焊縫無(wú)損檢測超聲波檢測技術(shù)、檢測等級和評定國標/T 11345-2013

摘 要

2013年9月18日正式發(fā)布的鋼焊縫超聲檢測國家標準GB/T 11345-2013《焊縫無(wú)損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定》,2014年6月1日實(shí)施。而舊的國家標準為GB/T 11345-1989《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》是1989年5月8日發(fā)布,1990年1月1日實(shí)施。新老標準交替的周期為24年。

2013年9月18日正式發(fā)布的鋼焊縫超聲檢測國家標準GB/T 11345-2013《焊縫無(wú)損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定》,2014年6月1日實(shí)施。而舊的國家標準為GB/T 11345-1989《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》是1989年5月8日發(fā)布,1990年1月1日實(shí)施。新老標準交替的周期為24年。

舊標準GB/T 11345-1989是包括檢測技術(shù)和評定等級方法兩部分,而這次更新的標準與國際接軌:把檢測技術(shù)和評定等級方法分開(kāi),各自形成一個(gè)獨立的新標準。實(shí)際上GB/T 11345-2013里面是不包含評定等級的詳細內容,而是需要引用GB/T 29712-2013《焊縫無(wú)損檢測超聲檢測驗收等級》。如果有規定要求檢測方對缺欠的顯示特征進(jìn)行評定,則需要引用GB/T 29711-2013《焊縫無(wú)損檢測超聲檢測焊縫中的顯示特征》

為什么國際標準要把檢測技術(shù)和評定等級方法分開(kāi)?標準模塊化,有利于檢測技術(shù)和評定方法兩部分的獨立更新。檢測技術(shù)標準和評定方法標準分開(kāi)后,有需要的話(huà),可以單獨更新其中任何一個(gè)標準。

下面是關(guān)于GB/T 11345新老標準的部分差異。

總體而言,GB/T 11345-1989的許多模糊地帶都在GB/T 11345-2013被明確了,例如,舊標準要求檢測面的粗糙度不應超過(guò)6.3μm,但是我們不可能去實(shí)測粗糙度。而新標準要求,探頭和工件的接觸間隙不應超過(guò)0.5mm,這樣一線(xiàn)檢測人員就知道如何判斷檢測面是否符合不平整度的要求了。

在檢測技術(shù)方面,新標準的詳細規定,減少了超聲檢測人員的隨意性,提高了檢測結果的一致性。同時(shí)標準的用語(yǔ)也變得嚴謹了,舉個(gè)例子,GB/T 11345-1989會(huì )把焊縫里的不連續性稱(chēng)為“缺陷”,而新標準GB/T 11345-2013則采用一個(gè)中性詞:缺欠。

一、GB/T 11345-2013會(huì )規定工件檢測時(shí)溫度在0~60℃。

純鐵中聲速與溫度的關(guān)系:

GB/T 11345-2013是基于橫波聲速為(3255±30)m/s的鋼材而設立的,因此需要控制工件溫度。

同時(shí)標準還明確提出:每次檢測前應設定時(shí)基線(xiàn)和靈敏度,并考慮溫度的影響。時(shí)基線(xiàn)和靈敏度設定時(shí)的溫度與焊縫檢測時(shí)的溫度之差不應超過(guò)15℃,其目的也是為了避免聲速變化太大,影響定位精度。

超聲波在鋼傳播的聲速和探頭折射角一般都在特定溫度下測定的。實(shí)際工作中,工件溫度會(huì )隨環(huán)境發(fā)生不同程度的變化,當溫度降低時(shí),超聲波在鋼中的聲速會(huì )上升,一方面會(huì )造成缺陷定位產(chǎn)生誤差,另一方面會(huì )造成探頭折射角下降。

因此當環(huán)境溫度發(fā)生較大變化后,我們必須對超聲檢測儀器和探頭的參數重新校正,保證超聲檢測結果的可靠性。關(guān)于工件溫度的規定在GB/T 11345-1989是完全沒(méi)有提及的,而GB/T 11345-2013控制了一個(gè)影響焊縫超聲檢測的客觀(guān)因素。

實(shí)際上,我們常用的工業(yè)耦合劑為漿糊,工件溫度太低容易結冰;溫度太高容易蒸發(fā)。

二、取消探頭K值的說(shuō)法

探頭K值=tanθ,θ 為探頭折射角,這只是中國人的提法。外國人是不用K值來(lái)描述探頭的折射角。此舉完全就是為了和國際接軌,規范超聲檢測術(shù)語(yǔ)的使用。

GB/T 11345-2013規定當用橫波且超聲波需要從底面反射時(shí),探頭折射角在35°~70°之間,換算成K值為0.7~2.7,如果檢測等級要求只需1個(gè)角度的斜探頭檢測,而且探頭移動(dòng)區寬度為1.25P時(shí),這時(shí)候意味著(zhù)K值在0.7~2.7以外的探頭都不能使用了,例如K3探頭。

還有注意的是,某些檢測等級要求使用2個(gè)角度的斜探頭進(jìn)行檢測,GB/T 11345-2013規定:2個(gè)角度探頭間的折射角應不小于10°,且應保證其中一個(gè)探頭的折射角在35°~70°之間。這就意味著(zhù),選用多個(gè)探頭時(shí)K值的差異要足夠大。

常見(jiàn)K值與折射角的換算:

三、驗收等級與評定方法的區別

這個(gè)區別是根本性的,GB/T 11345-2013的驗收等級的評定方法和GB/T 11345-1989完全不一樣。

GB/T 11345-2013的評級方法引用GB/T 29712-2013《焊縫無(wú)損檢測超聲檢測驗收等級》。

驗收等級的評定包含兩個(gè)主要內容:第一是檢測靈敏度,第二是缺欠測長(cháng)。

舉個(gè)例子,基于橫孔技術(shù)(基于直徑為3mm的橫孔)的檢測靈敏度設定,GB/T 11345-2013規定了四個(gè)等級:

1)參考等級:所謂的參考等級,就是以直徑為3mm橫孔作為基準反射體,制作的距離-波幅曲線(xiàn)(DAC),記為Ho。

2)評定等級:所謂的評定等級,此線(xiàn)的主要作用是為了測量缺欠的顯示長(cháng)度,采用固定回波幅度等級法:找到超過(guò)評定等級的缺欠最高波后,移動(dòng)探頭使回波降至評定等級線(xiàn),此時(shí)探頭移動(dòng)距離為該缺欠的顯示長(cháng)度。

舊標準GB/T 11345-1989采用的是:相對靈敏度測長(cháng)法和端點(diǎn)峰值測長(cháng)法。

新舊標準的測長(cháng)法對比,新標準的測長(cháng)法操作性更強,大幅減低操作人員的隨意性,測長(cháng)結果會(huì )更一致。

3)記錄等級:記錄等級是對應的驗收等級-4dB,記錄等級的主要作用是,如果單位焊縫長(cháng)度內存在單個(gè)或多個(gè)間斷的缺欠,記錄缺欠的累計長(cháng)度。

GB/T 11345-1989有一個(gè)漏洞,就是不計多個(gè)缺欠的累計長(cháng)度,如果一條焊縫上有多個(gè)缺欠的顯示,但是只要每個(gè)缺欠不超標,也能通過(guò)驗收。

GB/T 11345-2013已經(jīng)堵住了這個(gè)漏洞,這意味著(zhù):在特定的單位焊縫長(cháng)度內,如果缺欠數量過(guò)多,即使單獨每個(gè)都可以驗收,也有可能因為缺欠的累計長(cháng)度超標,而不符合驗收等級。

4)驗收等級:目前GB/T 11345-2013有兩個(gè)驗收等級,分別是2級和3級,驗收等級的靈敏度設定比較復雜,它是根據焊縫母材厚度、缺欠顯示長(cháng)度與板厚之間的倍數關(guān)系而變化的。

以新標準GB/T 11345-2013的基于橫孔技術(shù)的評定等級方法為例:

a)首先確定驗收等級是2級,還是3級。此時(shí)可確定評定等級,2級對應為Ho-14dB,3級對應為Ho-10dB,可見(jiàn)2級比3級嚴格?;夭úǚ^(guò)評定等級的缺欠需要測量其顯示長(cháng)度。

橫孔技術(shù)的驗收等級2級和驗收等級3

b)然后確定母材板厚t,t以15mm為分界線(xiàn),8mm≤t15mm為一種情況,15mm≤t100mm為另一種情況。

c)接著(zhù)根據缺欠回波波幅H(dB)以及缺欠顯示長(cháng)度l與板厚t之間的倍數nn等于缺欠顯示長(cháng)度除以板厚),確定驗收等級、記錄等級。

以驗收等級2級為例,看看記錄等級、驗收等級是如何設定的。設焊縫母材厚度為t,缺欠的顯示長(cháng)度為l,缺欠顯示長(cháng)度與板厚之間的倍數n=l/t。

1)當8mm≤t15mm時(shí):

情況一:當n≤1時(shí),驗收等級為Ho-4dB,此時(shí)記錄等級為Ho-8dB。

情況二:當n>1時(shí),驗收等級為Ho-10dB,此時(shí)記錄等級為Ho-14dB。

此時(shí),任意6t焊縫長(cháng)度內,所有超過(guò)記錄等級的可單獨驗收顯示的最大累計長(cháng)度≤ 1.2t。

適用于板厚8mm~15mm的橫孔技術(shù)的等級

2)當8mm≤t15mm

情況一:當n≤0.5時(shí),驗收等級為Ho dB,此時(shí)記錄等級為Ho-4dB。

情況二:當0.5<n≤1時(shí),驗收等級為Ho-6dB,此時(shí)記錄等級為Ho-10dB。

情況三:當n>1時(shí),驗收等級為Ho-10dB,此時(shí)記錄等級為Ho-14dB。

此時(shí),任意單位焊縫長(cháng)度為100mm,所有超過(guò)記錄等級的可單獨驗收顯示的最大累計長(cháng)度≤ 20mm。

適用于板厚15mm~100mm的橫孔技術(shù)的等級

細心的朋友,還會(huì )發(fā)現,對于驗收等級2級,當缺欠長(cháng)度l大于板厚t時(shí),評定等級和記錄等級會(huì )重疊,這意味著(zhù)通常情況下,凡是顯示長(cháng)度超過(guò)板厚的缺欠都會(huì )記入累計長(cháng)度中去。

相比之下,舊標準GB/T 11345-1989的靈敏度等級設定是:判廢線(xiàn)Ho-4dB,定量線(xiàn)Ho-10dB,評定線(xiàn)Ho-16dB。評定線(xiàn)以上至定量線(xiàn)以下為I區(弱信號評定區),定量線(xiàn)至判廢線(xiàn)以下為II區(長(cháng)度評定區),判廢線(xiàn)及以上區域為III區(判廢區)。一般情況下,我們對位于II區的反射源測長(cháng),然后根據長(cháng)度進(jìn)行評價(jià),超過(guò)標準允許最大長(cháng)度則判定為不合格,而對位于III區的反射源直接判不合格,無(wú)論其長(cháng)度如何。

總體來(lái)說(shuō),新標準GB/T 11345-2013會(huì )綜合考慮檢測母材的板厚、缺欠回波波幅、顯示長(cháng)度、累計長(cháng)度等因素進(jìn)行等級評定,與舊標準GB/T 11345-1989對比,驗收等級的評定更為復雜、合理,對檢測人員的標準熟悉度要求更高了。

四、檢測等級區別

GB/T 11345-2013規定來(lái)四個(gè)檢測等級(A、B、C和D),檢測等級從A級到C級,通過(guò)增加掃查探頭的種類(lèi)、數量、掃查次數和探頭移動(dòng)區域來(lái)提高缺欠的檢出率,檢測等級D適用于特殊情況,在符合通用要求的情況下,制定書(shū)面工藝規程。

GB/T 11345-1989對比,相同檢測等級下,探頭種類(lèi)、數量、掃查次數均增多,探頭移動(dòng)區域增大。

以上是簡(jiǎn)單描述,具體技術(shù)細節請看參考資料。

參考資料:

【1】GB/T11345-2013《焊縫無(wú)損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定》

【2】GB/T 11345-1989《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》

【3】GB/T 29712-2013《焊縫無(wú)損檢測超聲檢測驗收等級》

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GB/T 11345-2013焊縫無(wú)損檢測超聲波檢測技術(shù)、檢測等級和評定


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