超声波探伤作业指导书（风电机组塔筒、基础环部分）编制人员： 芦海亮2011年1月1日批准 2011年1月8日实施地址：北京市东城区通讯：QQ860398063 E-mail：tsinghuauniversity@超声波探伤作业指导书1 适用范围本作业指导书适用于板厚为6mm～250mm的碳素钢、低合金钢制承压设备用板材的超声波检测和质量分级；承压设备用碳钢、低合金钢锻件超声波检测和质量分级；母材厚度在8mm～400mm的全熔化焊对接焊接接头的超声检测。

2引用标准JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测-第3部分：超声检测》 JB/T4730.1-2005《承压设备无损检测-第1部分：通用要求》JB/T7913-1995《超声波检测用钢制对比试块的制作与校验方法》JB/T9214-1999《A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能 测试方法》 JB/T10061-1999《A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件》JB/T10062-1999《超声波探伤用探头性能测试方法》JB/T10063-1999《超声探伤用１号标准试块技术条件》3 试验项目及质量要求3.1 试验项目：钢板、锻件（法兰）、焊缝内部缺陷超声波探伤。

3.2 质量要求3.2.1 检验等级的分级钢板质量分级：评定指标根据单个缺陷指示长度mm、单个缺陷指示面积cm²、在任一1mｘ1m检测面积内存在的缺陷面积百分比％、以下单个缺陷指示面积不计cm²；根据质量要求检验等级分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个级，I级最高。

锻件（法兰）质量分级：评定指标根据由缺陷引起底波降低量、单个缺陷当量直径、密集区缺陷占检测总面积的百分比％；根据质量要求检验等级分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个级，I级最高。

焊缝质量分级：评定指标根据由缺陷引起的反射波幅（所在区域Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区）、单个缺陷指示长度、多个缺陷指示长度L´；根据质量要求检验等级分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个级，I级最高。

3.2.2 钢板、锻件、焊缝质量等级及缺陷分级表1：承压设备用锻件超声检测和质量分级 JB/T4730.3-2005等级 评定指标根据单个缺陷指示长度mm 单个缺陷指示面积cm²在任一1mｘ1m检测面积内存在的缺陷面积百分比％以下单个缺陷指示面积不计cm²Ⅰ ＜80 ＜25 ≤3 ＜9Ⅱ ＜100 ＜50 ≤5 ＜15 Ⅲ ＜120 ＜100 ≤10 ＜25 Ⅳ ＜150 ＜100 ≤10 ＜25 Ⅴ 超过Ⅳ级者表2：承压设备用钢板超声检测和质量分级见表a 、b 、 ca.由缺陷引起底波降低量的质量分级等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 底波降低量 BG/BF ≤8 ＞8～14 ＞14～20 ＞20～26 ＞26 注：本表仅适用于声程大于近场区长度的缺陷。

b.单个缺陷的质量分级等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ缺陷当量直径 ≤Φ4 Φ4＋（＞0 dB～8 dB） Φ4＋（＞8dB～12dB）Φ4＋（＞12dB～16dB）Φ4＋16dBc.密集区缺陷的质量分级等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 密集区缺陷占检测总面积的百分比，％0 ＞0～5 ＞5～10 ＞10～20 ＞20表3：承压设备对接焊接接头超声检测和质量分级 JB/T4730.3-2005 mm等级 板厚T 反射波幅（所在区域）单个缺陷指示长度L 多个缺陷累计长度L´6～400 Ⅰ非裂纹类缺陷6～120 L=T/3,最小为10，最大不超过30 Ⅰ＞120～400 Ⅱ L=T/3,最大不超过50 在任意9T焊缝长度范围内L´不超过T6～120 L=2T/3,最小为12，最大不超过40 Ⅱ＞120～400 Ⅱ 最大不超过75 在任意4.5T焊缝长度范围内L´不超过TⅡ超过Ⅱ级者 超过Ⅱ级者Ⅲ所有缺陷Ⅲ6～400Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 裂纹等危害性缺陷注1：母材板厚不同时，取薄板侧厚度值。

注2：当焊缝长度不足9T（Ⅰ级）或（Ⅱ级）时，可按比例折算。

当折算后的缺陷累计长度小于单个缺陷指示长度时，以单个缺陷指示长度为准。

3.2.3 探伤比例钢板、钢锻件、探伤比例按技术协议及相关技术规范执行。

3.2.4 检验区域的选择3.2.4.1钢板：可选钢板的任一轧制表面进行检测。

若检测人员认为需要或设计上有要求时，也可选钢板的上、下两轧制表面分别进行检测。

钢锻件：原则上应从两个相互垂直的方向进行检测，尽可能地检测到锻件的全体积。

主要检测方向如下图所示。

其他形状的锻件也可以参照执行。

锻件厚度超过400mm时，应从相对两端面进行100％的扫查。

注：↑为检测方向；※为参考检测方向。

焊缝：超声波检测应在焊缝及探伤表面经外观检查合格后方可进行，应划好检验区域，标出检验区段编号。

3.2.4.2 检验区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30％的一般区域区域最小5mm，最大10m。

3.2.4.3 接头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其它外部杂质。

探伤区域表面应平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度Ra值应小于或等于6.3um，必要时进行打磨。

a、采用一次反射法或串列式扫查探伤时，探头移动区应大于1.25P:“ P=2KT ”或“ 2Ttanβ ”，式中： P---跨距，mm； T---母材厚度，mm； K---探头K值；β---探头折射角，（°）b、采用直射法探伤时，探头移动区域应大于0.75P。

3.2.4.4 去除余高的焊接，应将余高打磨到与临邻近母材平齐。

保留余高焊缝，如焊缝表面有咬边，较大的隆起和凹陷等也应进行适当修磨，并做圆滑过渡以免影响检验结果的评定。

3.2.5 检验频率钢板超声波检测检验频率ƒ：按表3.2.6.1选用。

钢锻件超声波检测检验频率ƒ：双晶直探头的公称频率应选用5MH Z 。

探头晶片面积不小于150mm²；单晶直探头的公称频率应选用2～5MH Z ，探头晶片一般为Φ20mm～Φ25mm。

焊缝对接接头检验频率ƒ：一般在2-5MH Z 的范围内选择，钢板板厚＞25 mm或使用多次波扫查的推荐选用2～2.5MH Z 区称频率检验，特殊情况下，可选用低于2MH Z 区或高于2.5MH Z 的检验频率，但必须保证系统灵敏度的要求。

3.2.6 检验等级，探伤面、探头的选用：见表3.2.6.1和表3.2.6.2表3.2.6.1承压设备用板材超声检测探头选用板厚，mm 采用探头 公称频率，MHz 探头晶片尺寸6～20 双晶直探头 5 晶片面积不小于150mm² ＞20～40 单晶直探头 5 Φ14mm～Φ20mm ＞40～250 单晶直探头 2.5Φ20mm～Φ25mm表3.2.6.2 焊缝对接接头推荐采用的斜探头K值板厚T，mm K值6～25 3.0～2.0（72°～60°）＞25～46 2.5～1.5（68°～56°）＞46～120 2.0～1.0（60°～45°）＞120～400 2.0～1.0（60°～45°）4 仪器、试块、耦合剂、探头4.1 仪器KK USM35X/HS610ｅ/CTS9002/PXUT350＋等或使用GE KK系列 /CTS 系列/HS600系列/PXUT300系列的其它型号4.2 试块ａ.钢板用标准试块：CBI、CBⅡ；ｂ.锻件用标准试块：CSI、CSⅡ、CSⅢ；ｃ.焊接接头用标准试块：CSK-IA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA、CSK-ⅣA。

4.3 耦合剂应选用适当的液体或模糊状物作耦合剂。

耦合剂应具备有良好透声性和适宜流动性，不应对材料和人体有损伤作用。

同时应便于检验后清理。

典型耦合剂为水、机油、甘油和化学浆糊。

在试块上调节仪器和产品检验应采用相同的耦合剂。

4.4 探头：斜探头（单晶、双晶）、直探头（单晶、双晶）5 仪器的调整的校验5.1 基线扫描的调节荧光屏时基线刻度可按比例调节为代表缺陷的水平距离ｌ，深度h或声程S。

钢板：（双晶直探头）板厚不大于20mm时，用CBI试块将工件等厚部位第一次底波高度调整到满刻度的50％，再提高10dB作为基准灵敏度。

（单晶直探头）板厚大于20mm时，应将CBⅡ试块φ5mm平底孔第一次反射波高调整到满刻度的50％作为基准灵敏度。

锻件：（单晶直探头）当被检部位的厚度大于或等于探头的3倍近场区长度，且探测面与底面平行时，原则上可采用底波计算法确定基准灵敏度。

对由于几何形状所限，不能获得底波或壁厚小于探头的3倍近场区时，可直接采用CSI标准试块确定基准灵敏度。

（双晶直探头）使用CSⅡ试块，依次测试一组不同检测距离的φ3mm平底孔（至少三个）。

调节衰减器，作出双晶直探头的距离―波幅曲线，并以此作为基准灵敏度。

焊缝：基线扫描的调节根据5.1.1、5.1.2、5.1.3。

5.1.1 探伤面为平面时，可在对比试块上进行时基线扫描调节，扫描比例依据工作厚度和选用的探头角度来确定，最大检验范围应调到时基线满刻度的2／3以上。

5.1.2 探伤面曲率半径R＞W2／4时，可在平面对比试块上或探伤面曲率相近的曲面对比试块上，进行时基线扫描调节。

5.1.3 探伤面曲面半径R≤W2／4时，探头楔块应磨成与工件曲面相吻合，按JB4730.3-2005在对比试块上作时基线扫描调节。

5.2 距离一波幅(DAC)曲线的绘制5.2.1 距离一波幅曲线由选用的仪器、探头系统在对比试块上实测数据绘制，曲线由判废线、定量线、评定线组成，不同验收级别各线灵敏度见表5.2.1.1 ，表中DAC是以φ1mm、φ2mm标准反射体绘制的距离一波副曲线，即DAC基准线。

评定线以上定量线以下为I区，定量线至判废线以下的Ⅱ区，判废线及以上区域为Ⅲ区(判废区)；壁厚大于120mm至400mm的焊接接头，其距离－波幅曲线灵敏度按表5.2.1.2的规定距离——波幅曲线的灵敏度表5.2.1.1试块形式 板厚，mm 评定线 定量线 判废线CSK-ⅡA6～46＞46～120Φ2X40-18dBΦ2X40-14dBΦ2X40-12dBΦ2X40-8dBΦ2X40-4dBΦ2X40+2dBCSK-ⅢA8～15＞15～46＞46～120Φ1X6-12dBΦ1X6-9dBΦ1X6-6dBΦ1X6-6dBΦ1X6-3dBΦ1X6Φ1X6+2dBΦ1X6+5dBΦ1X6+10dB表5.2.1.2试块形式 板厚，mm 评定线 定量线 判废线 CSK-ⅣA ＞120～400 Φｄ-16dB Φｄ-10dB Φｄ注：ｄ为横孔直径，见表5.2.1.3表5.2.1.3 mm CSK-ⅣA 被检工件厚度 对比试块厚度T 标准孔位置ｂ 标准孔直径ｄ No.1 ＞120～150135 T/4、T/2 6.4(1/4in) No.2＞150～200175 T/4、T/2 7.9(5/16in) No.3＞200～250225 T/4、T/2 9.5(3/8in) No.4＞250～300275 T/4、T/2 11.1(7/16in) No.5＞300～350325 T/4、T/2 12.7(1/2in) No.6＞350～400375 T/4、T/2 14.3(9/16in)5.2.2 探测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高6dB。