或技術(shù)協(xié)議要求提供書面檢測(cè)工藝規(guī)程,新版標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求通常滿足了編寫書面檢測(cè)工藝規(guī)程的需要;如果不能滿足,則應(yīng)按照檢測(cè)合同或技術(shù)協(xié)議的具體要求編寫適用的書面檢測(cè)工藝規(guī)程。
檢測(cè)人員的技術(shù)能力和工作責(zé)任心決定了檢測(cè)結(jié)果的可靠性。新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了檢測(cè)人員應(yīng)掌握焊縫超聲檢測(cè)的通用知識(shí),具有足夠的焊縫超聲檢測(cè)經(jīng)驗(yàn),并掌握一定的材料和焊接基礎(chǔ)知識(shí)。檢測(cè)人員應(yīng)按照GB/T 9445《無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定與認(rèn)證》或合同各方同意的體系進(jìn)行資格鑒定與認(rèn)證,取得相關(guān)工業(yè)門類的檢測(cè)資質(zhì),經(jīng)雇主或其代理進(jìn)行職位專業(yè)培訓(xùn)和操作授權(quán)后,持證操作。目前國(guó)內(nèi)普遍采用了ISO 9712 的人員認(rèn)證體系,而GB/T 9445《無(wú)損檢測(cè)人員資格鑒定與認(rèn)證》是ISO 9712的等同采用標(biāo)準(zhǔn),因此,只要是采用ISO 9712或合同各方認(rèn)可的體系頒發(fā)的資格證書,經(jīng)崗位培訓(xùn)和授權(quán)后,均可按其技術(shù)資格級(jí)別從事相應(yīng)的檢測(cè)工作。
新版標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有像舊版標(biāo)準(zhǔn)那樣,對(duì)超聲探傷儀的工作頻率、衰減器或增益器的精度和步進(jìn)大小、總調(diào)節(jié)量給出具體指標(biāo),而是以“超聲檢測(cè)儀應(yīng)符合JB/T 10061《A 型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件》或等效標(biāo)準(zhǔn)的要求”來(lái)規(guī)定,并在儀器的采購(gòu)和維修環(huán)節(jié)做出了規(guī)定,特別是設(shè)備維修后,維修方應(yīng)“按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)出廠檢驗(yàn)的要求出具檢驗(yàn)證書”。這里的檢驗(yàn)證書僅僅證明儀器當(dāng)時(shí)的狀態(tài)符合“合格產(chǎn)品的技術(shù)要求”,能否用于檢測(cè),還應(yīng)執(zhí)行相關(guān)指標(biāo)的驗(yàn)證。
新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,超聲檢測(cè)儀應(yīng)定期進(jìn)行性能測(cè)試,測(cè)試方法參見JB/T 9214。儀器性能測(cè)試機(jī)構(gòu)應(yīng)具有計(jì)量檢定資質(zhì),測(cè)試周期不宜超過(guò)12個(gè)月。除非另有要求,新標(biāo)準(zhǔn)列出了四項(xiàng)宜滿足的指標(biāo):溫度的穩(wěn)定性,顯示的穩(wěn)定性,水平線性的偏差,垂直線性的偏差。前兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)源于GB/T 27664.1《無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)設(shè)備的性能與檢驗(yàn)》,在該標(biāo)準(zhǔn)中,關(guān)于穩(wěn)定性的表述有三處,分別是“8.2相對(duì)溫度變化的穩(wěn)定性”、“9.3.2預(yù)熱后的穩(wěn)定性”和“9.3.3顯示抖動(dòng)”。
關(guān)于溫度的穩(wěn)定性指標(biāo),新版標(biāo)準(zhǔn)只給出了評(píng)價(jià)指標(biāo),沒(méi)有給出測(cè)試方法。而在GB/T 27664.1[18-19]中給出了“相對(duì)溫度變化的穩(wěn)定性”的測(cè)試方法和評(píng)價(jià)指標(biāo),但這兩者不完全相同。同時(shí)在GB/T 27664.1中還給出了“預(yù)熱后的穩(wěn)定性”的測(cè)試方法和評(píng)價(jià)指標(biāo),它表示儀器在開機(jī)預(yù)熱后,正常檢測(cè)狀態(tài)下,只要儀器所處環(huán)境溫度在其額定工況環(huán)境溫度±5 ℃范圍內(nèi),每10min觀察一次給定波幅的位置和幅度變化差異,連續(xù)觀察30min,以“信號(hào)幅度變化的最大允許值為全屏幅度的±2%,沿時(shí)基線飄移的最大允許值為全屏寬度的±1%”為合格指標(biāo)。顯然,本標(biāo)準(zhǔn)在這個(gè)特性指標(biāo)上做了修改,如果采用“相對(duì)溫度變化的穩(wěn)定性”來(lái)衡量?jī)x器的性能則要有專門的“環(huán)境試驗(yàn)箱”,通過(guò)調(diào)節(jié)試驗(yàn)箱的溫度來(lái)測(cè)試該指標(biāo),對(duì)于設(shè)備的使用者難以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用“預(yù)熱后的穩(wěn)定性”來(lái)衡量?jī)x器的性能,則可以做到,而且不用考慮環(huán)境溫度的變化區(qū)間,只要設(shè)備處于正常的檢測(cè)環(huán)境溫度即可。
關(guān)于顯示的穩(wěn)定性指標(biāo),新版標(biāo)準(zhǔn)給出的描述是“頻率增加約1 Hz,信號(hào)幅度變化不大于全屏高度的±2%,信號(hào)位置變化不大于全屏寬度的±1%”。在GB/T 27664.1則給出了“顯示抖動(dòng)”的概念,其檢測(cè)方法是對(duì)于一個(gè)給定的回波信號(hào)“觀察頻率大于約1Hz的回波幅度和(或)位置的變化”,以“信號(hào)幅度變化的最大允許值為全屏幅度的±2%,信號(hào)位置變化的最大允許值為全屏寬度的±1%”為合格指標(biāo)。測(cè)試時(shí),可以采用1次/s的觀察頻率來(lái)記錄給定回波信號(hào)的幅度和(或)位置的變化量。
檢測(cè)時(shí),儀器的水平線性影響顯示的定位,儀器的垂直線性影響顯示的定量,它們都會(huì)影響顯示的定性。這兩項(xiàng)指標(biāo)在舊版標(biāo)準(zhǔn)中也有,但表述形式不一樣。對(duì)于水平線性,由舊版標(biāo)準(zhǔn)的“水平線性誤差不大于1%”修改為“水平線性的偏差不大于全屏寬度的±2%”,其測(cè)試方法沒(méi)有差異,合格指標(biāo)回到了JB/T 10061的要求,實(shí)際上目前檢測(cè)使用的儀器,其水平線性偏差均在1%以內(nèi)。對(duì)于垂直線性,新舊標(biāo)準(zhǔn)的表述不同,評(píng)價(jià)方法也不同。舊版標(biāo)準(zhǔn)要求計(jì)算出測(cè)試值與理論值的正負(fù)偏差,然后取最大正偏差與最大負(fù)偏差的絕對(duì)值之和來(lái)作為累計(jì)偏差,要求這個(gè)值不得超過(guò)5%。而新版標(biāo)準(zhǔn)則只要求計(jì)算出最大正偏差與最大負(fù)偏差,任意偏差值均不得大于±3%,本標(biāo)準(zhǔn)更側(cè)重于偏差數(shù)據(jù)的離散性,要求儀器的穩(wěn)定性更好。
新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了系統(tǒng)性能測(cè)試的時(shí)機(jī),測(cè)試的方法以及測(cè)試的項(xiàng)目,并且規(guī)定,應(yīng)在書面檢測(cè)工藝規(guī)程中明確系統(tǒng)性能測(cè)試的項(xiàng)目、時(shí)機(jī)、周期及其性能要求。每次檢測(cè)前應(yīng)測(cè)試用于缺欠定位的斜探頭的入射點(diǎn)和折射角,入射點(diǎn)的測(cè)試值與標(biāo)稱值的偏差不大于±1 mm,折射角的測(cè)試值與標(biāo)稱值的偏差不大于±2°,此處的標(biāo)稱值應(yīng)該是探頭出廠時(shí)標(biāo)注在探頭(或質(zhì)保書)上的數(shù)據(jù)。雖然只強(qiáng)調(diào)了用于缺欠定位的探頭需要測(cè)試,實(shí)際檢測(cè)時(shí),所有參與使用的探頭都應(yīng)該滿足上述要求。檢測(cè)靈敏度余量、分辨力和盲區(qū)的測(cè)試視檢測(cè)需要而定,這種需要應(yīng)在書面檢測(cè)工藝規(guī)程中予以明示。
舊版標(biāo)準(zhǔn)給出了系統(tǒng)性能指標(biāo)的測(cè)試周期,新版標(biāo)準(zhǔn)雖然沒(méi)有明確給出,但要求在書面檢測(cè)工藝規(guī)程中予以明確,而書面檢測(cè)工藝規(guī)程是需要合同雙方簽字認(rèn)可的,更具有約束力。
探頭頻率一般在2~5 MHz之間選擇,當(dāng)使用技術(shù)2以規(guī)定尺寸的平底孔為反射體設(shè)置參考等級(jí)時(shí),應(yīng)考慮合格等級(jí)與探頭頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。一般來(lái)說(shuō),在給定介質(zhì)中,降低探頭頻率時(shí),散射衰減系數(shù)減小,波長(zhǎng)增加,近場(chǎng)距離減小,聲束擴(kuò)散角增加,有利于發(fā)現(xiàn)缺欠。故新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,當(dāng)按照GB/T 29712標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定顯示時(shí),即只考慮顯示的指示長(zhǎng)度和回波幅度時(shí),應(yīng)選擇較低的探頭頻率。當(dāng)需要按照GB/T 29711標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定顯示時(shí),即需要考慮顯示特征和顯示尺寸時(shí),可選用較高的探頭頻率。因?yàn)閷?duì)于較高的探頭頻率,聲場(chǎng)指向性好,分辨力提高,有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺欠,便于缺欠性質(zhì)的判定。
標(biāo)準(zhǔn)指出“當(dāng)被檢對(duì)象的衰減系數(shù)高于材料的平均衰減系數(shù)時(shí),可選擇1MHz左右的檢測(cè)頻率”,這里原文意思為“對(duì)高(于常規(guī)的)衰減材料采用長(zhǎng)聲程檢測(cè)時(shí)可以采用大約1 MHz的探頭頻率”,即常說(shuō)的用低頻率探頭檢測(cè)衰減系數(shù)較大的材料。
舊版標(biāo)準(zhǔn)以表格形式給出了檢測(cè)板厚、探傷面、檢驗(yàn)等級(jí)、探傷方法和探頭折射角的選擇關(guān)系。新標(biāo)準(zhǔn)在探頭角度的選擇上做出了四項(xiàng)規(guī)定:①當(dāng)采用反射波檢測(cè)時(shí),應(yīng)確保反射面的入射角α在35°~70°之間,如圖1所示。這主要是考慮到防止產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換,減小能量損失,保證檢測(cè)靈敏度。②當(dāng)使用多個(gè)探頭時(shí),其中一個(gè)探頭應(yīng)滿足上述要求,且保證有另一個(gè)探頭的主聲束應(yīng)盡可能與焊縫的熔合面垂直,探頭折射角度差值應(yīng)不小于10°。這里主要考慮的是對(duì)于未熔合類缺陷的有效檢出。③對(duì)于曲面工件采用反射法檢測(cè)時(shí),應(yīng)考慮反射波中的波型轉(zhuǎn)換和聲束覆蓋范圍,當(dāng)出現(xiàn)漏檢或評(píng)定有困難時(shí),應(yīng)在檢測(cè)報(bào)告中予以說(shuō)明。④確保聲束覆蓋整個(gè)檢測(cè)區(qū)域。
晶片尺寸的選擇應(yīng)與探頭頻率和檢測(cè)聲程有關(guān)。對(duì)于短聲程如薄板檢測(cè),宜選用探頭晶片尺寸為6~12mm;對(duì)于長(zhǎng)聲程如單晶直探頭檢測(cè)大于100mm 或斜探頭檢測(cè)大于200mm 的聲程,宜選用探頭晶片尺寸為12~24 mm。此時(shí)的晶片形狀為圓形晶片,當(dāng)采用矩形晶片時(shí),可按等效面積計(jì)算出晶片尺寸的數(shù)值。
圖1 折射角的選擇
掃查曲面工件時(shí),應(yīng)充分考慮探頭接觸面與工件掃查面的匹配耦合。當(dāng)耦合良好時(shí),能保證探頭發(fā)射的超聲能量盡可能的傳入工件,同時(shí)顯示的反射回波也會(huì)盡可能的被探頭接收到,有利于缺欠的檢出。反之,就容易造成漏檢和誤判。舊版標(biāo)準(zhǔn)給出了探頭接觸面寬度W與工件曲率半徑R之間的關(guān)系。當(dāng)R>W(wǎng)2/4時(shí),可以視為平板檢測(cè);當(dāng)R≤W2/4時(shí),應(yīng)考慮修正探頭接觸面,選擇適當(dāng)?shù)膶?duì)比試塊,用于檢測(cè)靈敏度和時(shí)基線的調(diào)節(jié)。
與ISO 17640標(biāo)準(zhǔn)不同,新版標(biāo)準(zhǔn)給出了與舊版標(biāo)準(zhǔn)相同定義的探頭接觸面寬度。對(duì)于有效的檢測(cè),應(yīng)保證探頭接觸面與檢測(cè)面之間的間隙(g)不得大于0.5 mm。當(dāng)檢測(cè)圓柱面或球面時(shí),上述要求可以用g=a2/D來(lái)檢查(a為探頭接觸面寬度,D為工件直徑,mm),當(dāng)g大于0.5mm 時(shí),應(yīng)考慮修磨探頭接觸面,確保耦合良好,同時(shí),檢測(cè)靈敏度和時(shí)基線范圍也得作出相應(yīng)的調(diào)整。
圖2 曲面工件檢測(cè)時(shí)探頭匹配模型
圖2是曲面工件檢測(cè)時(shí)探頭匹配模型,取探頭在曲面工件表面上的兩種接觸形式,即探頭中心與曲頂面接觸和探頭邊緣與曲頂面接觸,圖2(a)為舊版標(biāo)準(zhǔn)的大致計(jì)算模型,圖2(b)是新版標(biāo)準(zhǔn)的大致計(jì)算模型。在圖2 中,由于ΔABC∽ΔECA,則有AC/BC=AE/AC,其中AE=d=2R,BC=g,在舊版標(biāo)準(zhǔn)中,AB=W/2,在新版標(biāo)準(zhǔn)中,AB=a,檢測(cè)時(shí),要求探頭接觸面與工件曲表面之間的間隙很小,故可視為AB≈AC。
在舊版標(biāo)準(zhǔn)中,由AC/BC=AE/AC得AB/BC=AE/AB,即g=W2/8R,若要滿足g<0.5mm,則必須有R>W(wǎng)2/4。反過(guò)來(lái)說(shuō),當(dāng)滿足R>W(wǎng)2/4時(shí),可以說(shuō)明曲面耦合間隙小于0.5 mm,這就是舊版標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于曲面匹配狀況的規(guī)定。
在新版標(biāo)準(zhǔn)中,由AC/BC=AE/AC得AB/BC=AE/AB,即g=a2/D,若要滿足g<0.5mm,則必須有R>a2。反過(guò)來(lái)說(shuō),當(dāng)滿足R>a2時(shí),可以說(shuō)明曲面耦合間隙小于0.5 mm,這就是新版標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于曲面匹配狀況的規(guī)定。
新版標(biāo)準(zhǔn)考慮到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員的實(shí)際操作情況,給出了較為嚴(yán)格的匹配條件。當(dāng)不能滿足R>a2時(shí),應(yīng)考慮修磨探頭接觸面,并注意檢測(cè)靈敏度和時(shí)基線的相應(yīng)調(diào)整。
焊接是指通過(guò)加熱或加壓,或兩者兼用,并且用或不用填充材料,使工件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法。焊接將伴隨著熱量的輸入,對(duì)于焊接構(gòu)件接頭部位的母材,亦相當(dāng)于一次冶煉過(guò)程。焊接接頭附近母材因受焊接熱作用而發(fā)生組織性能變化的區(qū)域稱為焊接熱影響區(qū),位于熱影響區(qū)域內(nèi)的缺欠也會(huì)影響焊接接頭性能。因此,焊縫超聲檢測(cè)的區(qū)域一般包括焊縫本身及焊接熱影響區(qū)。熱影響區(qū)的大小和組織性能變化的程度,取決于焊接方法、焊接規(guī)范、接頭型式和焊后冷卻速度。通過(guò)焊縫截面宏觀低倍檢驗(yàn)可以識(shí)別出熱影響區(qū)域的大小。有資料顯示:手工電弧焊的熱影響區(qū)域?qū)挾仍?.0~8.5 mm;埋弧自動(dòng)焊的熱影響區(qū)域?qū)挾仍?.0~7.0mm;CO2氣體保護(hù)焊的熱影響區(qū)域?qū)挾仍?.0~8.0 mm;電渣焊的熱影響區(qū)域?qū)挾冗_(dá)到27mm。
舊版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢驗(yàn)區(qū)域的寬度,應(yīng)是焊縫本身再加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度30%的一段區(qū)域,這個(gè)區(qū)域最小10mm,最大20 mm。新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,“檢測(cè)區(qū)域是指焊縫和焊縫兩側(cè)至少10 mm寬母材或熱影響區(qū)域?qū)挾龋ㄈ《咻^大值)的內(nèi)部區(qū)域”,即當(dāng)熱影響區(qū)域?qū)挾刃∮?0mm 時(shí),檢測(cè)區(qū)域取焊縫寬度和焊縫兩側(cè)至少10mm 寬母材;當(dāng)熱影響區(qū)域?qū)挾却笥?0mm 時(shí),檢測(cè)區(qū)域取焊縫寬度和焊縫熱影響區(qū)域?qū)挾取Ef版標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)被撿焊縫的母材厚度計(jì)算出具體的檢測(cè)區(qū)域?qū)挾戎?,而本?biāo)準(zhǔn)則需要檢測(cè)人員判斷熱影響區(qū)的大小。根據(jù)前面的分析,檢測(cè)實(shí)施前,可以按照舊版標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方式給出具體的檢測(cè)區(qū)域?qū)挾戎?,也可以通過(guò)其他途徑如焊縫截面宏觀低倍檢驗(yàn)獲得,按照新版標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,檢測(cè)區(qū)域的具體數(shù)據(jù)應(yīng)在書面工藝規(guī)程中予以明確,并獲得檢測(cè)合同各方的認(rèn)可。
檢測(cè)過(guò)程中,當(dāng)聲束不能覆蓋整個(gè)檢測(cè)區(qū)域,或折射角不能滿足條件時(shí),應(yīng)考慮更換超聲檢測(cè)技術(shù),如改用雙晶斜探頭、爬波探頭、超聲衍射時(shí)差法(TOFD)或超聲相控陣技術(shù)(PAUT),當(dāng)考慮了焊縫類型和缺欠走向和分布時(shí),也可增加其他無(wú)損檢測(cè)方法,如滲透檢測(cè)、磁粉檢測(cè)或射線檢測(cè),如有可能,宜將焊縫余高磨平。
為了保證聲束覆蓋整個(gè)檢測(cè)區(qū)域,探頭應(yīng)有足夠的移動(dòng)區(qū)域。新版標(biāo)準(zhǔn)附錄A 的表A.1~A.7分別給出了七種典型接頭掃查時(shí)的探頭移動(dòng)區(qū)域?qū)挾?。增加檢測(cè)面如采用雙面檢測(cè)時(shí),可縮短探頭移動(dòng)區(qū)域,探頭移動(dòng)區(qū)域應(yīng)在書面檢測(cè)工藝規(guī)程中明確。
位于探頭移動(dòng)區(qū)內(nèi)的工件表面,應(yīng)光滑平整,無(wú)焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他外部雜質(zhì),這些要求與舊版標(biāo)準(zhǔn)相同。由于焊縫檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)很難得到表面粗糙度的數(shù)據(jù),因此,新版標(biāo)準(zhǔn)取消了該要求,以“探頭移動(dòng)區(qū)表面的不平整度不應(yīng)引起探頭和工件的接觸間隙超過(guò)0.5 mm”來(lái)控制工件表面的平整度。當(dāng)探頭與工件的接觸間隙超過(guò)0.5 mm 時(shí),應(yīng)修整工件表面狀況。局部的隆起或凹陷導(dǎo)致探頭與工件的接觸間隙超過(guò)1mm 時(shí),若可以采用其他角度的探頭補(bǔ)充掃查,這種局部的變化是允許的,否則,應(yīng)修磨工件表面。
新版標(biāo)準(zhǔn)中“探頭移動(dòng)區(qū)和聲束反射面應(yīng)允許無(wú)干擾的耦合劑和反射物”,其原文意思為“探頭移動(dòng)區(qū)和聲束反射面應(yīng)確保耦合和反射不受干擾”。
采用斜探頭對(duì)焊縫進(jìn)行超聲檢測(cè)時(shí),斜探頭在焊縫邊緣母材上的“探頭移動(dòng)區(qū)”內(nèi)沿焊縫移動(dòng)掃查。當(dāng)探頭移動(dòng)區(qū)域內(nèi)的母材存在缺欠時(shí),會(huì)影響超聲波聲束進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域,導(dǎo)致焊縫缺欠的漏檢或誤判。母材上的缺欠可能來(lái)源于鋼板的冶煉扎制過(guò)程,也可能由于受焊接過(guò)程的影響,使得一些原本很小的缺欠變成了大缺欠。對(duì)于探頭移動(dòng)區(qū)域的母材檢測(cè),新版標(biāo)準(zhǔn)給出了如下規(guī)定:①應(yīng)在檢測(cè)合同或技術(shù)協(xié)議中明確是否需要檢測(cè)以及何時(shí)檢測(cè)。②應(yīng)在書面檢測(cè)工藝規(guī)程中明確如何檢測(cè)。③如果要求檢測(cè),發(fā)現(xiàn)缺欠后,應(yīng)對(duì)其是否影響焊縫斜探頭橫波檢測(cè)效果作出評(píng)價(jià)。④當(dāng)確認(rèn)母材缺欠影響焊縫檢測(cè)時(shí),應(yīng)調(diào)整焊縫超聲檢測(cè)技術(shù),甚至更換檢測(cè)方法。
新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,每次檢測(cè)前應(yīng)設(shè)置時(shí)基線和靈敏度。由于溫度的改變,會(huì)引起材料聲速的改變,根據(jù)斯奈爾定理,聲速的改變將引起斜探頭折射角的變化,因而會(huì)對(duì)缺欠的定位、定量和定性產(chǎn)生影響。因此,新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)置時(shí)基線和靈敏度時(shí)的溫度與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)的溫度差不應(yīng)超過(guò)15℃。必要時(shí),可能需要在接近檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)條件的環(huán)境溫度下進(jìn)行儀器的調(diào)試,這些要求在舊版標(biāo)準(zhǔn)中不曾提及。
與舊版標(biāo)準(zhǔn)一樣,新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了檢測(cè)過(guò)程中和檢測(cè)結(jié)束前,應(yīng)對(duì)時(shí)基線和靈敏度進(jìn)行校驗(yàn),并增加了“當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生改變或等同設(shè)置受到質(zhì)疑時(shí),也應(yīng)重新校驗(yàn)”。當(dāng)校驗(yàn)結(jié)果表明檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生偏離時(shí),應(yīng)予以修正。修正的條件和措施作了較大改變,具體要求及說(shuō)明如表6所示。
表6 靈敏度和時(shí)基線的修正
(1)以“φ”3mm 橫孔作為基準(zhǔn)反射體,制作距離—波幅曲線(DAC),相當(dāng)于舊版標(biāo)準(zhǔn)中使用RB系列試塊作DAC,以φ3-0dB 線為參考等級(jí)。橫孔長(zhǎng)度應(yīng)大于用-20dB 法測(cè)得的聲束寬度,目前使用的RB 系列試塊的橫孔參數(shù)為φ3 mm×40mm,能夠滿足該要求。
(2)以規(guī)定 尺寸的 平底孔(如“φ”1.5 mm/“φ”2mm/“φ”2.5mm/“φ”3mm)作為基準(zhǔn)反射體,制作縱波/橫波距離-增益-尺寸曲線(DGS),以此為參考等級(jí)。圖3是以平底孔為基準(zhǔn)反射體使用斜探頭和直探頭制作DGS曲線的示例。
(3)以寬度和深度均為1mm 的矩形槽作為基準(zhǔn)反射體。該技術(shù)僅應(yīng)用于斜探頭(折射角不小于70°)檢測(cè)厚度8mm≤t<15mm 的焊縫。這種技術(shù)以刻槽根部為基準(zhǔn)反射體制作DAC,以此為參考等級(jí),僅適用于采用大角度探頭對(duì)薄板焊縫的檢測(cè),并要求刻槽長(zhǎng)度大于用-20dB 法測(cè)得的聲束寬度。圖4是刻槽試塊的應(yīng)用示例。
圖3 縱波/橫波DGS曲線應(yīng)用示例
圖4 刻槽試塊的應(yīng)用示例
(4)串列技術(shù)。以“φ”6mm 平底孔(所有厚度)作為基準(zhǔn)反射體,垂直于探頭移動(dòng)區(qū)。僅應(yīng)用于斜探頭(折射角為45°)檢測(cè)厚度t≥15 mm 的焊縫。這種技術(shù)采用兩個(gè)折射角為45°的斜探頭,以“φ”6mm平底孔為基準(zhǔn)反射體制作DAC,以此為參考等級(jí),對(duì)于厚板焊縫以及窄間隙焊縫中垂直于檢測(cè)面的缺欠具有較好的檢測(cè)效果,但在檢測(cè)時(shí),需要掃查架輔助,以控制兩個(gè)探頭的相向移動(dòng),防止缺欠漏檢。圖5是串列技術(shù)的應(yīng)用示例。
圖5 串列技術(shù)的應(yīng)用示例
當(dāng)使用對(duì)比試塊建立參考等級(jí)時(shí),由于對(duì)比試塊和被檢對(duì)象之間可能存在材質(zhì)和表面耦合差異,會(huì)造成超聲能量的損失。新版標(biāo)準(zhǔn)的附錄F 給出了傳輸修正的測(cè)試方法——固定聲程法和比較法。對(duì)于傳輸損失差的處理,新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:如果差值不大于2dB,無(wú)需修正;如果差值大于2dB且小于12dB,應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償;如果差值大于等于12dB,應(yīng)考慮聲能損失原因,條件允許時(shí),可進(jìn)一步修磨工件表面探頭移動(dòng)區(qū)域;當(dāng)出現(xiàn)較大的聲能損失而又未找到明顯原因時(shí),應(yīng)測(cè)量檢測(cè)對(duì)象不同位置的聲能傳輸損失,并采取相應(yīng)修正措施。
信噪比是指儀器示波屏上最小缺欠信號(hào)幅度與最大噪聲幅度之比。由于噪聲的存在會(huì)掩蓋幅度低的小缺欠信號(hào),容易引起漏檢或誤判,嚴(yán)重時(shí)甚至無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于那些細(xì)小的裂紋類缺欠,由于其走向與反射特性,回波幅度往往很低,因此,信噪比對(duì)缺欠的檢出起關(guān)鍵作用。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,焊縫檢測(cè)過(guò)程中,噪聲電平,不包括表面?zhèn)物@示,應(yīng)至少保持在評(píng)定等級(jí)-12dB 以下,即確保低于評(píng)定等級(jí)12dB的缺欠信號(hào)不會(huì)被噪聲電平干擾。可根據(jù)技術(shù)協(xié)議放寬信噪比要求。
舊版標(biāo)準(zhǔn)以“初始檢驗(yàn)”、“規(guī)定檢驗(yàn)”和“缺陷評(píng)價(jià)”來(lái)規(guī)定對(duì)于不同接頭型式、不同板厚工件所選用的檢測(cè)參數(shù)、檢測(cè)條件、檢測(cè)方法和缺陷評(píng)價(jià)方法。
(1)手工掃查路徑對(duì)于縱向缺欠的檢測(cè),在保持探頭聲束垂直焊縫作前后移動(dòng)的同時(shí),還應(yīng)作10°左右的轉(zhuǎn)動(dòng)。如果檢測(cè)合同或技術(shù)協(xié)議約定要檢測(cè)橫向缺欠,則應(yīng)按照本準(zhǔn)則附錄A 的要求執(zhí)行。
(2)與檢測(cè)面垂直的近表面平面型缺欠,以單一斜探頭檢測(cè)技術(shù)是難以檢出的,應(yīng)在技術(shù)協(xié)議中明確檢測(cè)方法,如采用串列法等。
(3)缺欠定位。新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,應(yīng)建立一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)表明缺欠在檢測(cè)區(qū)域的具體分布狀況。
(4)顯示評(píng)定,新版標(biāo)準(zhǔn)給出了以下規(guī)定:
①所有超過(guò)評(píng)定等級(jí)的相關(guān)顯示,應(yīng)按下述②、③、④的要求評(píng)定。②最大回波幅度:應(yīng)移動(dòng)探頭找到最大回波幅度,并記錄相對(duì)于參考等級(jí)的幅度差值。使用多個(gè)探頭掃查同一部位時(shí),應(yīng)記錄獲得最高回波的探頭所對(duì)應(yīng)的參數(shù)。③顯示長(zhǎng)度:除非另有規(guī)定,縱向顯示長(zhǎng)度(lx)或橫向顯示長(zhǎng)度(ly),應(yīng)盡可能使用驗(yàn)收等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)測(cè)定。即采用GB/T 29712-2013附錄B 規(guī)定的“固定回波幅度等級(jí)技術(shù)”,也就是以評(píng)定等級(jí)的絕對(duì)靈敏度法來(lái)測(cè)顯示的指示長(zhǎng)度。如果檢測(cè)合同或技術(shù)協(xié)議有規(guī)定采用其他測(cè)長(zhǎng)方法也是可行的,如采用6dB法、端點(diǎn)峰值法等。④顯示自身高度:顯示自身高度的測(cè)定僅在有技術(shù)協(xié)議要求時(shí)執(zhí)行。測(cè)定方法如移動(dòng)探頭用幾何法測(cè)量或采用TOFD 技術(shù)。⑤顯示特征:如果檢測(cè)合同或技術(shù)協(xié)議有規(guī)定,評(píng)定顯示特征應(yīng)按照GB/T 29711—2013 的規(guī)定執(zhí)行。
舊版標(biāo)準(zhǔn)在附錄F 中給出了檢測(cè)報(bào)告和檢測(cè)記錄的通用格式。新版標(biāo)準(zhǔn)只提出了檢測(cè)報(bào)告的要求,分別從檢測(cè)對(duì)象的特征、檢測(cè)合同、檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)條件、顯示的評(píng)定與記錄等方面列出了31項(xiàng)內(nèi)容需要寫入檢測(cè)報(bào)告,檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)按這些要求設(shè)置檢測(cè)原始記錄和報(bào)告格式,檢測(cè)人員應(yīng)如實(shí)填寫。
新版標(biāo)準(zhǔn)附錄A 以圖表形式給出了七種典型接頭型式檢測(cè)等級(jí)A、B和C的具體要求,包括適用的母材厚度、探頭數(shù)量、探頭掃查位置、探頭移動(dòng)區(qū)域?qū)挾?,以及是否要采用直探頭掃查焊縫,是否要做橫向顯示的掃查,會(huì)涉及到檢測(cè)合同的約定內(nèi)容。當(dāng)實(shí)際檢測(cè)對(duì)象與之有差異時(shí),應(yīng)根據(jù)合同要求編制可適用的書面檢測(cè)工藝規(guī)程。檢測(cè)等級(jí)D的要求應(yīng)由檢測(cè)合同或技術(shù)協(xié)議規(guī)定。
新版標(biāo)準(zhǔn)中圖A.1 和表A.1 給出了板-板和管-管對(duì)接焊縫超聲檢測(cè)的具體應(yīng)用。應(yīng)根據(jù)檢測(cè)合同或技術(shù)協(xié)議給定的檢測(cè)等級(jí),選擇符合要求的探頭數(shù)量、探頭類型、掃查位置、掃查方式和掃查范圍。圖A.1中各個(gè)代號(hào)的含義及應(yīng)用說(shuō)明如表7所示。
表7 圖A.1中各個(gè)代號(hào)的含意及應(yīng)用說(shuō)明
對(duì)于表A.1,有以下幾點(diǎn)需要說(shuō)明:①檢測(cè)等級(jí)A 只適用于8mm≤t<40mm 的板厚范圍。②檢測(cè)等級(jí)A 和B 是否要作橫向顯示的檢測(cè)應(yīng)由檢測(cè)合同特別規(guī)定,檢測(cè)等級(jí)C 必須作橫向顯示的檢測(cè)。③從探頭移動(dòng)區(qū)域?qū)挾瓤梢钥闯?,檢測(cè)縱向顯示時(shí),應(yīng)使用斜探頭的直射波和一次反射波。④合計(jì)掃查次數(shù)由探頭掃查方向與焊縫的位置關(guān)系決定,如板厚t=40 mm,B 級(jí)檢測(cè),掃查縱向顯示時(shí),應(yīng)使用兩個(gè)斜探頭單面雙側(cè)掃查,共有四個(gè)掃查次數(shù);掃查橫向顯示時(shí),應(yīng)使用兩個(gè)斜探頭單面雙側(cè)采用兩個(gè)方向的斜平行掃查方式,共有八個(gè)掃查次數(shù);又如板厚為40mm,C 級(jí)檢測(cè),對(duì)于縱向顯示應(yīng)增加一個(gè)直探頭掃查,合計(jì)掃查次數(shù)為五個(gè),而對(duì)于橫向顯示則要求作平行掃查,合計(jì)掃查次數(shù)為四個(gè)。⑤對(duì)于檢測(cè)等級(jí)A,備注欄給出“可由檢測(cè)合同限制為單面一次掃查”,其原文意思為“可由檢測(cè)合同限定為單面單側(cè)掃查”。⑥對(duì)于板厚8mm≤t<40mm 的B 級(jí)檢測(cè),備注欄給出“如果只進(jìn)行單面掃查,應(yīng)選用2個(gè)角度的探頭”其原文意思為“如果只進(jìn)行單側(cè)掃查,應(yīng)選用2個(gè)角度的探頭”。
對(duì)于附錄A 中其他幾種接頭型式焊縫的超聲檢測(cè)等級(jí),此處不再贅述,但需要說(shuō)明兩點(diǎn):①在新版標(biāo)準(zhǔn)的表A.2中,對(duì)于板厚8mm≤t<15mm,C級(jí)檢測(cè)等級(jí),檢測(cè)橫向顯示時(shí),探頭位置為F 和G,探頭移動(dòng)區(qū)域?qū)挾葹閏,表格中多寫了“f+g”,應(yīng)去掉。②對(duì)于板厚8mm≤t<15mm,檢測(cè)縱向顯示時(shí),在表A.2和表A.3的檢測(cè)等級(jí)A,表A.4的檢測(cè)等級(jí)A 和B,均采用了斜探頭掃查和C 位置的直探頭掃查,計(jì)算合計(jì)掃查次數(shù)應(yīng)為2,但表格中均只寫了1。在EN 1714標(biāo)準(zhǔn)中,直探頭掃查的探頭位置以“orC”表示,這說(shuō)明對(duì)于板厚8mm≤t<15mm的T 型接頭、L 型接頭和插入式管座角接頭,可以選擇斜探頭或直探頭實(shí)施縱向顯示的檢測(cè),此時(shí)合計(jì)掃查次數(shù)為1。圖6分別給出了T 型接頭和L型接頭超聲檢測(cè)時(shí)探頭的布置方式。
圖6 T 型接頭和L型接頭超聲檢測(cè)時(shí)探頭的布置方式
新版標(biāo)準(zhǔn)附錄B 引用了EN 583-4 的內(nèi)容,給出了串列檢測(cè)的一般規(guī)定,當(dāng)使用技術(shù)4設(shè)定參考等級(jí)時(shí),應(yīng)遵照?qǐng)?zhí)行。
附錄C 列出了超聲檢測(cè)儀器和探頭的常用技術(shù)參數(shù),主要內(nèi)容來(lái)自GB/T 27664.1中C.1部分,制造商應(yīng)將新版標(biāo)準(zhǔn)列出的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)提供給使用者,提供技術(shù)參數(shù)的增加或減少應(yīng)獲得設(shè)備采購(gòu)雙方的同意。
附錄D 是曲面工件實(shí)際折射角的計(jì)算方法,內(nèi)容來(lái)自EN 583-2。檢測(cè)曲面工件時(shí),為了獲得有效的耦合,可能會(huì)要求對(duì)斜探頭接觸面進(jìn)行修磨,修磨后的探頭,其入射點(diǎn)和折射角都會(huì)有所改變,將影響對(duì)顯示的評(píng)定,實(shí)際使用時(shí),應(yīng)據(jù)此執(zhí)行。
附錄E 引用了EN 583-2的內(nèi)容,規(guī)定了時(shí)基線和靈敏度的設(shè)定方法。此處提供了使用技術(shù)1設(shè)置參考等級(jí)時(shí)所用的四種參考試塊,其反射體的長(zhǎng)度和孔徑、分布位置和間距不同,每種參考試塊的適用檢測(cè)厚度也不一樣。表E.1 中“條件”一列應(yīng)編輯成合并欄,對(duì)反射體長(zhǎng)度和橫孔直徑的要求適用于四種參考試塊。實(shí)際檢測(cè)時(shí),按照大角度探頭適用于薄板檢測(cè),小角度探頭適用于厚板檢測(cè)的原則,可以用舊版標(biāo)準(zhǔn)的RB 系列試塊代替新版標(biāo)準(zhǔn)的橫孔參考試塊。
附錄F 引用了EN 583-2 的內(nèi)容,規(guī)定了測(cè)定傳輸修正值的兩種方法,即固定聲程法和比較法。同時(shí)也給出了傳輸修正對(duì)局部變化進(jìn)行補(bǔ)償?shù)囊?guī)定。
對(duì)于EN 583系列標(biāo)準(zhǔn)的理解,若有需要,可參考標(biāo)準(zhǔn)原文或查閱《無(wú)損探傷》第28卷第4期和第5期的相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn),不作展開討論。
開展焊縫超聲檢測(cè)工作,必須嚴(yán)格執(zhí)行檢測(cè)合同或技術(shù)協(xié)議指定的標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 11345—2013標(biāo)準(zhǔn)與GB/T 11345—1989標(biāo)準(zhǔn)在結(jié)構(gòu)形式、技術(shù)要求等方面有較大的差異,新版標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)頒布并執(zhí)行,只有充分理解和掌握其技術(shù)要求,正確運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn),編制合理的書面檢測(cè)工藝規(guī)程,認(rèn)真實(shí)施檢測(cè),才能實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的有效檢測(cè),從而確保產(chǎn)品質(zhì)量符合使用要求。
[1]ISO 17640—2010 焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè)技術(shù),檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定[S].
[2]ISO 23279—2010焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 焊縫中顯示的特征[S].
[3]ISO 11666—2010焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 接收等級(jí)[S].
[4]ISO 17635—2010 焊縫無(wú)損檢測(cè) 金屬材料的一般規(guī)則[S].
[5]ISO 5817—2014焊接 鋼、鎳、鈦及其合金的熔焊接頭(不包括電子束焊)缺陷質(zhì)量分級(jí)[S].
[6]EN 1712—2004 焊縫無(wú)損檢測(cè) 焊接接頭超聲檢測(cè) 合格等級(jí)[S].
[7]EN 1713—2003 焊縫無(wú)損檢測(cè) 焊接接頭超聲檢測(cè) 焊縫中顯示的特征[S].
[8]EN 1714—2003焊縫無(wú)損檢測(cè) 焊接接頭超聲檢測(cè)[S].
[9]GB/T 11345—1989 鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)[S].
[10]GB/T 19418—2003 鋼的弧焊接頭 缺陷質(zhì)量分級(jí)指南[S].
[11]GBT 9445—2008無(wú)損檢測(cè) 人員資格鑒定與認(rèn)證[S].
[12]GB/T 6417.1—2005 金屬熔化焊接頭缺欠分類及說(shuō)明[S].
[13]GB/T 27664.1—2011 無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè)設(shè)備的性能與檢驗(yàn) 第1部分:儀器[S].
[14]GB 50205—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].
[15]GB/T 11345—2013焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定[S].
[16]GB/T 29711—2013焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 焊縫中的顯示特征[S].
[17]GB/T 29712—2013焊縫無(wú)損檢測(cè) 超聲檢測(cè) 驗(yàn)收等級(jí)[S].
[18]JB/T 9214—2010無(wú)損檢測(cè)A 型脈沖反射式超聲檢測(cè)系統(tǒng)工作性能測(cè)試方法[S].
[19]JB/T 10061—1999A 型脈沖反射式超聲探傷儀通用技術(shù)條件[S].