【正文】 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時 ， 一般要求聲束焦點(diǎn)落在管子的中心軸線上 ， 如圖 1所示 。 因此 ， 本標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定對鋼管縱向缺陷的檢測是必要的和強(qiáng)制性的 ， 將其放在正文中 ， 而將橫向缺陷的檢測內(nèi)容放入附錄 J中 ， 由供需雙方協(xié)商解決 。 隨著壓力容器制造業(yè)的發(fā)展 ， 對高壓無縫鋼管的質(zhì)量要求越來越高 ， 同時由于不能完全排除橫向缺陷的存在 ， 尤其是大口徑的無縫鋼管 ， 所以在后來制訂的標(biāo)準(zhǔn)如 GB416384《 不銹鋼管超聲波探傷方法 》 和GB577786《 無縫鋼管超聲波探傷方法 》 中都包括了橫向缺陷的檢測方法 。 如果必須對鋼管的分層缺陷進(jìn)行檢測 ， 可用小直徑雙晶直探頭或單晶直探頭進(jìn)行檢測 。 并考慮到使用條件和設(shè)計要求不同 ， 將槽深分為三個等級 ， 供設(shè)計人員選擇使用 。 因此本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高壓無縫鋼管超聲檢測采用 40mm長 、60176。本標(biāo)準(zhǔn)在制定中主要考慮到三個因素：①冶金部是目前國內(nèi)高壓無縫鋼管的主要來源，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；②矩型槽作為鋼管超聲檢測的人工缺陷反射體不適宜，因為，槽深為 ，其反射波幅與槽深不是一個單調(diào)的遞增函數(shù)，而有多重對應(yīng)關(guān)系。以此作為基準(zhǔn)靈敏度進(jìn)行檢測。 本次修訂時，由于軋制復(fù)合鋼板、爆炸復(fù)合鋼板檢測內(nèi)容已基本統(tǒng)一，因此修訂稿包括上述兩類復(fù)合板的超聲檢測內(nèi)容，廢除了槽形試塊，以復(fù)合鋼板本身來調(diào)節(jié)靈敏度。 62 超聲修改內(nèi)容解釋 復(fù)合鋼板檢測 JB473094標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合鋼板超聲檢測的內(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。 此時 ， 探頭中心移動距離即為缺陷的指示長度 ， 探頭中心即為缺陷的邊界點(diǎn)；兩種方法測得的結(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度時 ， 移動探頭 （ 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%。 此時 ， 探頭中心的移動距離即為缺陷的指示長度 ， 探頭中心點(diǎn)即為缺陷的邊界點(diǎn) 。 在檢測過程中 ， 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 ， 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 。由于這部分內(nèi)容是首次放進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，因此也想通過使用實踐對標(biāo)準(zhǔn)的適用性進(jìn)行一次檢驗，對不合適的內(nèi)容進(jìn)行增刪，將該項工作做得更好。 60 超聲修改內(nèi)容解釋 —鋁、鈦板材檢測 承壓設(shè)備鋁合金、鈦合金和鎳合金板材超聲檢測在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)程對此有相應(yīng)的檢測要求，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，檢測方法主要依據(jù)鋼板檢測的內(nèi)容編寫。 由于這兩個標(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 ， 這些鑄件實際上就是一個壓力容器 。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 》中也沒有提出很明確的要求，因此， JB4730標(biāo)準(zhǔn)的制訂時，沒有涉及到鑄件超聲檢測的問題。 59 超聲修改內(nèi)容解釋 鑄件超聲檢測 通常可采用超聲檢測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。當(dāng)奧氏體含量＞ 60%時，可進(jìn)行一些對比試驗，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的規(guī)定進(jìn)行超聲檢測。對于這類雙相鋼鍛件的超聲檢測，合肥通用所自 80年代初以業(yè)對此做了大量的試驗研究，在此基礎(chǔ)上標(biāo)準(zhǔn)編制組做了一些規(guī)定。 表 1 缺陷質(zhì)量等級 質(zhì)量等級 單個缺陷指示長度 Ⅰ ≤1/3 壁厚，且 ≤ 100mm Ⅱ ≤2/3 壁厚，且 ≤ 150mm Ⅲ 大于 Ⅱ 級者 58 超聲修改內(nèi)容解釋 雙相鋼鍛件檢測 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。 鋼鍛件質(zhì)量評級： 缺陷波幅大于距離 波幅曲線 （ 基準(zhǔn)線 ） 的質(zhì)量等級定為 Ⅲ 級 。 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問題 。 57 超聲修改內(nèi)容解釋 鍛件橫波檢測 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 ， 鍛件超聲檢測時 ， 一般選用直探頭采用縱波進(jìn)行檢測 ， 以取得較好的檢測效果 。 對此 ，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使用 ， 其所有性能都應(yīng)滿足鍛件的要求 ， 從這個意義上來看 ， 修補(bǔ)處還是按鍛件要求進(jìn)行超聲檢測比較合理 。 本標(biāo)準(zhǔn)對鍛件的修復(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 ， 并對其表面進(jìn)行表面檢測 ， 以驗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 ，焊肉內(nèi)部應(yīng)用直探頭或雙晶直探頭進(jìn)行檢測 ， 并按鍛件的要求進(jìn)行評價 。 56 超聲修改內(nèi)容解釋 鍛件修復(fù)檢測 由于承壓設(shè)備用鍛件價格貴和制造周期長 ， 一旦報廢將給生產(chǎn)帶來極其巨大的損失 。 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 ， 內(nèi)孔凸柱面反射； “ —‖——內(nèi)孔徑向探測 ， 外圓凹柱面反射 。 當(dāng)用大平底和實心圓柱形曲底面調(diào)節(jié)靈敏度時 ， 當(dāng)量計算公式為 △ ＝ 20lg（ PB/Pф ） ＝ 20lg（ 2Λx 2Φ ∕πΦ 2XB） ＝ 2α （ Xφ － XB） 式中 xФ ——缺陷至探測面的距離 ， mm； xB——鍛件底面至探測面的距離 ， mm； α ——材質(zhì)衰減系數(shù) ， dB/m； λ ——波長 ， 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 。 圖 341 55 超聲修改內(nèi)容解釋 缺陷當(dāng)量計算公式 鍛件超聲檢測中 ， 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)量計算法 ， 利用各種規(guī)則反射體的回波聲壓公式和實際檢測時的缺陷回波高度來計算缺陷當(dāng)量 。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面傾斜的缺陷或在探測面附近有大缺陷；若示波屏上出現(xiàn)密集的彼此相連的缺陷回波（通常比較低）、底面回波明顯下降或消失，則表示鍛件中存在密集性缺陷。 游動信號除與聲程差有關(guān)外 ， 還與檢測靈敏度 、 重復(fù)頻率 、 鍛件內(nèi)部組織 、 缺陷與檢測面的方位角和探頭的指向角有關(guān) ， 因此 ， 檢測時應(yīng)綜合考慮和合理使用適當(dāng)?shù)念l率及靈敏度 ， 使檢測結(jié)果更準(zhǔn)確可靠 。 雖然試驗研究表明 ， 裂紋回波信號不一定游動 ， 游動信號也不一定全是裂紋 。 在底波前游動的信號通常是由偏析缺陷引起的 。 探頭移動速度快 ， 不同聲程缺陷波的變化也快 ， 于是構(gòu)成缺陷游動信號 。 53 超聲修改內(nèi)容解釋 鍛件游動信號 鍛件游動信號就是指隨著探頭在鍛件表面移動 ， 缺陷回波信號在時基線上隨之移動 ， 若信號前沿移動距離 ≥ 25mm時 ，則該信號稱之為游動信號 。 10lg（ D/d） （ dB） 式中 : P′ B——圓柱曲底面的回波聲壓； d——空心圓柱體內(nèi)徑 ， mm； D——空心圓柱體外徑 ， mm； “ +‖——內(nèi)孔探測 ， 凹柱面反射； “ － ” ——外壁探測 ， 凸柱面反射 。 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 ， mm； x——被探部位的厚度 ， mm； Ф ——平底孔直徑 ， mm。 m、 n——底波反射次數(shù) 。 薄壁試塊測量衰減系數(shù) 衰減系數(shù)的計算公式 （ 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——工件檢測厚度 ， mm。 因此 ， 本標(biāo)準(zhǔn)對檢測厚度范圍不再加以限制 ， 以滿足小 、 薄鍛件的檢測需要 。 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 %～%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 。 在鍛造時因鍛造比不足而未全熔合后 ， 主要存在于鋼錠中心及頭部；夾雜有內(nèi)在夾雜 、 外表非金屬夾雜和金屬夾雜 。 ⅠⅡBSⅠ ⅡⅠⅡ ⅠBSⅡⅠⅡ ⅠBⅡ S50 超聲修改內(nèi)容解釋 鍛件缺陷和檢測范圍 鍛件缺陷主要有縮孔殘余 、 疏松 、 夾雜 、 白點(diǎn)和裂紋等 。承壓設(shè)備用鋼板橫波檢測 發(fā)現(xiàn)有分層類缺陷時，須以縱波方法作輔助檢測。 壁厚 δ 為 150～ 200mm時 ， 距離 波幅曲線的制作如圖 33所示 。 尖角槽的校準(zhǔn)試塊確定： 壁厚 δ≤ 50mm時 ， 距離 波幅曲線的制作如圖 31所示 。 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 ） 的級別分類 ， 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 。但對于鋼廠來說，應(yīng)對煉鋼工藝和非金屬氧化物的去除工藝進(jìn)行修正和改進(jìn)。 48 超聲修改內(nèi)容解釋 鋼板超聲分級 鋼板超聲檢測主要是針對鋼板的分層和夾灰等缺陷的，所謂的單個指示面積不計的缺陷主要是指鋼板中的小分層缺陷。 厚鋼板在軋制成型時 ， 若軋制能力或軋制比不夠 ， 往往可能產(chǎn)生與檢測表面成一定角度的缺陷 ， 它要比平行于檢測面的夾層類缺陷具有更大的危害 ， 對這類缺陷的檢測是非常重要的 。當(dāng)板材較薄，波束不容易分辯時，可采用第二次缺陷波和第二次底波來評定缺陷。若缺陷尺寸較小，則缺陷回波和底面回波同時存在，由于疊加效應(yīng)，缺陷的多次回波會出現(xiàn)逐漸升高，當(dāng)升高到一定程度后又逐漸降低的現(xiàn)象，這種情況將嚴(yán)重影響定量的準(zhǔn)確性，甚至導(dǎo)致誤判。對于壁厚＞ 250mm的板材則采用 φ5 平底孔的距離 —波幅曲線來確定基準(zhǔn)靈敏度，這樣比較合理、其重復(fù)性也比較好。 本標(biāo)準(zhǔn)采用 φ5 平底孔試塊檢測板厚為 6～ 250mm的碳素鋼、低合金鋼、不銹鋼、鎳及鎳基合金承壓設(shè)備用板材和質(zhì)量等級評定。 46 超聲修改內(nèi)容解釋 —超 厚板超聲檢測 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較正靈敏度， 200～ 300mm的鋼板則利用一組平底孔試塊測的距離 —波幅曲線作為基準(zhǔn)靈敏度。發(fā)現(xiàn)采用常規(guī)的鋼板超聲檢測方法對奧氏體鋼板材和雙相鋼板材基本上是適用的，缺陷等級分類部分也是可行的。但是，隨著承壓設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展與國外交往的不斷擴(kuò)大，實際檢測中，有時也會碰到奧氏體鋼板材和雙相鋼鋼板檢測。雙相鋼鋼板可參照普通鋼板規(guī)定進(jìn)行超聲檢測，雙相鋼鍛件也可根據(jù)奧氏體的比例按奧氏體型不銹鋼或碳鋼進(jìn)行檢測，雙相鋼焊縫建議采用射線進(jìn)行檢測。對于奧氏體型不銹鋼，應(yīng)采用專門的超聲檢測方法進(jìn)行檢測。④、雙相鋼是鐵素體型不銹鋼和奧氏體型不銹鋼機(jī)械混合物，如