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1、1第 10 章 特种设备超声检测通用工艺规程和工艺卡(补充)10.1 特种设备超声检测通用工艺规程特种设备超声检测通用工艺规程见教材 P330。10.2 特种设备超声检测工艺卡特种设备超声检测工艺卡见教材 P330333。10.3 特种设备超声检测工艺卡编制举例特种设备超声检测工艺卡编制举例【例 1】1000m3液化气球罐某公司现场安装了一台 l000m3液化气球罐，采用 16MnR 制造，其外形如图 10l 所示，主要技术参数如下：容器类别：三类；设计压力:1.8MPa;设计温度：50；规格：12300mm42mm；容积：1000m3；要求对球壳板和对接焊接接头进行超声波检测，检测比例和验收
2、标准执行 GB123371998 标准，检测工艺执行 JB/T 4730.32005 标准，自选条件优化编制球壳板超声检测工艺卡，和对接焊接接头超声检测工艺卡。编制的球壳板超声检测工艺卡见表 102(见附页 1)。编制的对接焊接接头超声检测工艺卡见表 103(见附页 2)。一一.球壳板超声检测工艺卡分析如下：球壳板超声检测工艺卡分析如下：1.明确检测对象和检测要求明确检测对象和检测要求球壳板是用钢板压制而成的，材质为 16MnR(属于低合金钢)，按此对象，首先要根据 GB123371998标准确定抽检比例为 20，要求按照 JB/T 4730.32005 4.1 条“承压设备用钢板超声检测和质
3、量分级”进行超声检测，其验收级别为级。2.确定检测技术、检测面和检测方向确定检测技术、检测面和检测方向 根据标准，应采用纵波直探头法，检测面和检测方向是在任一轧制钢板表面的垂直入射检测。由于在现场检测，可采用探头与工件直接接触法。3.选择仪器、探头和耦合剂选择仪器、探头和耦合剂本例对仪器无特殊要求，模拟式或数字式超声检测仪均可使用，本例选取 HS600；考虑到壁厚 42 mm，在标准中规定，探头应选取 2.5 MHz、晶片尺寸在20mm25mm 之间的单晶直探头，可选择 2.5P20Z 型号；耦合剂选择应考虑对金属材料的腐蚀问题，本例中为 16MnR，不需考虑防锈问题，且球壳板面积较大，故选水
4、作耦合剂。4.试块选择试块选择标准中规定，厚度范围为 40mm60 mm 的钢板，应选用 CB2 试块。5.扫查方式确定扫查方式确定依据 JB/T 47302005 标准中规定：选取探头沿垂直于钢板压延方向，间距 100mm 的平行线扫查(即列线扫查)。在钢板剖口预定线两侧各 50mm内应作 100扫查(即全面扫查)。6.扫描线调节扫描线调节扫描线调节，采用声程法。一般板厚在 30mm80 mm，要能看到 B5，以便观察底波的变化。利用数字式仪器的特点，可将 HS600 的探测范围调为 22mm/格。7.灵敏度调节灵敏度调节按 JB/T 4730.32005 标准中规定：板厚大于 20mm 时
5、，应将 CB试块5mm 平底孔第一次反射波高第 10 章 特种设备超声检测通用工艺规程和工艺卡(补充)2调整到满刻度的 50作为基准灵敏度。8.表面补偿表面补偿表面补偿应实测确定。此例根据经验取 4dB。9.检测部位示意图检测部位示意图应标示出检测面与检测方向，以及检测区域。表 102 中未画出坡口附近 50mm 的 100检测区域，应是其不足之处。二二.对接焊接接头超声检测工艺卡分析如下：对接焊接接头超声检测工艺卡分析如下：1.已知条件的填入已知条件的填入先将产品名称、产品编号、厚度、规格、材料牌号、检测项目、检测标准、验收标准等填入表中。2.一般参数的确定一般参数的确定球罐一般是手工焊手工
6、焊接的双面焊对接焊接接头对接焊接接头，坡口型式应是 X 形，检测面应打磨至露出金属光泽打磨至露出金属光泽，所用钢板对轻微的腐蚀能承受，又考虑到检测工作量大，采用粘度较大的廉价的化学浆糊化学浆糊。将上述的选择填入表的相应栏中。3.技术要求技术要求在固定式容规中对球罐的有关要求，引入了 GB123371998 标准。该标准中对球罐对接焊接接头的检测比例，检测方法和评级标准，合格级别都作了规定，因此该标准就是验收标准。因采用的是厚度大于 30mm 的 16MnR 钢，要求超声检测比例为 100，合格级别为级级。固定式容规和 GB123371998 标准都规定超声检测标准为 JB/T 4730.320
7、05 标准。将上述有关内容填入表的相应格中。4.仪器、探头及试块的确定仪器、探头及试块的确定在大型容器的检测中，已广泛使用数字式仪器，本例中也采用 HS600 型数字式仪器。按照计算，用一次反射波扫查整个截面，用 K1.5 的斜探头即可，但根据尽量垂直危害性缺陷的原则声程又不至于过大，可选 K2 斜探头。考虑到厚度较厚，需要发射的足够的超声能量以及提高扫查速度，宜选较大尺寸的晶片，中等频率 2.5MHz。故确定探头型号为 2.5P1313K2。按 JB/T 4730.3 的规定,可采用 CSKA 和 CSKA 试块。将所选仪器、探头及试块型号填入表中。5.检测时机的确定检测时机的确定因 16M
8、nR 钢材有延迟裂纹的倾向，根据 GB123371998 标准的规定，应在焊后焊后 36 小时小时后进行检测。6.检测的面侧的确定检测的面侧的确定根据固定式容规的规定，焊接接头的超声检测技术等级应为 B 级，并考虑厚度为 42mm，按 JB/T 4730.3 的规定，可采用一种探头角度在单面双侧单面双侧进行检测。7.扫查方式的确定扫查方式的确定除了采用锯齿形扫锯齿形扫查方式对焊缝中的纵向缺陷进行全面检测外，考虑到所用钢的焊缝有产生横向裂纹的可能性，故要增加斜平行扫查斜平行扫查。将以上确定的检测时机、检测比例、检测面侧及扫查方式填入表的相应格中。8.表面补偿的确定表面补偿的确定表面补偿应实测确定
9、。此例根据经验取 4dB。9.扫描线调节和检测灵敏度的确定扫描线调节和检测灵敏度的确定扫描线调节，采用深度法。一般要求采用一次反射法 1 跨距的反射点在水平刻度的位置，应大于满刻度的 75，小于 100。利用数字式仪器的特点，可将 HS600 的探测范围调为深度深度,且为 10mm/格格。从 JB/T 4730.3 标准的表 19 查出，CSKA 试块且母材厚度 42mm，定量灵敏度(即检测灵敏度)为24018dB。将上述选取的数据填入表的相应格中。10.检测部位示意图检测部位示意图将球罐整体焊接接头分布图画入表中。11.签署签署第 10 章 特种设备超声检测通用工艺规程和工艺卡(补充)3编制
10、人和审核人签名和说明资质以及编审日期。【例例 2】筒形锻件有一用于承压设备的重要筒形锻件，内径为 2000 mm，厚度为 150mm，长度为 2000mm，材料为 SA508。现有 CTS22 超声波检测仪。自选条件优化编制筒形锻件超声检测工艺卡。编制的工艺卡如表 104(见附页 3)。筒形锻件超声检测工艺卡简要分析如下：筒形锻件超声检测工艺卡简要分析如下：1.已知条件已知条件按题意照填。2.技术要求技术要求按题意，检测标准为 JB/T 4730.3，验收标准没有查到，但不能是 JB/T 4730.3，因为该标准没有锻件的检测比例和合格级别，看来要由设计文件或合同双方确定。故本卡填写为“有关技
11、术条件有关技术条件”。检测比例为100，级级合格。将有关数据填入表中相应格内。3.检测时机检测时机按 JB4730.3 标准的规定，“一般要在热处理后，孔、台等结构机加工前进行”。因此确定为热处理并粗机加工后热处理并粗机加工后。其表面状态也就是机加工机加工。4.检测方法的确定检测方法的确定可以把它看成是比较重要的锻件，考虑到该锻件在锻压拉拔加工中，有可能出现垂直于或近似垂直于圆柱面的缺陷，故不仅要用纵波检测，还要增加横波检测。从而探头、试块、扫描线调节及检测灵敏度要分别确定。5.探头型号的确定探头型号的确定直探头一般选用中等频率，较大晶片直径，故选 2.5P20Z 型探头；斜探头为取得较大的往
12、复透过率，宜选小角度探头，频率和晶片尺寸的选取原则同上述，故选 2.5P2020K1 探头。6.试块试块直探头检测调节灵敏度不用试块，可以利用内圆柱面的反射底波调节。斜探头检测按标准要求采用 V形槽的调节灵敏度，考虑到粗加工，尚有一定的加工余量，故采取在工件本身加工余量处加工角度 60，深 1.5mm 的 V 形槽。7.检测灵敏度的调节检测灵敏度的调节按 JB/T 4730.3 标准的规定，检测灵敏度不得低于最大距离处2 平底孔当量，故确定为2/150。同样按该标准附录 C 的规定，基准灵敏度是由内外壁 V 形槽反射波幅在示波屏上连直线确定，内壁内壁 V 形槽最大反射波幅要调到满幅度的形槽最大
13、反射波幅要调到满幅度的 80。8.扫描线调节扫描线调节锻件纵波直探头检测一般不需要显示出 2 次底波，但要求 1 次底波不得低于水平满刻度的 75，故扫描比例确定为 1:2。斜探头检测按上述原则，扫描比例确定为 1:4。9.检测面及表面补偿的确定检测面及表面补偿的确定根据锻件缺陷生成的特点，直、斜探头均宜在外圆柱面检测。考虑到锻件较长，加之增加了横波斜探头检测，不考虑直探头在锻件端部检测。表面补偿的确定与例 1 相同，不赘述。10.扫查方式和耦合剂的确定扫查方式和耦合剂的确定JB/T 4730.3 要求尽量检测到锻件的全部体积，故应 100扫查。为防止检测面受到腐蚀，采用机油作耦合剂。11.检
14、测部位示意图检测部位示意图将直、斜探头扫查部位及扫查方向画在图上，同时将 V 形槽的位置也画在图上，形成检测部位示意图。12.签署签署编制人和审核人签名和说明资质以及编审日期。第 10 章 特种设备超声检测通用工艺规程和工艺卡(补充)4【例例 3】在用压力管道环向对接接头 有一压力管道环向对接焊接接头，尺寸为133 mm(外径)5 mm 与159 mm(外径)7mm 变径连接，材料为 20 钢，焊缝宽度 10 mm，其结构如图 102 所示。要求按JB/T 4730.32005承压设备无损检测标准进行超声检测，验收级别为级。现有仪器、探头、试块、耦合剂：(1)超声波检测仪：CTS-22。(2)
15、探头：5P99K2.5 前沿 11 mm、5P66K2.5 前沿 5 mm、5P66K3 前沿 6 mm、5P66K2.7 前沿 7 mm。(3)试块：GS1、GS2、GS3、GS4。(4)耦合剂：化学浆糊、机油、水。请编制工艺卡。检测工艺卡见表 105。工艺关键点分析：由于管道接头靠大径端只有 10 mm 直边，无法采用现有的超声探头进行检测，因此只能在直管段单侧进行检测，依据 JB/T 4730.32005 中 6.1.4.1 条规定：“一般要求从对接焊接接头两侧进行检测，确因条件限制只能从焊接接头一侧检测时，应采用两种或两种以上的不同 K 值探头进行检测”，故需采用两种 K 值探头进行检
16、测。探头尺寸的选择：考虑到被检管道的曲率半径较小(R=66.5mm)，为获得较好的声耦合，宜选用小尺寸探头，又因管壁较薄，为能扫查到整个断面宜选用短前沿探头(K(5+5)/5)，故从题目给出的探头中选用5P66K2.5 前沿 5 mm 和 5P66K3 前沿 6 mm 的两个探头。试块的确定：标准 JB/T 4730.32005 中规定：“试块的曲率应与被检管径相同或相近，其曲率半径之差不应大于被检管径的 10”，被检管的外半径为 66.5mm，按标准表 28 应选 CS4 试块，试块圆弧曲率半径 72mm 与管外半径之差小于 10。(教材选 CS3 试块是不对的)灵敏度确定：管壁厚度小于 8
17、mm，距离波幅曲线灵敏度按标准表 30 第一行确定。(定量线与评定线为同一水平)第 10 章 特种设备超声检测通用工艺规程和工艺卡(补充)5特种设备超声检测工艺卡 附页 1 编号：编号：产 品 名 称液化气球罐液化气球罐产品编号2007F148部件名称球壳板球壳板厚 度42mm部件编号 规 格5900mm 1900mm4400mm 1800mm材料牌号16MnR检测时机安装前安装前检测项目板材板材坡口型式 工件表面状态轧制轧制焊接方法 仪器型号HS600仪器编号FE0225探头型号2.5P20Z试块种类CB检测面轧制面轧制面扫查方式列线扫查，间距列线扫查，间距 100mm边缘边缘 50mm全面
18、扫查全面扫查耦合剂水水表面补偿4dB仪器探头参数扫描线调节检测范围 声程检测范围 声程 20mm/格格检测灵敏度5mm平底孔一次波幅平底孔一次波幅 50检测标准JB/T 4730.32005检测比例20技术要求验收标准GB 123371998合格级别级级检测部位示意图：编制(资格)(UT级级)审核(资格)(UT级级)日 期年月日年月日日 期年月日年月日第 10 章 特种设备超声检测通用工艺规程和工艺卡(补充)6特种设备超声检测工艺卡 附页 2 编号：编号：产 品 名 称液化气球罐液化气球罐产品编号2007F148部件名称厚 度42mm部件编号规 格12300mm42mm材料牌号16MnR检测时
19、机焊后焊后 36 小时小时检测项目对接焊接接头对接焊接接头坡口型式X工件表面状态打磨露出金属光泽打磨露出金属光泽焊接方法手工焊手工焊仪器型号HS600仪器编号FE0225探头型号2.5P13 13K2试块种类CSKA，CSKA检测面单面双侧单面双侧扫查方式锯齿形、斜平行锯齿形、斜平行耦合剂化学浆糊化学浆糊表面补偿4dB仪器探头参数扫描线调节探测范围 深度探测范围 深度 10mm/格格检测灵敏度24018dB检测标准JB/T 4730.32005检测比例100技术要求验收标准GB 123371998合格级别级级检测部位示意图：编制(资格)(UT级级)审核(资格)(UT级级)日 期年月日年月日日
20、期年月日年月日第 10 章 特种设备超声检测通用工艺规程和工艺卡(补充)7特种设备超声检测工艺卡 附页 3 编号：编号：产 品 名 称产品编号部件名称筒形锻件筒形锻件厚 度150mm部件编号TD33规 格2000mm150mm材料牌号SA508检测时机热处理并粗机加工后热处理并粗机加工后检测项目锻件锻件坡口型式 工件表面状态机加工机加工焊接方法 仪器型号CTS22 型型仪器编号FE0220探头型号2.5P20Z扫描线调节声程声程 1:2纵波检测试块种类内圆柱面内圆柱面检测灵敏度2/150探头型号2.5P20 20K1扫描线调节深度深度 1:4横波检测试块种类工件本身加工余量处加工工件本身加工余
21、量处加工 V形槽形槽 60 1.5mm检测灵敏度将内壁槽的最大反射波幅调为满幅度的将内壁槽的最大反射波幅调为满幅度的 80检测面外圆柱面外圆柱面表面补偿4dB仪器探头参数耦合剂机油机油扫查方式全面扫查全面扫查检测标准JB/T 4730.32005检测比例100技术要求验收标准有关技术条件有关技术条件合格级别级级检测部位示意图：编制(资格)(UT级级)审核(资格)(UT级级)日 期年月日年月日日 期年月日年月日第 10 章 特种设备超声检测通用工艺规程和工艺卡(补充)8特种设备超声检测工艺卡 附页 4 编号：编号：令 号试件名称管件连接件管件连接件规格(mm)133 mm(外径外径)/159 m
22、m(外径外径)厚 度5mm/7mm材 料20检测时机在用检测在用检测检测标准JB/T 4730.32005合格级别级级仪器型号CTS22表面状态打磨露出金属光泽打磨露出金属光泽耦 合 剂化学浆糊化学浆糊表面补偿3dB探头序号探头型号5P6 6K2.5 前沿前沿 5mm5P6 6K3 前沿前沿 6mm试 块CS4CS4灵敏度调节说明用用 CS3 试块制作距离波幅曲线试块制作距离波幅曲线用用 CS4 试块制作距离波幅曲线试块制作距离波幅曲线扫查灵敏度22016dB22016dB评 定 线22016dB22016dB定 量 线22016dB22016dB判 废 线22010dB22010dB扫查示意图：编制(资格)(UT级级)审核(资格)(UT级级)日 期年月日年月日日 期年月日年月日