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ZB J74 003-88 压力容器用钢板超声波探伤

                            中华人民共和国专业标准

                                                      ZB J74 003-88

                           压力容器用钢板超声波探伤

——————————————————————————————————————

1适用范围

1.1 本标准适用于厚度为6~200mm的石油、化学工业用压力容器钢板(奥氏体不锈钢板除外)超声波探伤。

1.2 其它工业类似用途的钢板超声波探伤可参照采用。

2引用标准

  ZB Y230 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件

  JB 3111 无损检测名词术语

3一般标准

3.1 本标准所用术语定义详见JB 3111

3.2 进行钢板超声波探伤的人员应经过培训,并取得锅炉压力容器无损检测人员资格证书。

3.3 探伤方法以直探头探伤为主,斜探头探伤为辅。

3.4 探伤方法采用液浸法(包括局部水浸法)或直接接触法。

3.5 耦合剂为水、机油、工业甘油等。

4探伤装置

4.1 探伤仪

4.1.1 采用A型脉冲反射式超声波探伤仪,其频率范围至少应在1~5MHz内。

4.1.2 仪器应至少在荧光屏满刻度的75%范围内呈线性显示(误差在5%以内),垂直线性误差应不大于6%

4.1.3 仪器和探头组合的始波占宽的确定及其规定值:

    先将仪器时间轴坐标(扫描线)测定范围调整到50mm,然后把探头对准图1试块的平底孔,使其*大反射波高调整到20%满刻度,再提高灵敏度14dB,读出此时始波高度达20%以上的在时间轴上的占有宽度。对于采用标称频率为5MHz的探头,其占有宽度应不大于10mm;标称频率为2.5MHz的探头,其占有宽度应不大于15mm

4.1.4 仪器的水平线性、动态范围、分辨力等均应符合ZB Y230的规定。

4.2 探头

4.2.1 探头的选用见表1

4.2.2 双晶直探头性能要求见附录A(补充件)。

  1

 

所采用的

探头标称频率

探头晶片尺寸

mm

 

MHz

双晶直探头

单直探头

6~20

双晶探头

5(4)

晶片面积不小于

圆晶片直径在14~25mm之间

>20~200

单直探头

2.5(2.25)(2)

150mm2

或方晶片面积不小于200mm



   注:试块要求见4.3.1条。

4.3 试块

4.3.1 试块材质应与被探钢板声学性能相同或相似,试块经超声波伤不得有Φ2平底孔当量以上的缺陷存在。

4.3.2 用双晶直探头探测板厚小于或等于20mm的钢板时,所用灵敏度试块如图2所示。

4.3.3 用单直探头探测板厚大于20mm的钢板时,灵敏度试块应符合图3和表2的规定。试块表面状态应与被探钢板相接近;试块厚度应与被探钢板厚度相接近,即当板厚小于或等于100mm时,试块与被探钢板的厚度差不超过10%;板厚大于100mm时,厚度差不应超过15mm

 

1 测定仪器和探头组合性能试块     2 板厚小于或等于20mm双晶探头探测用试      

                                        

  2

试块编号

被探钢板厚度

探伤面到平底孔的距离S

            T

1

>20~40

15

20

2

>40~60

30

40

3

>60~100

50

65

4

>100~160

90

110

5

>160~200

140

170



5探伤条件

5.1 探伤时机

    对于要求作淬火、正火或回火处理的钢板,其超声波探伤应在热处理后进行。

 

3  板厚大于20mm单直探头探测用试块

注:垂直度a随试块厚度变化见表3

                                        3                          mm

试块厚度

>20~40

>40~60

>60~100

>100~160

>160~200

a

0.15

0.20

0.25

0.30

0.40



5.2 探伤面

    被探钢板表面应**影响探伤的氧化皮、锈蚀、油污等。

5.3 探伤灵敏度

5.3.1 探伤灵敏度应计入灵敏度试块与被探钢板之间的表面耦合声能损失(dB)

5.3.2 板厚小于或等于20mm时,用图2试块将与工件等厚的**次底波高度调整到满刻度的50%,再提高灵敏度10dB作为探伤灵敏度。

5.3.3 板厚大于20mm时,探伤灵敏度按图3试块平底孔**次反射波高等于满刻度的50%来校准。

5.3.4 板厚大于60mm时,也可取钢板无缺陷的完好部位的**次底波来校准灵敏度,其结果应与5.3.3条要求一致。

6探伤方法

6.1 探伤部位

    从钢板的任一轧制平面进行探伤。若探伤人员为判定缺陷的需要或设计上有要求时,也可以对钢板的上下两轧制平面分别进行探伤。

6.2 探头扫查形式

    探头沿垂直于钢板压延方向,间距为100mm的平行线进行扫查。在钢板周边50mm(当板厚大于50mm时,以板厚为准)及剖口预定线两侧各25mm(当板厚超过50mm时,以板厚的一半为准)内作100%扫查,扫查示意图如图4

 

4   探头扫查示意图

6.3 根据合同或技术协议或图样要求,也可以作其它形式的扫查或100%扫查。

6.4 扫查速度不得大于150mm/s,当采用自动报警装置扫查时,不受此限制。

7缺陷的测定

7.1 在探伤过程中,发现下列三种情况之一者即作为缺陷:

7.1.1 缺陷**次反射波(F1)波高大于或等于满刻度的50%,即F150%者。

7.1.2 当底面**次反射波(B1)波高未达到满刻度,此时,缺陷**次反射波(F1)波高与底面**次反射波(B1)波高之比大于或等于50%,即B1<100%,而F1/B150%者。

7.1.3 当底面**次反射波(B1)波高低于满刻度的50%,即B1<50%者。

7.2 缺陷的边界或指示长度的测定方法

7.2.1 检出缺陷后,应在它的周围继续进行探伤,以确定缺陷的延伸。

7.2.2 用双晶直探头确定缺陷的边界或指示长度时,探头移动方向应与探头的声波分割面相垂直,并使缺陷波下降到探伤灵敏度条件下荧光屏满刻度的25%或使缺陷**次反射波高与底面**次反射波高之比为50%。此时,探头中心移动距离即为缺陷的指示长度,探头中心点即为缺陷的边界点。

7.2.3 用单直探头确定缺陷的边界或指示长度时,移动探头,使缺陷波**次反射波高下降到探伤灵敏度条件下荧光屏满刻度的25%或使缺陷**次反射波高与底面**次反射波高之比为50%。此时,探头中心移到距离即为缺陷的指示长度,探头中心点即为缺陷的边界点。

7.2.4 确定7.1.3条中缺陷的边界或指示长度时,移动探头,使底面**次反射波高升到探伤灵敏度条件下荧光屏满刻度的50%。此时,探头中心移动距离即为缺陷的指示长度,探头中心点即为缺陷的边界点。

7.2.5 当采用**次缺陷反射波和**次底面反射波来评定缺陷时,探伤灵敏度应以相应的**次反射波来校准。

8缺陷的评定方法

8.1 缺陷指示长度的评定规则

8.1.1 一个缺陷按其表观的*大长度作为该缺陷的指示长度。

8.1.2 对于一个缺陷其指示长度小于40mm时,其长度可不作记录。

8.2 单个缺陷指示面积的评定规则

8.2.1 一个缺陷按其表观的面积作为该缺陷的单个指示面积。

8.2.2 多个缺陷其相邻间距小于100mm或间距小于相邻小缺陷(以指示长度来比较)的指示长度(取其较大值),其各块缺陷面积之和也作为单个缺陷指示面积。

8.3 缺陷面积占有率的评定规则

8.3.1 在任一1m×1m探伤面积内,按缺陷面积占探伤面积的百分比来确定。

9钢板质量分级

9.1 钢板质量分级见表4

  4

 

不允许存在的一个缺陷指示长度mm

不允许存在的单个缺陷指示面积cm2

在任一1m×1m探伤面积内不允许存在的缺陷面积百分比   %

以下单个缺陷指示面积不计cm2

60

25

>3

<9

80

50

>4

<15

120

100

>5

<25

150

100

>10

<25



9.2 在钢板周边50mm(板厚大于50mm时,以板厚为准)及剖口预定线两侧各25mm(板厚大于50mm时,以板厚的一半为准)内,一个缺陷的指示长度不得大于或等于50mm

9.3 在探伤过程中,探伤人员如确认钢板中有白点、裂纹等危害性缺陷存在时,则应予判废,不作评级。

10 横波探伤

10.1 在探伤过程中对缺陷有疑问时或供需双方技术协议书中有规定时,可采用横波探伤。

10.2 横波探伤见附录B(补充件)。

11 探伤报告

    探伤报告应具备下列内容:

11.1 工件情况:材料牌号、材料厚度等。

11.2 探伤条件:探伤仪型号、探头型式、探头标称频率、晶片尺寸、耦合剂、试块等。

11.3 探伤结果

11.3.1 缺陷位置及缺陷分布示意图。

11.3.2 缺陷等级及其它。

11.4 探伤人员姓名,探伤日期,报告签发人的姓名,报告签发日期,探伤人员及报告签发人资格级别等。

    A

双晶直探头性能要求

(补充件)

A1 探头性能

A1.1 距离—振幅特性曲线

    用图2试块,在各个厚度上测定其回波高度(dB),并作出如图A1所示的特性曲线,该特性曲线须满足下列条件:

    a. 在厚度19mm上的回波高度,与*大回波高度差须在-3~6dB范围内。

    b. 在厚度3mm上的回波高度,与*大回波高度差也必须在-3~6dB范围内。

 

A1  距离—振幅特性曲线

A1.2 表面回波高度

    用直接接触法的表面回波高度,必须比*大回波高度低40dB以上。

A1.3 检出灵敏度

    1试块Φ5.6平底孔回波高度,与*大回波高度差必须在-10±2dB范围内。

A1.4 有效波束宽度

    对准图1试块Φ5.6平底孔,与声波分割面平行地移动探头,测定从回波高度在*大值位置向两边移动到降低6dB的范围,其波束宽度必须大于16mm

    B

横波探伤

(补充件)

B1 适用范围

B1.1 本附录对用斜探头超声波(横波)探测钢板中非夹层性缺陷作出规定,它作为直探头超声波探伤的一项补充。

B2 探伤装置

B2.1 探头原则上选用45°斜探头,圆晶片直径应在Φ13~25mm之间,方晶体片面积应不小于200mm。如特殊需要也可选用其它尺寸和角度的探头来作补充的探测评定。

B2.2 探伤频率为2~5MHz范围内。

B3 灵敏度校准试块

B3.1 试块用钢板应与被探钢板厚度相同,声学特性相同或相似。

B3.2 试块上的人工缺陷为切槽,其几何形状应由制造厂和钢板用户协商确定;槽深为板厚的3%,槽的长度至少为25mm;槽宽不超过深度的一倍。

B3.3 试块的尺寸、切槽位置符合图B1的规定。

B3.4 对于板厚超过50mm的钢板,要在钢板的底面配置**个如B3.3所述的校正切槽。

 

B1  灵敏度校正试块

B4 灵敏度的确定

B4.1 厚度小于或等于50mm的钢板。

B4.1.1 把探头放在试块有切槽的一面上,使声束对准切槽的宽边,并放置于能得出**个全跨距反射的*大幅度,且可与始脉冲清楚分辨开的位置。调节仪器,使该反射的*大幅度为满刻度的70%,在荧光屏上记下这一信号的位置。

B4.1.2 朝离开切槽方向移动探头,直到得到**个全跨距信号,并放置于能得出信号*大反射幅度,记下这一信号幅值点在荧光屏上的位置,在荧光屏上将这两个相继的切槽反射信号幅值点连成一直线,该直线就是这种材料的距离—振幅曲线(DAC曲线)。

B4.2 厚度大于50mm而小于等于150mm的钢板。

B4.2.1 把探头放在试块面上,使探头声束对准试块背面切槽的宽边,并放置能达到1/2跨距反射的*大幅度位置。调节仪器,使这一反射波幅为满刻度的70%,在荧光屏上记下这个信号的位置。不要改变仪器调整状态,在3/2跨距上重复操作。

B4.2.2 不要改变仪器调整状态,把探头再次放在试块面上,使波束对准试块表面上的切槽,并放置于能达到全跨距*大反射的位置。此时在荧光屏上记下这一幅值点。

B4.2.3 在荧光屏上将B4.2.1B4.2.2所确定的点连成一条线,此线即为记录这种材料的距离—振幅曲线(DAC曲线)。

B4.3 厚度大于150mm而小于等于200mm的钢板。

B4.3.1 把探头置于试块表面上,使声束对准试块底面上的切槽的宽边,并放置于能达到1/2跨距反射的*大幅度位置。调节仪器,使这一反射波幅为荧光屏刻度的70%,在荧光屏上记下这个幅值点。

B4.3.2 不要改变仪器的调整状态,把探头再次放在试块面上,以全跨距对准切槽获得*大反射,在荧光屏上记下这个幅值点。

B4.3.3 在荧光屏上将B4.3.1B4.3.2所确定的点连成一直线。此线即为这种材料的距离—振幅曲线(DAC曲线)。

B5 扫查形式

B5.1 以垂直和平行于钢板主要压延方向的格子线扫查钢板的一个主要表面,格子线中心间距为200mm,扫查时把探头放在钢板的某一边缘附近,使声束对准该边,其方向与该边缘垂直,直到超过板材中心达两倍板厚的位置。从钢板的四个边缘起在所有格子线重复此扫查操作。

B5.2 当发现缺陷信号时,移动探头使之能在荧光屏上得到*大反射。

B5.3 对于每一个等于或超过DAC曲线的缺陷显示,应记录其位置,并移动探头使波幅降到满刻度的25%来测量其长度。波幅低于DAC曲线的缺陷,指示长度较长时,也可以记录备案。

B5.4 在每一个记录曲线位置上,应以记录缺陷中心起,在200mm×200mm的区域作100%探伤。

B6 验收标准

    等于或超过距离—振幅曲线的任何缺陷信号均应认为是不合格的,但另用纵波方法作补充探伤,表明其性质是分层类缺陷除外。

附加说明:

本标准由国内压力容器标准化技术委员会提出。

本标准由国家机械工业委员会合肥通用机械研究所负责起草。

本标准主要起草人阎长周

自本标准实施之日起,原JB 115073标准作废。

压力容器用钢板超声波探伤

编制说明

    JB 115073“压力容器用钢板超声波探伤”标准(以下简称JB 115073标准)自执行以来,对压力容器的安全运行起到了积极作用。近年来,随着探伤技术的不断发展和钢板进出口贸易的增加,原标准内容已不能满足需要。为此,国内压力容器标准化技术委员会以(84)容技秘字第4号文和机械工业部以(86)机技函字第454号文下达标准化计划,由我所负责修订JB 115073标准。

一、修订原则

    标准起草小组围绕如何参照国外先进标准进行了函调,而后进行的讨论,大家一致认为操作方法部分主要参考日本工业标准JIS G 0801《压力容器用钢板超声波探伤》,质量分级方法以JB115073标准中合理有效的内容为主,并参考日本、美国、西德等国外先进标准。因此本标准既有相当于国外标准的先进性,又具有符合国情这一特点。

二、条文的说明

1. 按照GB1.187《标准化工作导则,编写标准的一般规定》编制标准,使之具有一般标准格式。

2. 把板厚适用范围作了扩大,即从原来的板厚范围12~120mm改为现在的6~200mm。目前,薄板(<<st1:chmetcnv w:st="on"tcsc="0"numbertype="1" negative="False" hasspace="False"sourcevalue="6"unitname="mm">6mm)探伤已有使用标准,因此6~12mm范围内的板材探伤标准就出现了空白。另外根据调查结果,我们把120~200mm厚板材的探伤也列入标准中。日本工业标准JIS G 0801《压力容器用钢板超声波探伤》板厚的适用范围也是6~200mm

3. 为了保证探伤结果的可靠性,对探伤人员资格作出了要求,即“进行钢板超声波探伤的人员应进行培训,并取得锅炉压力容器无损检测人员资格证书”。同时,对所使用的探伤仪和探头及其性能也作出了规定。

4. 本标准仍采用人工试块来调节探伤灵敏度,对于板厚小于20mm的钢板,采用双晶直探头,试块为阶梯试块,对于板厚大于20mm的钢板,采用单直探头,其试块采用平底孔试块。这里,阶梯试块和板厚适用范围的划分是参照日本工业标准JIS G 0801制订的,平底孔试块是原JB 115073标准采用的。另外,标准中还规定,对于板厚大于60mm的钢板探伤,可以采用无缺陷部位底波来调节探伤灵敏度,并应与试块调节的灵敏度相同。即采用大平底计算法,使底波调节的灵敏度和该板厚所用的平底孔试块调节的灵敏度相同。

5. 1探头标称频率要求一栏是考虑进口探头的标称频率往往和国产探头的标称频率有一定差异,而这种差异对探伤结果的影响较小,即标称频率4MHz5MHz2MHz2.25MHz2.5MHz的探头可以通用。

6. 钢板探伤原则上在钢板制造厂进行,钢板使用单位可根据压力容器产品的要求进行复探。为了避免探伤方法不同制造的偏差而带来争议,复探时,应尽量在探头的选用、探伤与钢板的接触方式等方面与制造厂一致。

7. 由于钢板表面耦合的好坏,会给探伤灵敏度带来很大差异,因此标准中规定应测量表面耦合差(dB)并计入探伤灵敏度内,方法是用厚度相同或厚度相近(标准已给出偏差范围)的试块和钢板,测量试块和钢板**次底面回波的高度差(dB),并计入探伤灵敏度内。

8. 考虑到钢板边缘通常是焊缝结合处,边缘缺陷的严重程度会直接影响焊缝质量。因此,本标准增加了对沿钢板周围50mm(当板厚大于50mm时,以板厚为准)及剖口预定线两侧各25mm(当板厚大于50mm时,以板厚的一半为准)内作完全扫查的要求,并对其大小也作出了规定,即除了整张钢板按表4分级外,对于在钢板周边和剖口预定线两侧内,一个缺陷的指示长度不得大于或等于50mm

9. 标准对缺陷的概念作了明确的规定,即条文中的7.1.17.1.27.1.3条。

7.1.1条针对缺陷反射波的情况;7.1.2条针对缺陷波和底波同时存在而底波反射又较低的情况;7.1.3条针对底波反射降低很大的情况。这样明确后,可以避免探伤过程中的争议。

10. 标准增加了斜探头横波探伤,但只作为补充件,主要目的是为了在探伤中存在有争议或有疑问或制造厂和用户协议书上有要求时,作为一种补充的探伤方式,本附录主要参照美国ASME SA577“钢板超声波斜射法检验规范”。

11. 本标准对缺陷分级采用3种方式,即:

⑴不允许存在的一个缺陷指示长度;

⑵不允许存在的单个缺陷指示面积;

⑶在任一1m×1m探伤面积内不允许存在的缺陷面积百分比。

    关于**点,原JB115073标准是没有的,这次参考日本、西德等国标准,对一个缺陷指示长度作出要求。**点的内容在JB115073标准是有的,这次仍采用缺陷面积进行质量分级,其原因一方面是原标准执行以来,厂家对此持异议较少,并为广大探伤人员所接受。另外,西德、美国等在钢板质量分级中也都采用面积来进行分档。第三点的内容在原JB115073标准中也是有的,它同日本标准中“密集度”及“占积率”的概念很相似,我们认为有必要保留。

 

国家机械工业委员会、化学工业部、劳动人事部、中国石油化工总公司1988-01-11批准

                                                              1988-06-01实施

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