中華人民共和國專業(yè)標準
ZB J74 003-88
壓力容器用鋼板超聲波探傷
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1適用范圍
1.1 本標準適用于厚度為6~200mm的石油、化學(xué)工業(yè)用壓力容器鋼板(奧氏體不銹鋼板除外)超聲波探傷。
1.2 其它工業(yè)類似用途的鋼板超聲波探傷可參照采用。
2引用標準
ZB Y230 A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件
JB 3111 無損檢測名詞術(shù)語
3一般標準
3.1 本標準所用術(shù)語定義詳見JB 3111。
3.2 進行鋼板超聲波探傷的人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)，并取得鍋爐壓力容器無損檢測人員資格證書。
3.3 探傷方法以直探頭探傷為主，斜探頭探傷為輔。
3.4 探傷方法采用液浸法(包括局部水浸法)或直接接觸法。
3.5 耦合劑為水、機油、工業(yè)甘油等。
4探傷裝置
4.1 探傷儀
4.1.1 采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀，其頻率范圍至少應(yīng)在1~5MHz內(nèi)。
4.1.2 儀器應(yīng)至少在熒光屏滿刻度的75%范圍內(nèi)呈線性顯示（誤差在5%以內(nèi)），垂直線性誤差應(yīng)不大于6%。
4.1.3 儀器和探頭組合的始波占寬的確定及其規(guī)定值：
先將儀器時間軸坐標（掃描線）測定范圍調(diào)整到50mm，然后把探頭對準圖1試塊的平底孔，使其*大反射波高調(diào)整到20%滿刻度，再提高靈敏度14dB，讀出此時始波高度達20%以上的在時間軸上的占有寬度。對于采用標稱頻率為5MHz的探頭，其占有寬度應(yīng)不大于10mm；標稱頻率為2.5MHz的探頭，其占有寬度應(yīng)不大于15mm。
4.1.4 儀器的水平線性、動態(tài)范圍、分辨力等均應(yīng)符合ZB Y230的規(guī)定。
4.2 探頭
4.2.1 探頭的選用見表1。
4.2.2 雙晶直探頭性能要求見附錄A（補充件）。
表 1
板 厚 | 所采用的 | 探頭標稱頻率 | 探頭晶片尺寸 |
mm | 探 頭 | MHz | 雙晶直探頭 | 單直探頭 |
6~20 | 雙晶探頭 | 5(4) | 晶片面積不小于 | 圓晶片直徑在14~25mm之間 |
>20~200 | 單直探頭 | 2.5(2.25)(2) | 150mm2 | 或方晶片面積不小于200mm２ |
注：試塊要求見4.3.1條。
4.3 試塊
4.3.1 試塊材質(zhì)應(yīng)與被探鋼板聲學(xué)性能相同或相似，試塊經(jīng)超聲波傷不得有Φ2平底孔當量以上的缺陷存在。
4.3.2 用雙晶直探頭探測板厚小于或等于20mm的鋼板時，所用靈敏度試塊如圖2所示。
4.3.3 用單直探頭探測板厚大于20mm的鋼板時，靈敏度試塊應(yīng)符合圖3和表2的規(guī)定。試塊表面狀態(tài)應(yīng)與被探鋼板相接近；試塊厚度應(yīng)與被探鋼板厚度相接近，即當板厚小于或等于100mm時，試塊與被探鋼板的厚度差不超過10%；板厚大于100mm時，厚度差不應(yīng)超過15mm。
圖1 測定儀器和探頭組合性能試塊 圖2 板厚小于或等于20mm雙晶探頭探測用試
塊
表 2
試塊編號 | 被探鋼板厚度 | 探傷面到平底孔的距離S | 試 塊 厚 度 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探傷條件
5.1 探傷時機
對于要求作淬火、正火或回火處理的鋼板，其超聲波探傷應(yīng)在熱處理后進行。
圖3 板厚大于20mm單直探頭探測用試塊
注：垂直度a隨試塊厚度變化見表3。
表3 mm
試塊厚度 | >20~40 | >40~60 | >60~100 | >100~160 | >160~200 |
a | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.40 |
5.2 探傷面
被探鋼板表面應(yīng)**影響探傷的氧化皮、銹蝕、油污等。
5.3 探傷靈敏度
5.3.1 探傷靈敏度應(yīng)計入靈敏度試塊與被探鋼板之間的表面耦合聲能損失(dB)。
5.3.2 板厚小于或等于20mm時，用圖2試塊將與工件等厚的**次底波高度調(diào)整到滿刻度的50%，再提高靈敏度10dB作為探傷靈敏度。
5.3.3 板厚大于20mm時，探傷靈敏度按圖3試塊平底孔**次反射波高等于滿刻度的50%來校準。
5.3.4 板厚大于60mm時，也可取鋼板無缺陷的完好部位的**次底波來校準靈敏度，其結(jié)果應(yīng)與5.3.3條要求一致。
6探傷方法
6.1 探傷部位
從鋼板的任一軋制平面進行探傷。若探傷人員為判定缺陷的需要或設(shè)計上有要求時，也可以對鋼板的上下兩軋制平面分別進行探傷。
6.2 探頭掃查形式
探頭沿垂直于鋼板壓延方向，間距為100mm的平行線進行掃查。在鋼板周邊50mm（當板厚大于50mm時，以板厚為準）及剖口預(yù)定線兩側(cè)各25mm（當板厚超過50mm時，以板厚的一半為準）內(nèi)作100%掃查，掃查示意圖如圖4。
圖4 探頭掃查示意圖
6.3 根據(jù)合同或技術(shù)協(xié)議或圖樣要求，也可以作其它形式的掃查或100%掃查。
6.4 掃查速度不得大于150mm/s，當采用自動報警裝置掃查時，不受此限制。
7缺陷的測定
7.1 在探傷過程中，發(fā)現(xiàn)下列三種情況之一者即作為缺陷：
7.1.1 缺陷**次反射波(F1)波高大于或等于滿刻度的50%，即F1≥50%者。
7.1.2 當?shù)酌?*次反射波(B1)波高未達到滿刻度，此時，缺陷**次反射波(F1)波高與底面**次反射波(B1)波高之比大于或等于50%，即B1<100%，而F1/B1≥50%者。
7.1.3 當?shù)酌?*次反射波(B1)波高低于滿刻度的50%，即B1<50%者。
7.2 缺陷的邊界或指示長度的測定方法
7.2.1 檢出缺陷后，應(yīng)在它的周圍繼續(xù)進行探傷，以確定缺陷的延伸。
7.2.2 用雙晶直探頭確定缺陷的邊界或指示長度時，探頭移動方向應(yīng)與探頭的聲波分割面相垂直，并使缺陷波下降到探傷靈敏度條件下熒光屏滿刻度的25%或使缺陷**次反射波高與底面**次反射波高之比為50%。此時，探頭中心移動距離即為缺陷的指示長度，探頭中心點即為缺陷的邊界點。
7.2.3 用單直探頭確定缺陷的邊界或指示長度時，移動探頭，使缺陷波**次反射波高下降到探傷靈敏度條件下熒光屏滿刻度的25%或使缺陷**次反射波高與底面**次反射波高之比為50%。此時，探頭中心移到距離即為缺陷的指示長度，探頭中心點即為缺陷的邊界點。
7.2.4 確定7.1.3條中缺陷的邊界或指示長度時，移動探頭，使底面**次反射波高升到探傷靈敏度條件下熒光屏滿刻度的50%。此時，探頭中心移動距離即為缺陷的指示長度，探頭中心點即為缺陷的邊界點。
7.2.5 當采用**次缺陷反射波和**次底面反射波來評定缺陷時，探傷靈敏度應(yīng)以相應(yīng)的**次反射波來校準。
8缺陷的評定方法
8.1 缺陷指示長度的評定規(guī)則
8.1.1 一個缺陷按其表觀的*大長度作為該缺陷的指示長度。
8.1.2 對于一個缺陷其指示長度小于40mm時，其長度可不作記錄。
8.2 單個缺陷指示面積的評定規(guī)則
8.2.1 一個缺陷按其表觀的面積作為該缺陷的單個指示面積。
8.2.2 多個缺陷其相鄰間距小于100mm或間距小于相鄰小缺陷（以指示長度來比較）的指示長度（取其較大值），其各塊缺陷面積之和也作為單個缺陷指示面積。
8.3 缺陷面積占有率的評定規(guī)則
8.3.1 在任一1m×1m探傷面積內(nèi)，按缺陷面積占探傷面積的百分比來確定。
9鋼板質(zhì)量分級
9.1 鋼板質(zhì)量分級見表4。
表 4
級 別 | 不允許存在的一個缺陷指示長度mm | 不允許存在的單個缺陷指示面積cm2 | 在任一1m×1m探傷面積內(nèi)不允許存在的缺陷面積百分比 % | 以下單個缺陷指示面積不計cm2 |
Ⅰ | ≥60 | ≥25 | >3 | <9 |
Ⅱ | ≥80 | ≥50 | >4 | <15 |
Ⅲ | ≥120 | ≥100 | >5 | <25 |
Ⅳ | ≥150 | ≥100 | >10 | <25 |
9.2 在鋼板周邊50mm（板厚大于50mm時，以板厚為準）及剖口預(yù)定線兩側(cè)各25mm（板厚大于50mm時，以板厚的一半為準）內(nèi)，一個缺陷的指示長度不得大于或等于50mm。
9.3 在探傷過程中，探傷人員如確認鋼板中有白點、裂紋等危害性缺陷存在時，則應(yīng)予判廢，不作評級。
10 橫波探傷
10.1 在探傷過程中對缺陷有疑問時或供需雙方技術(shù)協(xié)議書中有規(guī)定時，可采用橫波探傷。
10.2 橫波探傷見附錄B（補充件）。
11 探傷報告
探傷報告應(yīng)具備下列內(nèi)容：
11.1 工件情況：材料牌號、材料厚度等。
11.2 探傷條件：探傷儀型號、探頭型式、探頭標稱頻率、晶片尺寸、耦合劑、試塊等。
11.3 探傷結(jié)果
11.3.1 缺陷位置及缺陷分布示意圖。
11.3.2 缺陷等級及其它。
11.4 探傷人員姓名，探傷日期，報告簽發(fā)人的姓名，報告簽發(fā)日期，探傷人員及報告簽發(fā)人資格級別等。
附 錄 A
雙晶直探頭性能要求
(補充件)
A1 探頭性能
A1.1 距離—振幅特性曲線
用圖2試塊，在各個厚度上測定其回波高度(dB)，并作出如圖A1所示的特性曲線，該特性曲線須滿足下列條件：
a. 在厚度19mm上的回波高度，與*大回波高度差須在－3~－6dB范圍內(nèi)。
b. 在厚度3mm上的回波高度，與*大回波高度差也必須在－3~－6dB范圍內(nèi)。
圖A1 距離—振幅特性曲線
A1.2 表面回波高度
用直接接觸法的表面回波高度，必須比*大回波高度低40dB以上。
A1.3 檢出靈敏度
圖1試塊Φ5.6平底孔回波高度，與*大回波高度差必須在－10±2dB范圍內(nèi)。
A1.4 有效波束寬度
對準圖1試塊Φ5.6平底孔，與聲波分割面平行地移動探頭，測定從回波高度在*大值位置向兩邊移動到降低6dB的范圍，其波束寬度必須大于16mm。
附 錄 B
橫波探傷
(補充件)
B1 適用范圍
B1.1 本附錄對用斜探頭超聲波（橫波）探測鋼板中非夾層性缺陷作出規(guī)定，它作為直探頭超聲波探傷的一項補充。
B2 探傷裝置
B2.1 探頭原則上選用45°斜探頭，圓晶片直徑應(yīng)在Φ13~25mm之間，方晶體片面積應(yīng)不小于200mm２。如特殊需要也可選用其它尺寸和角度的探頭來作補充的探測評定。
B2.2 探傷頻率為2~5MHz范圍內(nèi)。
B3 靈敏度校準試塊
B3.1 試塊用鋼板應(yīng)與被探鋼板厚度相同，聲學(xué)特性相同或相似。
B3.2 試塊上的人工缺陷為切槽，其幾何形狀應(yīng)由制造廠和鋼板用戶協(xié)商確定；槽深為板厚的3%，槽的長度至少為25mm；槽寬不超過深度的一倍。
B3.3 試塊的尺寸、切槽位置符合圖B1的規(guī)定。
B3.4 對于板厚超過50mm的鋼板，要在鋼板的底面配置**個如B3.3所述的校正切槽。
圖B1 靈敏度校正試塊
B4 靈敏度的確定
B4.1 厚度小于或等于50mm的鋼板。
B4.1.1 把探頭放在試塊有切槽的一面上，使聲束對準切槽的寬邊，并放置于能得出**個全跨距反射的*大幅度，且可與始脈沖清楚分辨開的位置。調(diào)節(jié)儀器，使該反射的*大幅度為滿刻度的70%，在熒光屏上記下這一信號的位置。
B4.1.2 朝離開切槽方向移動探頭，直到得到**個全跨距信號，并放置于能得出信號*大反射幅度，記下這一信號幅值點在熒光屏上的位置，在熒光屏上將這兩個相繼的切槽反射信號幅值點連成一直線，該直線就是這種材料的距離—振幅曲線（DAC曲線）。
B4.2 厚度大于50mm而小于等于150mm的鋼板。
B4.2.1 把探頭放在試塊面上，使探頭聲束對準試塊背面切槽的寬邊，并放置能達到1/2跨距反射的*大幅度位置。調(diào)節(jié)儀器，使這一反射波幅為滿刻度的70%，在熒光屏上記下這個信號的位置。不要改變儀器調(diào)整狀態(tài)，在3/2跨距上重復(fù)操作。
B4.2.2 不要改變儀器調(diào)整狀態(tài)，把探頭再次放在試塊面上，使波束對準試塊表面上的切槽，并放置于能達到全跨距*大反射的位置。此時在熒光屏上記下這一幅值點。
B4.2.3 在熒光屏上將B4.2.1和B4.2.2所確定的點連成一條線，此線即為記錄這種材料的距離—振幅曲線（DAC曲線）。
B4.3 厚度大于150mm而小于等于200mm的鋼板。
B4.3.1 把探頭置于試塊表面上，使聲束對準試塊底面上的切槽的寬邊，并放置于能達到1/2跨距反射的*大幅度位置。調(diào)節(jié)儀器，使這一反射波幅為熒光屏刻度的70%，在熒光屏上記下這個幅值點。
B4.3.2 不要改變儀器的調(diào)整狀態(tài)，把探頭再次放在試塊面上，以全跨距對準切槽獲得*大反射，在熒光屏上記下這個幅值點。
B4.3.3 在熒光屏上將B4.3.1和B4.3.2所確定的點連成一直線。此線即為這種材料的距離—振幅曲線（DAC曲線）。
B5 掃查形式
B5.1 以垂直和平行于鋼板主要壓延方向的格子線掃查鋼板的一個主要表面，格子線中心間距為200mm，掃查時把探頭放在鋼板的某一邊緣附近，使聲束對準該邊，其方向與該邊緣垂直，直到超過板材中心達兩倍板厚的位置。從鋼板的四個邊緣起在所有格子線重復(fù)此掃查操作。
B5.2 當發(fā)現(xiàn)缺陷信號時，移動探頭使之能在熒光屏上得到*大反射。
B5.3 對于每一個等于或超過DAC曲線的缺陷顯示，應(yīng)記錄其位置，并移動探頭使波幅降到滿刻度的25%來測量其長度。波幅低于DAC曲線的缺陷，指示長度較長時，也可以記錄備案。
B5.4 在每一個記錄曲線位置上，應(yīng)以記錄缺陷中心起，在200mm×200mm的區(qū)域作100%探傷。
B6 驗收標準
等于或超過距離—振幅曲線的任何缺陷信號均應(yīng)認為是不合格的，但另用縱波方法作補充探傷，表明其性質(zhì)是分層類缺陷除外。
附加說明：
本標準由國內(nèi)壓力容器標準化技術(shù)委員會提出。
本標準由國家機械工業(yè)委員會合肥通用機械研究所負責(zé)起草。
本標準主要起草人閻長周
自本標準實施之日起，原JB 1150—73標準作廢。
壓力容器用鋼板超聲波探傷
編制說明
JB 1150—73“壓力容器用鋼板超聲波探傷”標準（以下簡稱JB 1150—73標準）自執(zhí)行以來，對壓力容器的**運行起到了積極作用。近年來，隨著探傷技術(shù)的不斷發(fā)展和鋼板進出口貿(mào)易的增加，原標準內(nèi)容已不能滿足需要。為此，國內(nèi)壓力容器標準化技術(shù)委員會以(84)容技秘字第4號文和機械工業(yè)部以(86)機技函字第454號文下達標準化計劃，由我所負責(zé)修訂JB 1150—73標準。
一、修訂原則
標準起草小組圍繞如何參照國外先進標準進行了函調(diào)，而后進行的討論，大家一致認為操作方法部分主要參考日本工業(yè)標準JIS G 0801《壓力容器用鋼板超聲波探傷》，質(zhì)量分級方法以JB1150—73標準中合理有效的內(nèi)容為主，并參考日本、美國、西德等國外先進標準。因此本標準既有相當于國外標準的先進性，又具有符合國情這一特點。
二、條文的說明
1. 按照GB1.1—87《標準化工作導(dǎo)則，編寫標準的一般規(guī)定》編制標準，使之具有一般標準格式。
2. 把板厚適用范圍作了擴大，即從原來的板厚范圍12~120mm改為現(xiàn)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）探傷已有使用標準，因此6~12mm范圍內(nèi)的板材探傷標準就出現(xiàn)了空白。另外根據(jù)調(diào)查結(jié)果，我們把120~200mm厚板材的探傷也列入標準中。日本工業(yè)標準JIS G 0801《壓力容器用鋼板超聲波探傷》板厚的適用范圍也是6~200mm。
3. 為了保證探傷結(jié)果的可靠性，對探傷人員資格作出了要求，即“進行鋼板超聲波探傷的人員應(yīng)進行培訓(xùn)，并取得鍋爐壓力容器無損檢測人員資格證書”。同時，對所使用的探傷儀和探頭及其性能也作出了規(guī)定。
4. 本標準仍采用人工試塊來調(diào)節(jié)探傷靈敏度，對于板厚小于20mm的鋼板，采用雙晶直探頭，試塊為階梯試塊，對于板厚大于20mm的鋼板，采用單直探頭，其試塊采用平底孔試塊。這里，階梯試塊和板厚適用范圍的劃分是參照日本工業(yè)標準JIS G 0801制訂的，平底孔試塊是原JB 1150—73標準采用的。另外，標準中還規(guī)定，對于板厚大于60mm的鋼板探傷，可以采用無缺陷部位底波來調(diào)節(jié)探傷靈敏度，并應(yīng)與試塊調(diào)節(jié)的靈敏度相同。即采用大平底計算法，使底波調(diào)節(jié)的靈敏度和該板厚所用的平底孔試塊調(diào)節(jié)的靈敏度相同。
5. 表1探頭標稱頻率要求一欄是考慮進口探頭的標稱頻率往往和國產(chǎn)探頭的標稱頻率有一定差異，而這種差異對探傷結(jié)果的影響較小，即標稱頻率4MHz和5MHz或2MHz、2.25MHz和2.5MHz的探頭可以通用。
6. 鋼板探傷原則上在鋼板制造廠進行，鋼板使用單位可根據(jù)壓力容器產(chǎn)品的要求進行復(fù)探。為了避免探傷方法不同制造的偏差而帶來爭議，復(fù)探時，應(yīng)盡量在探頭的選用、探傷與鋼板的接觸方式等方面與制造廠一致。
7. 由于鋼板表面耦合的好壞，會給探傷靈敏度帶來很大差異，因此標準中規(guī)定應(yīng)測量表面耦合差(dB)并計入探傷靈敏度內(nèi)，方法是用厚度相同或厚度相近（標準已給出偏差范圍）的試塊和鋼板，測量試塊和鋼板**次底面回波的高度差(dB)，并計入探傷靈敏度內(nèi)。
8. 考慮到鋼板邊緣通常是焊縫結(jié)合處，邊緣缺陷的嚴重程度會直接影響焊縫質(zhì)量。因此，本標準增加了對沿鋼板周圍50mm（當板厚大于50mm時，以板厚為準）及剖口預(yù)定線兩側(cè)各25mm（當板厚大于50mm時，以板厚的一半為準）內(nèi)作完全掃查的要求，并對其大小也作出了規(guī)定，即除了整張鋼板按表4分級外，對于在鋼板周邊和剖口預(yù)定線兩側(cè)內(nèi)，一個缺陷的指示長度不得大于或等于50mm。
9. 標準對缺陷的概念作了明確的規(guī)定，即條文中的7.1.1、7.1.2和7.1.3條。
7.1.1條針對缺陷反射波的情況；7.1.2條針對缺陷波和底波同時存在而底波反射又較低的情況；7.1.3條針對底波反射降低很大的情況。這樣明確后，可以避免探傷過程中的爭議。
10. 標準增加了斜探頭橫波探傷，但只作為補充件，主要目的是為了在探傷中存在有爭議或有疑問或制造廠和用戶協(xié)議書上有要求時，作為一種補充的探傷方式，本附錄主要參照美國ASME SA—577“鋼板超聲波斜射法檢驗規(guī)范”。
11. 本標準對缺陷分級采用3種方式，即：
⑴不允許存在的一個缺陷指示長度；
⑵不允許存在的單個缺陷指示面積；
⑶在任一1m×1m探傷面積內(nèi)不允許存在的缺陷面積百分比。
關(guān)于**點，原JB1150—73標準是沒有的，這次參考日本、西德等國標準，對一個缺陷指示長度作出要求。**點的內(nèi)容在JB1150—73標準是有的，這次仍采用缺陷面積進行質(zhì)量分級，其原因一方面是原標準執(zhí)行以來，廠家對此持異議較少，并為廣大探傷人員所接受。另外，西德、美國等在鋼板質(zhì)量分級中也都采用面積來進行分檔。第三點的內(nèi)容在原JB1150—73標準中也是有的，它同日本標準中“密集度”及“占積率”的概念很相似，我們認為有必要保留。
國家機械工業(yè)委員會、化學(xué)工業(yè)部、勞動人事部、中國石油化工總公司1988-01-11批準
1988-06-01實施
