GB／T 40732-2021  焊縫無損檢測 超聲檢測 奧氏體鋼和鎳基合金焊縫檢測

應(yīng)采用帶焊縫的試塊作為參考試塊調(diào)節(jié)靈敏度。焊縫參考試塊見附錄C。參考試塊的厚度應(yīng)與檢 測對(duì)象的厚度相近，厚度差不大于10%厚度或3mm兩者的較大值。 參考反射體為焊縫中心線和/或熔合線上的橫孔，或者為熔合線上的平底孔。表面刻槽應(yīng)作為近表 面缺陷的參考反射體檢測。具體參見圖C.1、圖C.2和圖C.3。 當(dāng)使用雙晶探頭時(shí)，應(yīng)基于探頭聚焦曲線確定與壁厚相關(guān)的聲束掃查區(qū)域。應(yīng)在書面工藝規(guī)程上 規(guī)定聲束掃查區(qū)域。 應(yīng)根據(jù)書面工藝規(guī)程要求，在每次檢測前調(diào)節(jié)靈敏度設(shè)置。 檢測面與探頭靴底面的間隙g不應(yīng)大于0.5mm。 對(duì)于圓柱面或球面，上述要求按公式（1）核查：

a一探頭接觸面寬度，單位為毫米（mm）； D一一工件直徑，單位為毫米（mm）。 注：探頭接觸面寬度，見ISO17640。 如果間隙g值大于0.5mm，則探頭靴底面應(yīng)修磨至與曲面吻合，靈敏度和時(shí)基范圍也應(yīng)做相應(yīng) 調(diào)整。 檢測過程中至少每4h和檢測結(jié)束時(shí)，應(yīng)對(duì)靈敏度進(jìn)行核查。 當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或等同設(shè)定變化受到質(zhì)疑時(shí)，也應(yīng)重新對(duì)靈敏度進(jìn)行核查。 如果在核查中發(fā)現(xiàn)偏離，應(yīng)按表2要求進(jìn)行修正

如果在熔合線上使用橫孔，應(yīng)按以下要求完成靈敏度設(shè)置

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a）建立聲束只在母材傳播的靈敏度曲線； b）建立聲束在焊縫傳播后的靈敏度曲線。 如果使用焊縫中心線上的反射體鐵路圖紙，除異種金屬焊縫外（焊縫兩側(cè)母材聲學(xué)性能不一致），可只從焊縫 側(cè)完成靈敏度設(shè)置， 典型的橫孔直徑為3mm。

8.3其他參考反射體應(yīng)用

為檢測某些特定的不連續(xù)和/或焊縫指定區(qū)域的不連續(xù)，可采用其他類型和尺寸的參考反射體。在 此情況下，應(yīng)規(guī)定靈敏度設(shè)置的特定條件。 在管接頭焊縫檢測中，平底孔和刻槽是典型的參考反射體類型。管接頭對(duì)接焊縫檢測示例見 圖C.2。 在奧氏體焊縫參考試塊上，平底孔應(yīng)加工至焊縫截面熔合線。 典型的平底孔直徑為2mm~5mm之間。

9檢測工藝規(guī)程和超聲技術(shù)

9.1制定檢測工藝規(guī)程

限據(jù)圖1所示流程圖的主要步驟制定檢測工藝規(guī)

9.2檢測工藝規(guī)程內(nèi)容

應(yīng)制定書面檢測工藝規(guī)程。檢測工藝規(guī)程應(yīng)至少包括以下信息： a）檢測目的和范圍； b）檢測技術(shù)； c）檢測等級(jí)； 注：奧氏體鋼焊縫的檢測等級(jí)不同于ISO17640規(guī)定的鐵素體鋼焊縫檢測等級(jí)。但是，把兩者結(jié)合起來考慮各自 檢測的可靠性是非常重要的。 d） 人員資格/培訓(xùn)要求； e） 儀器要求； f） 每個(gè)聚焦區(qū)域或部位的探頭； g） 參考試塊； h） 有代表性的試件，如適用； i 儀器設(shè)置； 檢測面和表面狀態(tài)； k） 掃查方向和探頭布置； 1） 母材檢測； m）指示評(píng)價(jià)； n） 驗(yàn)收等級(jí)和（或）記錄等級(jí)； ） 報(bào)告要求； P） 環(huán)境和安全問題。

應(yīng)制定書面檢測工藝規(guī)程。檢測工藝規(guī)程應(yīng)至少包括以下信息： ） 檢測目的和范圍； b） 檢測技術(shù)； c）檢測等級(jí)； 注：奧氏體鋼焊縫的檢測等級(jí)不同于ISO17640規(guī)定的鐵素體鋼焊縫檢測等級(jí)。但是，把兩者結(jié)合起來考慮各自 檢測的可靠性是非常重要的。 d） 人員資格/培訓(xùn)要求； e） 儀器要求； f） 每個(gè)聚焦區(qū)域或部位的探頭； g） 參考試塊； h） 有代表性的試件，如適用； 心 儀器設(shè)置； 檢測面和表面狀態(tài)； k） 掃查方向和探頭布置； 1） 母材檢測； m）指示評(píng)價(jià)； n） 驗(yàn)收等級(jí)和（或）記錄等級(jí)； ） 報(bào)告要求； P 環(huán)境和安全問題。

之規(guī)程。 檢測工藝規(guī)程 a 檢測目的和范圍； b） 檢測技術(shù)； 檢測等級(jí)； 注：奧氏體鋼焊縫的檢測等級(jí)不同于ISO17640 檢測的可靠性是非常重要的。 d) 人員資格/培訓(xùn)要求； e 儀器要求； f) 每個(gè)聚焦區(qū)域或部位的探頭； g) 參考試塊； h) 有代表性的試件，如適用； i) 儀器設(shè)置； 檢測面和表面狀態(tài)； k） 掃查方向和探頭布置； 1) 母材檢測； m）指示評(píng)價(jià)； n) 驗(yàn)收等級(jí)和（或）記錄等級(jí)； o) 報(bào)告要求； p) 環(huán)境和安全問題

超聲檢測工藝規(guī)程的必

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9.4檢測技術(shù)優(yōu)化和制定檢測工藝規(guī)程

焊縫不同部位（區(qū)域)選定基本技術(shù)后，應(yīng)優(yōu)化每個(gè)區(qū)域的基本檢測技術(shù)。選用雙晶折射縱波探頭 時(shí)，應(yīng)對(duì)每個(gè)部位（區(qū)域)選擇最優(yōu)頻率、折射角、焦距和晶片尺寸。（參見附錄A） 根據(jù)檢測目的和檢測標(biāo)準(zhǔn)，基于焊接坡口形式和焊接工藝，應(yīng)選擇能檢測所有潛在的不連續(xù)的檢測 技術(shù)。對(duì)于檢測潛在的垂直于表面的裂紋，應(yīng)輔助使用串列式檢測技術(shù)。 應(yīng)通過選擇合適的晶片尺寸，優(yōu)化聲束傳播路徑，延伸聚焦曲線適用范圍，以保證聲束覆蓋整個(gè)焊 縫壁厚范圍。探頭檢測聚焦曲線波幅變化不應(yīng)超過3dB，以確保檢出邊界和不同檢測區(qū)域邊界的不連 續(xù)，參見附錄A

9.5折射縱波實(shí)際應(yīng)用

在大多數(shù)情況下，當(dāng)使用縱波探頭時(shí)，根據(jù)焊縫厚度，應(yīng)多次掃查焊縫。通常根據(jù)不同厚度范圍或 不同掃查區(qū)域，選擇特定探頭。也可選擇多探頭掃查模式，同時(shí)掃查多個(gè)區(qū)域。 人工掃查宜沿平行于焊縫中心線且固定探頭間距的沿線掃查方式實(shí)施，因此可發(fā)現(xiàn)時(shí)基線上相關(guān) 信號(hào)位置。 檢測技術(shù)參見附錄A。 用于范圍設(shè)置的校準(zhǔn)試塊參見附錄B。 用干錄敏度設(shè)置的參考試塊參見附錄C

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10指示分類和尺寸測量

檢測工藝規(guī)程中應(yīng)敘述來自檢測對(duì)象的不連續(xù)指示分類規(guī)則、檢測對(duì)象的兒何尺寸或結(jié)構(gòu)特征、和 合適的標(biāo)注方法。 檢測工藝規(guī)程應(yīng)規(guī)定尺寸測量技術(shù)，如6dB法測長和衍射法測高

2的規(guī)定，應(yīng)按照書面檢測工藝規(guī)程檢測焊縫及

11.2表面狀態(tài)和耦合劑

表面應(yīng)無任何可能影響超聲檢測的不平整的物質(zhì)。掃查表面的起伏和其他表面輪廓的局部變化， 不應(yīng)導(dǎo)致探頭和掃查面的間隙大于0.5mm（見8.1）。 必要時(shí)，可輕微打磨以確保表面平整。 如果表面粗糙，可能影響表面掃查或者表面反射的效果。對(duì)于機(jī)加工面，表面粗糙度Ra不大于 6.3um，對(duì)于噴丸處理后的表面，表面粗糙度Ra不大于12.5μm。 在某些檢測應(yīng)用中，有必要磨平焊縫與母材同高。此時(shí)，應(yīng)在檢測工藝規(guī)程中明確規(guī)定。 為避免發(fā)生腐蝕，應(yīng)注意避免碳鋼工件（如掃查裝置、鋼尺等）直接接觸不銹鋼表面， 耦合劑應(yīng)符合避免氯化物、硫化物或其他可能損傷被檢材質(zhì)的特定要求

表面應(yīng)無任何可能影響超聲檢測的不平整的物質(zhì)。掃查表面的起伏和其他表面輪廓的局部變化， 不應(yīng)導(dǎo)致探頭和掃查面的間隙大于0.5mm（見8.1）。 必要時(shí)，可輕微打磨以確保表面平整。 如果表面粗糙，可能影響表面掃查或者表面反射的效果。對(duì)于機(jī)加工面，表面粗糙度Ra不大于 6.3um，對(duì)于噴丸處理后的表面，表面粗糙度Ra不大于12.5um。 在某些檢測應(yīng)用中，有必要磨平焊縫與母材同高。此時(shí)，應(yīng)在檢測工藝規(guī)程中明確規(guī)定， 為避免發(fā)生腐蝕，應(yīng)注意避免碳鋼工件（如掃查裝置、鋼尺等）直接接觸不銹鋼表面， 耦合劑應(yīng)符合避免氯化物、硫化物或其他可能損傷被檢材質(zhì)的特定要求，

除非能證明母材區(qū)域不連續(xù)的存在不影響斜人射掃查焊縫（如制造中早期檢測），否則掃查區(qū)域的 母材應(yīng)在焊前或焊后進(jìn)行直射縱波檢測。 如果在母材檢測中發(fā)現(xiàn)不連續(xù)，應(yīng)評(píng)價(jià)該不連續(xù)對(duì)既定的焊縫斜入射檢測的影響程度，如有必要， 調(diào)整相應(yīng)的檢測技術(shù)。當(dāng)焊縫斜入射檢測受到嚴(yán)重影響時(shí)，應(yīng)考慮選擇其他無損檢測方法（如射線檢 測

聲束掃查應(yīng)覆蓋整個(gè)檢測區(qū)域。 聲束掃查可沿平行于焊縫中心線的直線進(jìn)行掃查（沿線掃查）。 同在相應(yīng)參考試塊上確定時(shí)基線位置一樣，相關(guān)檢測部位時(shí)基線的計(jì)算，應(yīng)是檢測工藝規(guī)程內(nèi)容 之一 應(yīng)提供書面的檢測步驟或掃查計(jì)劃，指示探頭布置、移動(dòng)和覆蓋面等信息。該掃查計(jì)劃也應(yīng)包含使 用的聲束角度、參照焊縫中心線的聲束方向和檢測覆蓋區(qū)域

在完成所有相關(guān)指示分類、位置和尺寸測定后，宜根據(jù)各自指定的驗(yàn)收條款和驗(yàn)收等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 基于該評(píng)價(jià)結(jié)果，指示及其相關(guān)不連續(xù)可劃分為“接受”或“不可接受”。 注：指示特征分類指南見ISO16827和ISO23279

在完成所有相關(guān)指示分類、位置和尺寸測定后，宜根據(jù)各自指定的驗(yàn)收條款和驗(yàn)收等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià) 基于該評(píng)價(jià)結(jié)果，指示及其相關(guān)不連續(xù)可劃分為“接受”或“不可接受”。 注：指示特征分類指南見ISO16827和ISO23279

檢測報(bào)告應(yīng)至少包含以下信息： a) 參考標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T40732； b) 檢測對(duì)象標(biāo)識(shí)； c) 材料類型，等級(jí)和產(chǎn)品門類； d) 尺寸； e) 被檢焊縫/焊接接頭所處位置； f) 幾何結(jié)構(gòu)草圖（如需）； g) 焊接工藝，技術(shù)協(xié)議和熱處理狀態(tài)（如有）； h) 制造狀態(tài)； i) 表面狀態(tài)； j) 記錄被檢對(duì)象溫度（如溫度不在0℃～60℃范圍內(nèi)）； 合同要求，例如工藝、導(dǎo)則和特殊協(xié)議等； 1) 檢測地點(diǎn)和檢測日期； m）檢測機(jī)構(gòu)標(biāo)識(shí)和檢測人員資格認(rèn)證信息

12.2與儀器相關(guān)的信息

檢測報(bào)告應(yīng)包含與儀器相關(guān)的以下信息： 超聲檢測儀制造商、型號(hào)和編號(hào)； b 探頭制造商、類型、標(biāo)稱頻率、角度、焦距和編號(hào)； C) 參考試塊編號(hào)，附帶草圖； d)耦合劑

12.3與檢測技術(shù)相關(guān)的信息

檢測報(bào)告應(yīng)包含與檢測技術(shù)相關(guān)的以下信息： 引用的書面檢測工藝規(guī)程； b) 檢測范圍，包括任何限制； c) 探頭移動(dòng)區(qū)位置； d) 參考點(diǎn)和所用坐標(biāo)系詳情； e) 探頭放置部位； f) 時(shí)基線范圍： g) 靈敏度設(shè)定方法及其數(shù)值； h）參考等級(jí)； i) 母材檢測結(jié)果； i) 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和（或）記錄等級(jí)； k) 與本文件或合同要求的偏離； 1) 任何潛在影響檢測實(shí)施的因素

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檢測報(bào)告應(yīng)包含記錄指示以下信息的表格匯總（或草圖）： a）指示坐標(biāo)，給出相關(guān)檢測探頭及其位置； b）最大回波幅度，如要求，給出指示的類型和高度； C 指示長度； d）按指定的驗(yàn)收和（或）記錄等級(jí)做出的評(píng)價(jià)結(jié)果

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通過設(shè)計(jì)探頭獲得縱波波型，見圖A.1。因?yàn)槿松浣切∮诘谝慌R界角，在第二介質(zhì)中同時(shí)產(chǎn)生橫 縱波。

圖A.1入射角小于第一臨界角產(chǎn)生的波型

在底面反射時(shí)，縱波也通過波型轉(zhuǎn)換同時(shí)產(chǎn)生橫波。此外，橫波通過波型轉(zhuǎn)換同時(shí)產(chǎn)生縱波。聲能 大小取決于角度，可通過計(jì)算和作圖獲得（不在本文件內(nèi)容之內(nèi)）。 如果使用縱波檢測，橫波也必然會(huì)伴隨出現(xiàn)。盡管兩者信號(hào)可通過聲程區(qū)分，但是這使得示波屏上 信號(hào)解釋變得復(fù)雜，同時(shí)要求對(duì)檢測人員進(jìn)行附加培訓(xùn)。這意味著在制定檢測工藝規(guī)程中，應(yīng)計(jì)算相關(guān) 言號(hào)的聲程范圍，并在參考試塊上完成驗(yàn)證。 接收特征等同于發(fā)射特征。因此，圖A.1也適用于接收。 粗晶和各向異性焊縫超聲檢測的通用頻率為2MHz。根據(jù)材質(zhì)晶粒大小，也可使用更高（有時(shí)更 低）的頻率。

A.2折射縱波直射技術(shù)

折射縱波直接入射潛在不連續(xù)，見圖A.2a）。通過波型轉(zhuǎn)化，也產(chǎn)生了橫波。 通過斯涅耳定律可計(jì)算折射角度。盡管縱波被用來穿透材料（如焊縫），但橫波也是存在的。同時(shí) 黃波的出現(xiàn)可能產(chǎn)生虛假信號(hào)或誤判（如果沒正確培訓(xùn)檢測人員）。 橫波斜人射底面時(shí)，也產(chǎn)生縱波（波型轉(zhuǎn)換），見圖A.1。 圖A.2b)給出折射縱波如何在焊縫中直接入射發(fā)現(xiàn)不連續(xù)。除非磨平焊縫余高，探頭放置在磨平 的焊縫上，否則該縱波不能發(fā)現(xiàn)焊縫上表面的不連續(xù)。 雙晶縱波斜人射探頭的聲程有限。這種探頭的最佳掃查范圍由探頭頻率、晶片尺寸、斜楔角度或屋 頂角等參數(shù)共同確定

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A.3折射縱波伴隨波型轉(zhuǎn)換

a）間接入射（轉(zhuǎn)換模式）

b）焊縫檢測間接模式

A.4折射縱波串列法和角反射串列技術(shù)

在橫波檢測中，采用串列式技術(shù)可以檢測垂直于表面的不連續(xù)。當(dāng)僅使用縱波是不可能實(shí)現(xiàn)的 但是，通過采用A.3的基本原則，實(shí)現(xiàn)如圖A.4所示的串列技術(shù)是可行的。在該技術(shù)中，使用了

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爬波是特殊的折射縱波。即便是粗晶各向異性的焊縫，爬波都能以較高靈敏度檢測表面和近表面 的缺陷。 爬波接近探測面下傳播，在第二介質(zhì)中折射角度接近90°。爬波的聲速與縱波相同，能在距表面約 一個(gè)波長的深度內(nèi)傳播。爬波不沿著曲面?zhèn)鞑?爬波和大折射角度（75°～80°）的縱波聯(lián)合，不僅能檢測表面破損，通常還能根據(jù)探頭特性檢測到距 表面5mm~15mm深度的缺陷。 注：爬波不同于表面波或者瑞利波。通常認(rèn)為瑞利波是不對(duì)稱的（剪切)表面波，沿著表面?zhèn)鞑�，聲速約為橫波聲速 的0.9倍。表面波傾向于沿曲面?zhèn)鞑ァ?在異質(zhì)界面產(chǎn)生爬波的同時(shí)，也產(chǎn)生橫波（也叫頭波），見圖A.5a）。這些頭波在底面產(chǎn)生二次爬 波，能檢測靠近底面的表面和近表面缺陷，見圖A.5b）。 在爬波傳播過程中不斷地產(chǎn)生橫波或頭波，是爬波隨傳播距離增加衰減很大的原因，所以爬波不能 用于長距離檢測。 例如，在50mm厚的雙相不銹鋼焊縫檢測中，一次爬波檢測表面刻槽（A）和二次爬波檢測底面刻 槽（B）的典型信號(hào).見圖A.5c）

由于雙晶縱波斜探頭在特定的深度上具有較好的檢測靈敏度，因此要使用多個(gè)探頭，確保焊縫全厚 度范圍覆蓋掃查。 在100mm厚的焊縫中，如何使用多個(gè)探頭使其焦區(qū)覆蓋整個(gè)焊縫厚度范圍的示例，見圖A.6。在 比示例中，僅使用直接技術(shù)，輔助爬波掃查近表面區(qū)域。相同原理適用于間接技術(shù)。 繪制不同探頭的聚焦曲線，可確保探頭聲束全厚度范圍覆蓋

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縫檢測的斜探頭范圍設(shè)置的校準(zhǔn)試塊草圖見圖

用于范圍設(shè)置的不銹鋼校準(zhǔn)試塊

圖B.1不銹鋼校準(zhǔn)試塊

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圖B.2不銹鋼校準(zhǔn)試塊和探頭

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用于靈敏度設(shè)置的參考試塊宜是在厚度、材質(zhì)、焊接工藝、接頭形狀和結(jié)構(gòu)和表面狀態(tài)等有代表性 的焊縫。熱輸入量，熔敷率和焊道參數(shù)對(duì)焊縫超聲性能有較大影響。 參考反射體可為橫孔或平底孔。表面刻槽代表著探測面和底面的表面不連續(xù)�？滩劭蔀榫匦尾刍� 位于焊縫熔合線的矩形反射體，長度不小于25mm

參考試塊有以下用途： a） 獲得母材和焊縫的噪聲水平（在加工人工反射體前）； 6) 確認(rèn)是否有虛假信號(hào)（如由聲束變形、異常反射體、在熔合線和/或柱狀晶界面上的波型轉(zhuǎn)換導(dǎo) 致）； C） 在加工人工反射體后，評(píng)價(jià)超聲可探性 d) 為每個(gè)檢測區(qū)域編制檢測工藝進(jìn)行探頭優(yōu)化驗(yàn)證； e 驗(yàn)證檢測工藝程序，如適用； f) 現(xiàn)場校準(zhǔn)。 注：有必要配備多個(gè)試塊

C.3.1含橫孔和刻槽的

為避免相鄰反射體的于擾，推薦在試塊的不同平面上加工相鄰區(qū)域的反射體。試塊示例見圖C.1 橫孔的長度宜為探頭寬度減5mm，最小為25m。 刻槽長度宜至少為25mm

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過濾器標(biāo)準(zhǔn)C.3.2含平底孔和刻槽的試塊

圖C1含橫孔和刻槽的試塊

含平底孔和刻槽的試塊示例見圖C.2。 通常采用直接技術(shù)檢測[見圖C.3a)。如果因表面焊道存在，不適合采用直接技術(shù)，可考慮采用間 接技術(shù)檢測[見圖C.3b)。聲束是否覆蓋整個(gè)焊縫厚度區(qū)域，宜由焊縫內(nèi)的反射體來驗(yàn)證。如果任何 種技術(shù)都不可行，則有必要磨平表面焊道

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圖C.2含平底孔和刻槽的焊縫試塊

圖C.3含平底孔和刻槽的試塊示例

給排水造價(jià)、定額、預(yù)算B/T40732—2021/ISO22825:2017