【正文】 使用最廣泛的超聲波探傷儀 。當(dāng)探頭在工件表面移動(dòng)時(shí) ， 熒光屏上可顯示工件內(nèi)部缺陷的平面圖象 ， 但不能表示深度 。 始脈沖寬度是指在一定的靈敏度下 ， 示波屏上高度超過(guò)滿刻度 20%的始脈沖延續(xù)長(zhǎng)度 。 對(duì)于中薄鋼板 （ t＞ 20mm） 單直探頭超聲檢測(cè)來(lái)說(shuō) ， 其厚度方向檢測(cè)范圍本來(lái)就比較小 ， 如果再考慮到檢測(cè)盲區(qū)的影響 ， 可以檢測(cè)的部位就屈指可數(shù)了 ， 這樣的檢測(cè)結(jié)果對(duì)于保證鋼板的質(zhì)量水平 ， 提高承壓設(shè)備的長(zhǎng)周期安全是不利的 。 尤其是鍛件直探頭檢測(cè)時(shí) ， 直接采用頻率和波長(zhǎng)計(jì)算缺陷當(dāng)量直徑 ， 因此影響更大 。 10%， 并將其作為重要參數(shù)加以控制 ， 以減少干擾 ， 提高超聲檢測(cè)可靠性 。 ? 實(shí)際繪制時(shí) ， 基準(zhǔn)波高通常選擇為熒光屏滿刻度的 60～80％ 。 且波幅過(guò)低時(shí) ，探頭掃查過(guò)程中的回波動(dòng)態(tài)變化不易觀察到 ， 容易導(dǎo)致缺陷漏檢 。 32 超聲修改內(nèi)容解釋 —探頭種類和結(jié)構(gòu) 單直探頭 ：直探頭主要用于發(fā)射和接收縱波 ， 又稱為縱波探頭 。 聚焦探頭 ：根據(jù)焦點(diǎn)形狀不同可分為點(diǎn)聚焦和線聚焦 。 可實(shí)現(xiàn)縱波 、 橫波 、表面波和板波檢測(cè) 。 主要通過(guò)改變渦流與恒定磁場(chǎng)的方向 ， 產(chǎn)生超聲縱波 、 和橫波 。 33 ? 標(biāo)準(zhǔn)試塊是指本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的用于儀器探頭系統(tǒng)性能校準(zhǔn)和檢測(cè)校準(zhǔn)的試塊 ， 用的標(biāo)準(zhǔn)試塊有： ? ? 鋼板用標(biāo)準(zhǔn)試塊： CBⅠ 、 CBⅡ ； ? ? 鍛件用標(biāo)準(zhǔn)試塊： CSⅠ 、 CSⅡ 、 CSⅢ ； ? ? 焊接接頭用標(biāo)準(zhǔn)試塊： CSKⅠA 、 CSKⅡA 、 CSKⅢA 、 CSKⅣA 。 對(duì)比試塊的外形尺寸應(yīng)能代表被檢工件的特征 ， 試塊厚度應(yīng)與被檢工件的厚度相對(duì)應(yīng) 。 一般代表工件內(nèi)部有一定長(zhǎng)度的裂紋 、未焊透 、 未熔合和條狀?yuàn)A渣 。 適用各種 K值探頭 。 適用于鋼板 、 鋼管 、 鍛件等工件的橫波檢測(cè) ， 也可模擬其他工件或焊縫表面或近表面缺陷以調(diào)整檢測(cè)靈敏度 。①、鐵素體型不銹鋼是以鐵素體為基體的不銹鋼。③、奧氏體型不銹鋼是以?shī)W氏體為基體的不銹鋼。對(duì)于奧氏體型不銹鋼，應(yīng)采用專門的超聲檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。但是，隨著承壓設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展與國(guó)外交往的不斷擴(kuò)大，實(shí)際檢測(cè)中，有時(shí)也會(huì)碰到奧氏體鋼板材和雙相鋼鋼板檢測(cè)。 46 超聲修改內(nèi)容解釋 —超 厚板超聲檢測(cè) JISG080195標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壁厚 ≤ 200mm的鋼板采用單塊階梯試塊或 φ5 平底孔平底孔試塊來(lái)較正靈敏度， 200～ 300mm的鋼板則利用一組平底孔試塊測(cè)的距離 —波幅曲線作為基準(zhǔn)靈敏度。對(duì)于壁厚＞ 250mm的板材則采用 φ5 平底孔的距離 —波幅曲線來(lái)確定基準(zhǔn)靈敏度，這樣比較合理、其重復(fù)性也比較好。當(dāng)板材較薄，波束不容易分辯時(shí)，可采用第二次缺陷波和第二次底波來(lái)評(píng)定缺陷。 48 超聲修改內(nèi)容解釋 鋼板超聲分級(jí) 鋼板超聲檢測(cè)主要是針對(duì)鋼板的分層和夾灰等缺陷的，所謂的單個(gè)指示面積不計(jì)的缺陷主要是指鋼板中的小分層缺陷。 由于作為支承件和結(jié)構(gòu)件的厚鋼板并不需要太高的質(zhì)量 ， 因此根據(jù)鋼廠的要求增加鋼板 （ Ⅳ 級(jí) ） 的級(jí)別分類 ， 供與承壓設(shè)備有關(guān)支承件和結(jié)構(gòu)件的制造安裝使用 ，也可供其它行業(yè)選用 。 壁厚 δ 為 150～ 200mm時(shí) ， 距離 波幅曲線的制作如圖 33所示 。 ⅠⅡBSⅠ ⅡⅠⅡ ⅠBSⅡⅠⅡ ⅠBⅡ S50 超聲修改內(nèi)容解釋 鍛件缺陷和檢測(cè)范圍 鍛件缺陷主要有縮孔殘余 、 疏松 、 夾雜 、 白點(diǎn)和裂紋等 。 白點(diǎn)主要集中于鍛件大截面中心 ， 一般總是成群出現(xiàn) ， 通常合金總含量超過(guò) %～%或含 Cr、 Ni、 Mn的合金鋼鍛件容易產(chǎn)生白點(diǎn)；裂紋有鑄造裂紋 、 鍛造裂紋和熱處理裂紋三種 ， 通常是由于鍛造和熱處理工藝不當(dāng) ， 而在鍛件表面或心部形成的 。 薄壁試塊測(cè)量衰減系數(shù) 衰減系數(shù)的計(jì)算公式 （ T＜ 3N， 且滿足 n＞ 3N/ T， m＝ 2n） α ＝ ［（ Bn—Bm） － 6dB］ /2（ m－ n） T 式中： α ——衰減系數(shù) ， dB/m（ 單程 ） ； （ Bm—Bn） ——兩次衰減器的讀數(shù)之差 ， dB； T——工件檢測(cè)厚度 ， mm。 平底面或?qū)嵭膱A柱形曲底面同距離處底波與平底孔回波的分貝差 : △ ＝ 20lg（ PB/Pф ） ＝ 20lg（ 2λX∕πΦ 2） （ dB） 式中 : PB——大平底的回波聲壓； PФ ——平底孔的回波聲壓； λ ——波長(zhǎng) ， mm； x——被探部位的厚度 ， mm； Ф ——平底孔直徑 ， mm。 53 超聲修改內(nèi)容解釋 鍛件游動(dòng)信號(hào) 鍛件游動(dòng)信號(hào)就是指隨著探頭在鍛件表面移動(dòng) ， 缺陷回波信號(hào)在時(shí)基線上隨之移動(dòng) ， 若信號(hào)前沿移動(dòng)距離 ≥ 25mm時(shí) ，則該信號(hào)稱之為游動(dòng)信號(hào) 。 在底波前游動(dòng)的信號(hào)通常是由偏析缺陷引起的 。 游動(dòng)信號(hào)除與聲程差有關(guān)外 ， 還與檢測(cè)靈敏度 、 重復(fù)頻率 、 鍛件內(nèi)部組織 、 缺陷與檢測(cè)面的方位角和探頭的指向角有關(guān) ， 因此 ， 檢測(cè)時(shí)應(yīng)綜合考慮和合理使用適當(dāng)?shù)念l率及靈敏度 ， 使檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確可靠 。 圖 341 55 超聲修改內(nèi)容解釋 缺陷當(dāng)量計(jì)算公式 鍛件超聲檢測(cè)中 ， 若缺陷尺寸小于聲束截面且位于 x≥ 3N的范圍內(nèi) ， 應(yīng)采用當(dāng)量計(jì)算法 ， 利用各種規(guī)則反射體的回波聲壓公式和實(shí)際檢測(cè)時(shí)的缺陷回波高度來(lái)計(jì)算缺陷當(dāng)量 。 10lg（ D/d） ＋ 2α（ Xφ － XB） 式中 d——空心圓柱體內(nèi)徑 ， mm； D——空心圓柱體外徑 ， mm； “ +‖——外圓徑向探測(cè) ， 內(nèi)孔凸柱面反射； “ —‖——內(nèi)孔徑向探測(cè) ， 外圓凹柱面反射 。 本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鍛件的修復(fù)和檢查是這樣考慮的：一旦鍛件發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷 ， 則應(yīng)進(jìn)行挖 、 刨消除 ， 并對(duì)其表面進(jìn)行表面檢測(cè) ， 以驗(yàn)證缺陷是否完全消除；然后進(jìn)行焊補(bǔ) ， 焊補(bǔ)表面應(yīng)進(jìn)行表面檢測(cè) ，焊肉內(nèi)部應(yīng)用直探頭或雙晶直探頭進(jìn)行檢測(cè) ， 并按鍛件的要求進(jìn)行評(píng)價(jià) 。 57 超聲修改內(nèi)容解釋 鍛件橫波檢測(cè) 承壓設(shè)備鍛件的橫波檢 ， 鍛造缺陷一般呈面狀 ， 且垂直于主鍛造方向 ， 因此 ， 鍛件超聲檢測(cè)時(shí) ， 一般選用直探頭采用縱波進(jìn)行檢測(cè) ， 以取得較好的檢測(cè)效果 。 鋼鍛件質(zhì)量評(píng)級(jí)： 缺陷波幅大于距離 波幅曲線 （ 基準(zhǔn)線 ） 的質(zhì)量等級(jí)定為 Ⅲ 級(jí) 。對(duì)于這類雙相鋼鍛件的超聲檢測(cè)，合肥通用所自 80年代初以業(yè)對(duì)此做了大量的試驗(yàn)研究，在此基礎(chǔ)上標(biāo)準(zhǔn)編制組做了一些規(guī)定。 59 超聲修改內(nèi)容解釋 鑄件超聲檢測(cè) 通常可采用超聲檢測(cè)的鑄件主要有球墨鑄鐵件和鑄鋼件兩種，其所含的石墨一般呈球狀或團(tuán)絮狀。 由于這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)適用于壓縮機(jī)系統(tǒng)的高壓氣缸和高壓氣缸頭鑄件的超聲檢測(cè) ， 這些鑄件實(shí)際上就是一個(gè)壓力容器 。由于這部分內(nèi)容是首次放進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，因此也想通過(guò)使用實(shí)踐對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的適用性進(jìn)行一次檢驗(yàn)，對(duì)不合適的內(nèi)容進(jìn)行增刪，將該項(xiàng)工作做得更好。 此時(shí) ， 探頭中心的移動(dòng)距離即為缺陷的指示長(zhǎng)度 ， 探頭中心點(diǎn)即為缺陷的邊界點(diǎn) 。 62 超聲修改內(nèi)容解釋 復(fù)合鋼板檢測(cè) JB473094標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板超聲檢測(cè)的內(nèi)容主要是依據(jù)GB773486和 JISG060182的原則和內(nèi)容制定的，包括軋制復(fù)合鋼板、爆炸復(fù)合鋼板和堆焊復(fù)合鋼板。以此作為基準(zhǔn)靈敏度進(jìn)行檢測(cè)。 因此本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高壓無(wú)縫鋼管超聲檢測(cè)采用 40mm長(zhǎng) 、60176。 如果必須對(duì)鋼管的分層缺陷進(jìn)行檢測(cè) ， 可用小直徑雙晶直探頭或單晶直探頭進(jìn)行檢測(cè) 。 因此 ， 本標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定對(duì)鋼管縱向缺陷的檢測(cè)是必要的和強(qiáng)制性的 ， 將其放在正文中 ， 而將橫向缺陷的檢測(cè)內(nèi)容放入附錄 J中 ， 由供需雙方協(xié)商解決 。 聲透鏡曲率半徑 r的確定：聚焦探頭聲透鏡曲率半徑 r應(yīng)滿足下式： r＝ （ C1－ C2） f／ C1 式中 C1——聲透鏡材料中的縱波聲速 ， m/s； C2——水中聲速 ， m/s； f——水中焦距。 小口徑管水浸聚焦超聲檢測(cè)時(shí) ， 一般要求聲束焦點(diǎn)落在管子的中心軸線上 ， 如圖 1所示 。 隨著壓力容器制造業(yè)的發(fā)展 ， 對(duì)高壓無(wú)縫鋼管的質(zhì)量要求越來(lái)越高 ， 同時(shí)由于不能完全排除橫向缺陷的存在 ， 尤其是大口徑的無(wú)縫鋼管 ， 所以在后來(lái)制訂的標(biāo)準(zhǔn)如 GB416384《 不銹鋼管超聲波探傷方法 》 和GB577786《 無(wú)縫鋼管超聲波探傷方法 》 中都包括了橫向缺陷的檢測(cè)方法 。 并考慮到使用條件和設(shè)計(jì)要求不同 ， 將槽深分為三個(gè)等級(jí) ， 供設(shè)計(jì)人員選擇使用 。本標(biāo)準(zhǔn)在制定中主要考慮到三個(gè)因素：①冶金部是目前國(guó)內(nèi)高壓無(wú)縫鋼管的主要來(lái)源，為了保證訂貨工作順利進(jìn)行，人工缺陷反射體的選擇應(yīng)和冶金部的規(guī)定統(tǒng)一起來(lái)；②矩型槽作為鋼管超聲檢測(cè)的人工缺陷反射體不適宜，因?yàn)?，槽深?，其反射波幅與槽深不是一個(gè)單調(diào)的遞增函數(shù)，而有多重對(duì)應(yīng)關(guān)系。 本次修訂時(shí)，由于軋制復(fù)合鋼板、爆炸復(fù)合鋼板檢測(cè)內(nèi)容已基本統(tǒng)一，因此修訂稿包括上述兩類復(fù)合板的超聲檢測(cè)內(nèi)容，廢除了槽形試塊，以復(fù)合鋼板本身來(lái)調(diào)節(jié)靈敏度。 此時(shí) ， 探頭中心移動(dòng)距離即為缺陷的指示長(zhǎng)度 ， 探頭中心即為缺陷的邊界點(diǎn)；兩種方法測(cè)得的結(jié)果以較嚴(yán)重者為準(zhǔn)； ④ 確定底波降低缺陷的邊界或指示長(zhǎng)度時(shí) ， 移動(dòng)探頭 （ 單直探頭或雙直探頭 ） ， 使底面第一次反射波升高到熒光屏滿刻度的 40%。 在檢測(cè)過(guò)程中 ， 發(fā)現(xiàn)下列情況之一者即作為缺陷處理： ① 缺陷第一次反射波 （ F1） 波高大于或等于滿刻度 40%， 即 F1≥ 40%者； ② 缺陷第一次反射波 （ F1） 波高低于滿刻度的 40%， 同時(shí) ， 缺陷第一次反射波 （ F1） 波高與底面第一次反射波 （ B1） 波高之比大于或等于 100%，即 F1/B1≥ 100%者； ③ 當(dāng)?shù)酌娴谝淮畏瓷洳?（ B1） 波高低于滿刻度的 5%， 即 B1小于 5%者 。 60 超聲修改內(nèi)容解釋 —鋁、鈦板材檢測(cè) 承壓設(shè)備鋁合金、鈦合金和鎳合金板材超聲檢測(cè)在JB473094標(biāo)準(zhǔn)中是空白點(diǎn)，但壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程對(duì)此有相應(yīng)的檢測(cè)要求，為了適應(yīng)行業(yè)的要求，本標(biāo)準(zhǔn)在這次修訂稿增加了這部分內(nèi)容，檢測(cè)方法主要依據(jù)鋼板檢測(cè)的內(nèi)容編寫。壓力容器鑄件目前在行業(yè)上用得比較少，使用壓力也比較低，在 GB150和 《 壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 》中也沒(méi)有提出很明確的要求，因此， JB4730標(biāo)準(zhǔn)的制訂時(shí)，沒(méi)有涉及到鑄件超聲檢測(cè)的問(wèn)題。當(dāng)奧氏體含量＞ 60%時(shí)，可進(jìn)行一些對(duì)比試驗(yàn)，以確定是采用碳鋼和低合金鋼還是采用奧氏體不銹鋼超聲檢測(cè)的規(guī)定進(jìn)行超聲檢測(cè)。 表 1 缺陷質(zhì)量等級(jí) 質(zhì)量等級(jí) 單個(gè)缺陷指示長(zhǎng)度 Ⅰ ≤1/3 壁厚，且 ≤ 100mm Ⅱ ≤2/3 壁厚，且 ≤ 150mm Ⅲ 大于 Ⅱ 級(jí)者 58 超聲修改內(nèi)容解釋 雙相鋼鍛件檢測(cè) 雙相鋼是鐵素體加奧氏體或珠光體加奧氏體的機(jī)械混合物，目前在化工行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。 如超高壓整體鍛造氣瓶 、 水晶釜 、 筒形和環(huán)形鍛件等等都存在這個(gè)問(wèn)題 。 對(duì)此 ，本標(biāo)準(zhǔn)編制組和鍛件標(biāo)準(zhǔn)編制組進(jìn)行了協(xié)調(diào) ， 認(rèn)為修補(bǔ)后的鍛件以后還是作為鍛件來(lái)使用 ， 其所有性能都應(yīng)滿足鍛件的要求 ， 從這個(gè)意義上來(lái)看 ， 修補(bǔ)處還是按鍛件要求進(jìn)行超聲檢測(cè)比較合理 。 56 超聲修改內(nèi)容解釋 鍛件修復(fù)檢測(cè) 由于承壓設(shè)備用鍛件價(jià)格貴和制造周期長(zhǎng) ， 一旦報(bào)廢將給生產(chǎn)帶來(lái)極其巨大的損失 。 當(dāng)用大平底和實(shí)心圓柱形曲底面調(diào)節(jié)靈敏度時(shí) ， 當(dāng)量計(jì)算公式為 △ ＝ 20lg（ PB/Pф ） ＝ 20lg（ 2Λx 2Φ ∕πΦ 2XB） ＝ 2α （ Xφ － XB） 式中 xФ ——缺陷至探測(cè)面的距離 ， mm； xB——鍛件底面至探測(cè)面的距離 ， mm； α ——材質(zhì)衰減系數(shù) ， dB/m； λ ——波長(zhǎng) ， mm； Ф ——缺陷的平底孔當(dāng)量直徑 ， mm； Δ BФ 大平底回波與缺陷回波的分貝差 。通常當(dāng)缺陷回波很高，并有多次重復(fù)回波，且底波嚴(yán)重下降甚至消失，則表明鍛件中存在平行于探測(cè)面的大面積缺陷；若缺陷回波和底面回波都比較低甚至消失，則表明鍛件中存在大面積與探測(cè)面傾斜的缺陷或在探測(cè)面附近有大缺陷；若示波屏上出現(xiàn)密集的彼此相連的缺陷回波