公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则.pdf

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1、 *公司 钢构作业指导书 公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤 文件编号：版 本 号：编 制：批 准：生效日期：*公司作业指导书 文件编号 版本/版次 主题 公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则 页 数 第 2 页 共 11 页 生效日期 公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则 1.目的 为使测试人员在做建筑钢结构焊缝超声波探伤时有章可循，并使其操作合乎规范。2.适用范围 适用于母材厚度为 10100mm 的碳素钢和低合金钢的钢板对接、T 型接头、角接头焊缝。3.检测依据 JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范 GB/T11345-2013焊缝无损检测 超声检测 技术、检测等级和评定 4检验方

2、法概述 超声波探伤法的原理是利用超声波探伤仪换能器发射的脉冲超声波，通过良好的耦合方式使超声波入射至被检工件内，超声波在工件内传播遇到异质界面产生反射，反射波被换能器所接收并传至超声波探伤仪示波器。通过试块或工件底面作为反射体调节时基线以确定缺陷反射回波的位置，调整检测灵敏度以确定缺陷的当量大小。5人员要求 所有从事超声波探伤的检验员应通过有关部门组织的超声波探伤培训、考试并取得相应的执业资格证书，级检验员具有现场操作资格，但必须在级或级人员的指导或监督下进行，级或级人员可以编制超声波探伤工艺规程和工艺卡以及签发审核检验报告。超声检验人员的视力应每年检查一次，校正视力不得低于1.0。6检测器材

3、 6.1 超声波探伤仪：采用数字 A 型脉冲反射式超声波探伤仪，频率范围为 0.5-10MHz，且实时采样频率不应小于 40MHz；衰减器精度为任意相邻 12dB 的误差在1dB 以内，最大累计误差不超过 1dB；水平线性误差不大于 1%，垂直线性误差不大于 5%。6.2探头：晶片面积一般不应大于500mm2，且任一边长原则上不大于25mm；单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2；主声束垂直方向上不应有明显双峰；折射角的实测值与公称 值的偏差应不大于 2(K 值偏差不应超过士 0.1)，前沿距离的偏差应不大于 1mm。6.3 仪器和探头系统性能：系统有效灵敏度必须大于评定灵敏度 10dB 以上；

4、直探头远场分辨力30dB，斜探头远场分辨力6dB；6.4 试块 6.4.1 标准试块:CSK-A、CSK-B 该试块主要用于测定探伤仪、探头及系统性能，调校探头 K 值、前沿，调整时基线比例。6.4.2 对比试块:RB-1、RB-2、RB-3 该系列试块主要用于探测范围为 1080mm 的距离波幅曲线制作，调整检测灵敏度。6.4.3铁路钢桥制造专用柱孔标准试块:用于贴角焊缝超声波探伤调整时基线比例也及距离波幅曲线制作，调整检测灵敏度等。6.5 耦合剂 6.5.1 应选用适当的液体或糊状物作为耦合剂，耦合剂应具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。6.5.2

5、 典型的藕合剂为水、机油、甘油和浆糊，耦合剂中可加人适量的“润湿剂”或活性剂以便改善藕合性能。*公司作业指导书 文件编号 版本/版次 主题 公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则 页 数 第 3 页 共 11 页 生效日期 6.5.3 在试块上调节仪器和产品检验应采用相同的耦合 7.工作程序 7.1 检测准备 7.1.1 测试前可由项目负责人或有关人员前往现场踏勘，了解现场基本情况(操作环境工件材质焊接方法结构类型等)以及检测数量；7.1.2 接收委托单，进行委托审核及检测可行性分析；7.1.3 选择合理的探伤工艺;7.1.4 调校仪器,制作距离波幅曲线;7.2 现场检测 7.2.1 清理及打磨

6、探头扫查区域;7.2.2 涂刷耦合剂;7.2.3 初步扫查,观察回波信号,对于评定线以上的缺陷回波在焊缝相应位置作出标记;7.2.4 精确扫查,对初步扫查已经判定的缺陷进行定位、定量的精确测量，必要时可以接合焊接工艺进行缺陷定性。7.3 记录与报告 7.3.1 填写设备使用记录;7.3.2 以单条焊缝为单位记录焊缝缺陷;7.3.3 书面通知委托方检测结果及数量;7.3.4 编写检测报告.8.检测技术要求 8.1超声波探伤时机应在焊后24h且外观检查合格后进行。当设计无要求时，箱型杆件棱角焊缝探伤的最小效厚度为 （t为水平板厚度，以mm计）；当有设计要求时，按设计要求执行。8.2超声波焊缝探伤内

7、部质量分级、检验方法、检验部位和等级应符合表1的规定 表1 9.一般规定 9.1探伤面按不同检验等级要求选择探伤面。推荐 *公司作业指导书 文件编号 版本/版次 主题 公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则 页 数 第 4 页 共 11 页 生效日期 的探伤面（如图1）和表5所示。图 1 检测面和侧 9.2 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%的一段区域，这个区域最小 10 mm,最大 20 mm（见图 2）图 2 检验区域 9.3 探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他外部杂质。探伤表面应平整光滑，便于探头的自由扫查，其表面粗糙度不应超过6.3m，必要时应进行打

8、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1.25 P,P=2K=2tg 式中:P-跨距(mm);-一 母 材 厚 度(mm)b)采用直射法探伤时，探头移动区应大于7.5P 9.4 去除余高的焊缝，应将余高打磨到与邻近母材平齐。保留余高的焊缝，如焊缝表面有咬边，较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免影响检验结果的评定。9.5 探伤面曲率半径 R 小于等于 W2/4 时，距离一波幅曲线的绘制应在曲面对比试块上进行。9.6 受检工件的表面耦合损失及材质衰减应与试块相同，否则应进行传输损失修整,在 1 跨距声程内最大传输损失差在 2 dB 以内可不进行修整。9.7 检

9、验前，探伤人员应了解受检工件的材质、结构、曲率、厚度、焊接方法、焊缝种类、坡口形式、焊缝余高及背面衬垫、沟槽等情况。9.8 探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度，探测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高 6dB。9.9 扫查速度不应大于150 mm/s，相邻两次探头移动间隔保证至少有探头宽度10%的重叠 10.平板对接焊缝的检验 10.1.适用范围 本条适用于母材厚度10100mm的对接焊缝。*公司作业指导书 文件编号 版本/版次 主题 公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则 页 数 第 5 页 共 11 页 生效日期 本条不适用于铸钢及奥氏体不锈钢焊缝、外径小于159 mm的钢管对接焊缝及外径小于250

10、mm和内外径之比小于80%的纵向焊缝。10.2 选择探头 10.2.1 斜探头的折射角月或 K 值应依据材料厚度，焊缝坡口型式及预期探测的主要缺陷种类来选择。对不同板厚推荐的探头角度和探头数量见表 1,对不同板厚及探头移动空间推荐的探伤方法和探伤面见表 2 表 1 探头参数的选择 板厚（mm）探头参数 频率（MHz）晶片（mm）前沿（mm）K 值 1012 5 99 10 K3.0 1220 2.5 99 12 K2.5 2035 2.5 1313 14 K2.0 3550 2.5 1313 14 K1.5 50100 2.5 1313 14 K1.0 和 K1.5 表 2 探伤法和探伤面的选

11、择 板厚（mm）探头移动空间（mm）探伤法 探伤面 10100 2.5KT 直射法加一次反射法 单面双侧 1.5KT2.5KT 直射法 双面双侧 10.2.2 串列式扫查，推荐选用公称折射角均为 45o的两个探头，两个探头实际折射角相差不应超过 2o,探头前沿长度相差应小于 2 mm。为便于探测厚焊缝坡口边缘未熔合缺陷，亦可选用两个不同角度的探头.但两个探头角度均应在 35o-55o范围内。10.3 仪器调校 10.3.1 探头前沿长度测量及时基线比例调整 将探头置于 CSK-IA 或 CSK-IB 试块上，利用 R100 曲面反射回波测量探头前沿长度，测量三次取平均值作为探头的前沿长度；利用

12、 R50 和 R100 曲面反射回波调整时基线比例。10.3.2 K 值的测量 将探头置于 CSK-IA 或 RB-2 试块上，利用孔径50 或3 的孔测定 k 值，测量三次取平均值作为探头 K 值。10.3.3 绘制曲线 将探头置于 RB 对比试块，调节探头位置和仪器增益，使深度为 10mm 孔或 5mm 孔的反射波高度为满刻度的 80%，在荧光屏上标出反射波波峰所在的点；固定仪器增益不变，分别探测不同深度的孔，在荧光屏上标出 *公司作业指导书 文件编号 版本/版次 主题 公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则 页 数 第 6 页 共 11 页 生效日期 最高反射波所在的点，用光滑曲线连接这些

13、点，即得到面板距离波幅曲线。曲线由判废线 RL、定量线 SL 和评定线 EL 组成（如图 3 所示），不同验收级别的各线灵敏度见表 3。表中的 DAC 是以允3mm 标准反射体绘制的距离一波幅曲线，即 DAC 基准线。评定线以上至定量线以下为区(弱信号评定区);定量线至判废线以下为区(长度评定区);判废线及以上区域为区(判废区)。图 3 距离一波幅曲线示意图 表 3 距离一波幅曲线的灵敏度 10.4 扫查 10.4.1为探测纵向缺陷，斜探头垂直于焊缝中心线放置在探伤面上，作锯齿型扫查（见图4）探头前后移动的范围应保证扫查到全部焊缝截面及热影响区。在保持探头垂直焊缝作前后移动的同时，还应作10o

14、15o的左右转动。图 4 锯齿形扫查 图 5 斜平行扫查 图 6 平行扫查 10.4.2为探测焊缝及热影响区的横向缺陷应进行平行和斜平行扫查。a)B级检验时，可在焊缝两侧边缘使探头与焊缝中心线成10o20o作斜平行扫查(见图5);b)C级检验时，可将探头放在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查(见图6)，焊缝母材厚度超过100 mm时，应在焊缝的两面作平行扫查或者采用两种角度探头(45o和60o或45o和70o并用)作单面两个方向的平行扫查;亦可用两个45o探头作串列式平行扫查;c)对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线成45o的斜向扫查。10.4.3为确定缺陷的位置、方向、形状、观察缺陷动态波形或区

15、分缺陷讯号与伪讯号，可采用前后、左、右、转角、环绕等四种探头基本扫查方式(见图7)*公司作业指导书 文件编号 版本/版次 主题 公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则 页 数 第 7 页 共 11 页 生效日期 图 7 四种基本扫查方法 10.5 测定缺陷 10.5.1 缺陷最高回波的测定 对判定为缺陷的部位，采取10.4.3条的探头扫查方式、增加探伤面、改变探头折射角度进行探测，测出最大反射波幅并与距离一波幅曲线作比较，确定波幅所在区域。波幅测定的允许误差为2 dB，最大反射波幅A与定量线SL的dB差值记为SL士dB。10.5.2 缺陷位置的测定 缺陷位置以获得缺陷最大反射波的位置来表示，根据

16、相应的探头位置和反射波在荧光屏上的位置来确定如下全部或部分参数。a)纵坐标L代表缺陷沿焊缝方向的位置。以检验区段编号为标记基准点(即原点)建立坐标。坐标正方向距离L表示缺陷到原点之间的距离(见图8)b)深度坐标h代表缺陷位置到探伤面的垂直距离(mm)。以缺陷最大反射波位置的深度值表示。c)横坐标q代表缺陷位置离开焊缝中心线的垂直距离，可由缺陷最大反射波位置的水平距离或简化水平距离求得。缺陷的深度和水平距离(或简化水平距离)两数值中的一个可由缺陷最大反射波在荧光屏上的位置直接读出，另一数值可采用计算法、曲线法、作图法或缺陷定位尺求出（注：数字机可直接读出）。图8 纵坐标I示意图 10.5.3 缺

17、陷指示长度的测定 a)当 缺 陷反射波只有一个高点时，用降低6d B相对灵敏度法测长见图9;b)在测长扫查过程中，如发现缺陷反射波峰值起伏变化，有多个高点，则以缺陷两端反射波极大值之间探头的移动长度确定为缺陷指示长度，即端点峰值法见图 10,*公司作业指导书 文件编号 版本/版次 主题 公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则 页 数 第 8 页 共 11 页 生效日期 图9相对灵敏度测长法 图10 端点峰值测长法 10.6 缺陷的评定及分级 10.6.1 超声波探伤缺陷等级评定应符合表 4 的规定。10.6.2 对判定为裂纹、未熔合等危害性缺陷者，应判为不合格。表4 11.全为熔透角焊缝检验 1

18、1.1.适用范围 本条适用于腹板母材厚度10100mm的T接或角接接头全熔透角焊缝、支管壁厚为1080mm的安放式管座角接头及主管壁厚为10100mm的插入式管座角接头全熔透角焊缝。11.2 选择探头 11.2.1T 接或角接腹板侧（安放式管座角支管侧、插入式管座角主管侧）探伤按表 1 依据母材厚度选择合适的单斜探头，探伤法及探伤面按表 5 选择。表 5 探伤法和探伤面的选择 板厚（mm）探头移动空间（mm）探伤法 探伤面 1080 2.5KT 直射法加一次反射法 单面单侧 1.5KT2.5KT 直射法 双面单侧 注：表中板厚指 T 接或角接的腹板厚度、安放式管座角支管壁厚、插入式管座角主管壁

19、厚。11.2.2T接或角接翼板侧探伤、安放式管座角主管侧探伤、插入式管座角支管探伤可选用K1单斜探头或单直探头,对于探测厚度12mm,宜选用双晶直探头。11.3仪器调校 11.3.1斜探头前沿、K值、时基线比例、距离波幅曲线的调校制作按本节10.3条执行.11.3.2单直探头的调校,灵敏度可在与工件同曲率的试块上调节，也可采用计算法或DGS曲线法，以工件底面回波调节。11.3.3距离波幅曲线的灵敏度调整按表6执行 *公司作业指导书 文件编号 版本/版次 主题 公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则 页 数 第 9 页 共 11 页 生效日期 表6 图11 T角接、管座角接头扫查示意图 11.4

20、扫查 11.4.1斜探头在T接或角接腹板一侧（安放式管座角支管侧、插入式管座角主管侧）采用直射法和一次反射法作锯齿型扫查（见图11）位置1;11.4.2单直探头或双晶探头在T接或角接翼板外侧（安放式管座角主管内侧、插入式管座角支管内侧）采用直射法作锯齿型或平行扫查（见图 11）位置2;11.4.3当因结构形状无法在翼板外侧或主管（支管）内侧采用直探头探伤时，可采用斜探头在翼板内侧（安放式管座角主管外侧、插入式管座角支管外侧）采用一次反射法作锯齿型扫查（见图11）位置3。11.5 测定缺陷，按本节 10.5 条执行。11.6 缺陷的评定及分级 11.6.1 超声波探伤缺陷等级评定应符合表 7 的

21、规定。11.6.2 对判定为裂纹、未熔合等危害性缺陷者，应判为不合格。表7 12角焊缝检验 12.1.适用范围 本条适用于腹板母材厚度10100mm的T接或角接接头的部分熔透角焊缝或焊脚尺寸大于12mm的角焊缝、支管壁厚为10100mm的安放式管座角接头及主管壁厚为10100mm的插入式管座角接头的部分熔透角焊缝或焊脚尺寸大于12mm的角焊缝。*公司作业指导书 文件编号 版本/版次 主题 公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则 页 数 第 10 页 共 11 页 生效日期 12.2 选择探头，按本节 11.2.1 条选择合适的探头。12.3 仪器调校 12.3.1 探头前沿长度测量及时基线比例调

22、整按本节第 10.3.1 条执行。12.3.2 K 值的测量按本节第 10.3.2 条执行。12.3.3 绘制曲线 将探头置于铁路钢桥制造专用柱孔标准试块上，调节探头位置和仪器增益，使12柱孔的反射波高度为满刻度的 80%，在荧光屏上标出反射波波峰所在的点；固定仪器增益不变，分别探测不同深度的12 的柱孔，在荧光屏上标出最高反射波所在的点，用光滑曲线连接这些点，即得到面板距离波幅曲线。曲线由判废线 RL、定量线 SL 和评定线 EL 组成（如图 3 所示），不同验收级别的各线灵敏度见表 8。表中的 DAC 是以允3mm 标准反射体绘制的距离一波幅曲线，即 DAC 基准线。评定线以上至定量线以下

23、为区(弱信号评定区);定量线至判废线以下为区(长度评定区);判废线及以上区域为区(判废区)。表 8 距离一波幅曲线的灵敏度 12.4 扫查，按本节第11.4.1执行。12.5 测定缺陷，按本节 10.5 条执行。12.6 缺陷的评定及分级。12.6.1 超声波探伤缺陷等级评定应符合表9 的规定。12.6.2 对判定为裂纹、未熔合等危害性缺陷者，应判为不合格。表9 13.记录与报告 13.1检验记录主要内容:工件名称、编号、焊缝编号、坡口形式、焊缝种类、母材材质、规格、表面情况、探伤方法、检验规程、验收标准、所使用的仪器、探头、祸合剂、试块、扫描比例、探伤灵敏度。所发现的超标缺陷及评定记录，检验

24、人员及检验日期等。反射波幅位于区，其指示长度小于表8的缺陷也应予记录。13.2检验报告主要内容:工件名称、合同号、编号、探伤方法、探伤部位示意图、检验范围、探伤比例验收标准、缺陷情况、返修情况、探伤结论、检验人员及审核人员签字等。14.仪器调整的校验 14.1 每次检验前应在对比试块上，对时基线扫描比例和距离一波幅曲线(灵敏度)进行调节或校验。校验点不少于两点。14.2 检验过程中每4h之内或检验工作结束后应对时基线扫描和灵敏度进行校验，校验可在对比试块或其他等效试块上进行。14.3 扫描调节校验时，如发现校验点反射波在扫描线上偏移超过原校验点刻度读数的10%或满刻度的5%,(两者取较小值)，

25、则扫描比例应重新调整，前次校验后已经记录的缺陷，位置参 *公司作业指导书 文件编号 版本/版次 主题 公路桥梁钢结构焊缝超声波探伤实施细则 页 数 第 11 页 共 11 页 生效日期 数应重新测定，并予以更正。14.4 灵敏度校验时，如校验点的反射波幅比距离一波幅曲线降低20%或2 dB以上，则仪器灵敏度应重新调整，并对前次校验后检查的全部焊缝应重新检验。如校验点的反射波幅比距离一波幅曲线增加20%或2dB以上，仪器灵敏度应重新调整，而前次校验后，已经记录的缺陷，应对缺陷尺寸参数重新测定并予以评定。14.5 探伤仪器和探头系统的复核 14.5.1 超声波探伤中存在仪器和探头 K 值，前沿值偏离正常值，出现异常现象，则需校正误差。14.5.2 复校时机，复校内容，校正办法：复校时机，一般是在探伤前或连续工作 4 小时后；复校内容有 K 值、前沿距离一波幅曲线等；校正方法一般在 CSK-A 上重新标定。15.安全事项:探伤人员上高空检测时,应注意戴上安全帽、安全带,用电注意安全，一旦发生带电或触电现象，立即拔下插头，遵守现场各项安全管理规定和制度。16.搬运:超声波探伤仪移动要轻拿轻放，不可倒置，不能碰撞，运输过程采用海绵等防震材料并装箱，防止运输过程中挤压。17.相关质量记录表格 17.1 钢结构现场检测委托单 17.2 超声波检测工艺卡 17.3 超声波检测记录表