GB/T 36228-2018 无损检测 平面型伤高度超声定量导则

ICS19.100

J04

中华人民共和国国家标准

/—

GBT362282018

无损检测平面型伤高度超声定量导则

—

Non-destructivetestinGuideforlannarflawheihtsizinbultrasonictestin

gpggyg

2018-05-14发布2018-12-01实施

国家市场监督管理总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—

GBT362282018

目次

前言…………………………Ⅲ

1范围………………………1

2规范性引用文件…………………………1

3术语和定义………………1

4方法概要…………………2

530-70法…………………2

6端点衍射法………………8

7双晶双模法………………14

8双晶同模法………………19

()……………………

附录A资料性附录方法的局限性23

()…………………

附录B资料性附录伤高度评价流程24

Ⅰ

/—

GBT362282018

前言

本标准按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本标准由全国无损检测标准化技术委员会(/)提出和归口。

SACTC56

:、()、

本标准起草单位国核电站运行服务技术有限公司东方电气广州重型机器有限公司上海电气

、()。

核电设备有限公司哈电集团秦皇岛重型装备有限公司

:、、、、、、、。

本标准主要起草人汪明辉车天泽汪军汤国祥邓黎邓道勇季龙华张建磊

Ⅲ

/—

GBT362282018

无损检测平面型伤高度超声定量导则

1范围

。

本标准规定了用于测定铁素体和奥氏体工件开口平面型伤高度尺寸的超声检测技术及其原理本

标准推荐采用传播时间()或传播时差()进行伤高度超声定量。

TOF△TOF

,。

本标准所述的各项平面型伤高度定量技术均有其最佳适用范围详见附录A

本标准推荐按照附录中的评价流程进行平面型伤高度定量。

B

,,

本标准不适用于采用信号幅度法对伤尺寸进行定量不涉及平面型伤的长度定量方法不提供平面

型伤的验收标准。

2规范性引用文件

。,

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。,()。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

/无损检测术语超声检测

GBT12604.1

/无损检测通用术语和定义

GBT20737

3术语和定义

/和/界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

GBT12604.1GBT20737

3.1

双模法bi-modalmethod

一种利用工件中同时存在的纵波和横波进行伤高度定量的超声检测方法。

3.2

端角反射cornerreflection

,

超声声束倾斜传播到由伤和被检工件表面形成的呈的交界面由于声波与界面相互作用而发

90°

生的超声能量反射。

3.3

双峰doublet

,。

同时成对出现在屏幕上且随着探头靠近和远离伤移动时同步游动的两个信号

:,()。

注采用端点衍射法进行伤高度定量时伤上端点信号和下端点信号或者端角反射信号即为双峰出现

3.4

远表面far-surface

,。

检测时被检工件上与探头接触面相对的另一个表面

:,。

注例如从外表面检测管材时管材内表面即为远表面

3.5

近表面near-surface

,。

检测时被检工件上与探头接触的表面

:,。

注例如从外表面检测管材时管材外表面即为近表面

1

/—

GBT362282018

3.6

法

30-7030-70modeConversionmethod

一种利用工件中同时产生的折射纵波和折射横波对工件远表面开口缺陷进行检测的技术。

70°30°

:,、

注使用这种检测技术时可能会用到折射纵波二次爬波和波形转换声波对工件远表面开口裂纹的

70°30-70-70

高度进行定量。

4方法概要

4.1平面型伤高度超声定量有如下几种方法:

———30-70法;

———端点衍射法;

———双晶双模法;

———双晶同模法。

,:/

4.2采用上述方法进行伤高度超声定量时被检工件在厚度方向分为三个等分的区域远表面13区

,//。,

域中部13区域和近表面13区域使用30-70法时检测人员根据某种特定信号的出现与否大致判

断伤高度扩展到上述某个区域。

,,

4.3伤高度超声定量方法分别应用于起始于工件远表面但扩展至不同厚度范围内的伤其中端点衍

/,/,

射法主要应用于远表面13区域双晶双模法主要应用于中部13区域双晶同模法主要应用于近表面

/。,/

13区域如果采用合适的试块且方法经证明是有效的上述各定量方法也可扩展应用于其对应的13

区域以外范围。

4.4超声声程路径通常采用单一线条来表示。

530-70法

5.1基本原理

5.1.1方法概述

,、,

法测高时利用折射纵波信号波型转换信号和二次爬波信号通过上述三种信号出

5.1.1.130-7070°

、,/

现与否信号游动范围和折射纵波信号的传播时间大致判断伤高度扩展到被检工件的远表面

70°13

、//。

区域中部13区域还是近表面13区域

,。

5.1.1.230-70法用于判断伤的大致高度或者伤是否远表面开口见图1

)法声波入射方式

a30-70

图130-70法声束传播示意图

2

/—

GBT362282018

)法波型转换过程

b30-70

()

图续

1

5.1.2爬波的激发

。()

纵波斜入射时在第二介质中产生折射纵波和折射横波当速度较高的波型例如纵波与速度较低

(),,

的波型例如横波在界面上发生相互作用折射纵波和折射横波混杂在一起在工件表面附近形成了一

,。,

种沿着近表面区域传播的声波该声波被称为爬波爬波传播时由于其中的纵波持续不断地激励横

,,。,

波因此纵波会在距离激发起始点很短的位置就全部衰减见图随着近表面爬波的传播其在声波

2

,,、

到达的每个位置都发生波型转换产生横波然后横波传播到工件内部爬波的头部直接和间接横波共

,。头波传播角度见式()。

同形成的波前被称为头波见图31

图纵波入射形成近表面爬波的示意图

2

图纵波转换成头波的示意图

3

3

/—

GBT362282018

VS

…………()

δ=arcsin1

VL

式中:

———介质的横波声速;

VS2

V———介质的纵波声速;

L2

δ———头波传播角度。

5.1.3二次爬波的产生

(,),

当头波由于纵波已全部衰减此时只剩直接横波和间接横波传播到工件的远表面时由于声波与

,,。

界面的相互作用原理声波在此转换成爬波和纵波此时的爬波即为二次爬波二次爬波经远表面

70°

,。

的切槽或伤反射后其部分能量转换为头波传播到近表面并被探头所接收二次爬波对于远表面开口

,

的微小反射体有着很强的检测灵敏度其检测覆盖范围大约为远表面上距离波型转换点5mm~6mm

的位置。

5.1.430-70法的典型回波信号

5.1.4.1概述

,,:

当探头向远表面反射体移动时依次出现三种不同信号分别为

———折射纵波信号;

70°

———30-70-70波型转换信号;

———二次爬波信号。

折射纵波信号

5.1.4.270°

如果伤延伸到被检工件中上部区域时,折射纵波在伤的上部产生反射信号。

70°

5.1.4.3波型转换信号

,

头波或直接横波在远表面反射时发生波型转换而形成纵波如果伤高度超过工件

70°10%~20%

,,,,。波型转换信

厚度该纵波被伤反射并被扫查面上的探头接收形成波型转换纵波信号见图

70°70°4

号的出现通常表明伤高度大于10%~20%被检工件厚度。

图波型转换信号形成示意图

4

4

/—

GBT362282018

5.1.4.4二次爬波信号

,,,

当工件远表面存在开口伤时探头向伤的位置移动二次爬波经伤反射后发生波型转换产生头波

,,,。

或横波最终被扫查面上的探头接收形成二次爬波信号见图5

,,。

二次爬波不是表面波不受焊缝根部结构影响不会出现根部焊瘤信号二次爬波信号通常清晰可

,,,。

辨形状比较尖锐幅度明显比波型转换信号高见图二次爬波信号的游动范围一般小于波型转换

6

,,。

信号只出现在有限的探头移动范围内见图7

):(),

a切槽深度10%tt为被检工件厚度增益34dB

):(),

b切槽深度30%tt为被检工件厚度增益30dB

图二次爬波信号的产生

5

)波型转换信号最高时的探头位置示意图

a

图630-70法信号与探头入射点的关系

5

/—

GBT362282018

)二次爬波信号最高时的探头位置示意图

b

说明:

———波型转换信号最高时的探头位置;

1

2———二次爬波信号最高时的探头位置。

()

图续

6

)(:,为被检工件厚度)

a二次爬波信号与波形转换信号游动范围比较切槽深度30%tt

)(:,)

b二次爬波信号与波形转换信号游动范围比较切槽深度50%tt为被检工件厚度

图不同深度人工伤二次爬波信号和波型转换信号的回波动态特性比较

7

6

/—

GBT362282018

5.2检测设备及系统调节

5.2.1探头

5.2.1.1概述

、,

是否能够产生折射纵波信号波型转换信号和二次爬波信号在很大程度上取决于探头的性能

70°

。,,

参数即便是同一厂家制作且标称参数值完全一样的探头其性能也可能存在差异因此在检测开始

,、、、()。

前宜采用深度分别为20%t40%t60%t80%tt为被检工件厚度的内壁切槽评价探头的适用性

5.2.1.2声束角度

,,,

法测高时通常要求折射纵波不小于或者直接使用折射纵波探头以此实现同时出

30-7055°70°

、,。

现折射纵波信号波型转换信号和二次爬波信号的目的并利用上述三种信号来评价伤高度

5.2.1.3晶片

。,

30-70法检测时通常采用单晶探头推荐使用晶片边长为10mm的探头也可根据工件厚度进行

选择。

5.2.2仪器

,。

宜使用脉冲反射式超声仪仪器的工作频率范围在1MHz~5MHz仪器水平线性误差不大

于2%。

5.2.3试块

(、、)。

使用含有不同深度远表面切槽如线切割槽V型槽U型槽等的试块进行检测系统调节试块

,,,

可以是平板或者管道的一段试块厚度与被检工件厚度相等试块上的切槽深度最小为10%t最大为

,()。

80%并以或者20%递增为被检工件厚度

t10%ttt

5.2.4系统调节

,:

30-70法测高时系统调节步骤如下

———,;

调节仪器延迟旋钮使得始脉冲位于仪器屏幕的左半侧

———,;

探头置于靠近试块端部的位置找到波型转换信号和二次爬波信号

———,,

前后移动探头使得二次爬波信号达到最高峰然后分别调节仪器延迟和扫描范围旋钮使得波

型转换信号和二次爬波信号分别位于仪器的第格和第格;

45

———,,

调节仪器增益使得二次爬波信号幅度达到仪器满屏幕的80%~100%然后在此基础上将仪

,;

器增益提高8dB此时的系统增益即为扫查灵敏度

———探头置于(),。

20%tt为被检工件厚度切槽上方移动探头获得切槽二次爬波信号的最高峰值

然后前后移动探头并记录此时波型转换信号的动态包络线;

———(),