人孔等設備超聲波探傷要求及限制

　　超聲波探傷是利用高頻率的聲波在不同的材料界面上能反射回來的 性來進行探傷的。人孔等設備超聲波探傷其作用原理是：利用晶片的壓電效應，通入交流電使晶片產(chǎn)生振動而發(fā)出頻率為0.5~5兆赫的超聲波。超聲波在同一均勻介質(zhì)中按直線傳播，且傳播速度不變，當它傳播到不同材料分界面上時會發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，所以當超聲波通過金屬材料時，如果遇到氣孔、非金屬夾雜物等缺陷，超聲波 會發(fā)生返射。利用儀器接受這個反射信號 可以知道缺陷的存在。

　　超聲波探傷是借助于超聲波探傷儀進行的。它通過探頭與被檢件人孔等設備的接觸，向被檢件發(fā)生超聲波并接受返回的波，經(jīng)過整理后在顯示器上顯示，并通過顯示器上波的變化來判斷有無缺陷存在和缺陷的大致類型。為了使探頭接觸良好，要求被檢件應有一定的接觸面(能容納探頭大小)，接觸面應光滑無污物，一般要求其粗糙度不大于Ra3.2。除此之外，在探傷時還應在被檢件表面上涂一層耦合劑，以增加探頭與被檢件接觸面間的透射率。

　　我國現(xiàn)行的超聲波探傷應用標準較多，如GB4163、GB5777、GB7734、GB11345、GB/T15830、JB3144、JB4126和JB4730等標準?，F(xiàn)以JB4730《壓力容器無損檢測》標準為例介紹超聲波探傷的缺陷評定標準。

　　JB4730標準基本上是將缺陷分成單個缺陷指示長度、單個缺陷指示面積、一定區(qū)域內(nèi)的缺陷面積占被檢面積的百分比共三個指標分別進行評級的。根據(jù)被檢人孔等設備的不同，其評級的級別劃分和每級的控制指標也不相同。

　　1、人孔等設備用鋼板超聲波檢測

　　它適用的鋼板厚度范圍為6mm~250mm。

　　它將缺陷分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個級別，每個級別的控制指標見表9-5。

表9-5   壓力容器鋼板超探評級指標

等 級	單個缺陷指示長度（mm）	單個缺陷指示面積（cm2）	在任一1mx1m檢測面積內(nèi)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

　　2、人孔等設備鍛件超聲波檢測

　　它將缺陷分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V五個級別，每個級別的控制指標見表9-6。

表9-6   壓力容器鍛件超探評級指標

等級 缺陷種類	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ
單個缺陷當量直徑（mm）	≤Φ4	Φ4+(0~8dB)	Φ4+(>8~12dB)	Φ4+(>12~16dB)	>Φ4+16dB
密集缺陷與檢測總面積的百分比（%）	0	>0~5	>5~10	>10~20	>20

    注：該表僅適用于碳鋼和低合金鋼鍛件。

　　3、高壓螺栓超聲波檢測

　　它將缺陷分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五個級別，每個級別的控制指標見表9-7。

表9-7   高壓螺栓超探評級指標

等級 缺陷種類	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ
單個缺陷當量直徑（mm）	≤Φ2	≤Φ3	≤Φ4	≤Φ4	>Φ5
由缺陷引起的底波降低量（dB）	≤8	8~14	>14~20	>20~26	>26

　　4、人孔等設備焊縫超聲波檢測

　　該標準適用于母材厚度為8mm~300mm的全焊透熔化對接焊縫的檢測，它不適用于鑄鋼及奧氏體不銹鋼的焊縫。

　　它規(guī)定被檢測的焊縫中不允許存在下列缺陷：

　　a、反射波幅位于判廢線之外的缺陷;

　　b、檢測人員判定為裂紋等危害性的缺陷。

　　除此之外，它將缺陷分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共三個級別，每個級別的控制指標見表9-8。

表9-8   壓力容器焊縫超探評級指標（Ⅱ區(qū)內(nèi)的缺陷）

等級	板厚T，mm	單個缺陷指示長度L，mm	多個缺陷的累積指示長度L’，mm
Ⅰ	8~120	L=1/3T， 小為10， 不超過30	在任意9T焊縫長度范圍內(nèi)L’不超過T
	>120~300	L=1/3T， 不超過50	在任意9T焊縫長度范圍內(nèi)L’不超過T
Ⅱ	8~120	L=2/3T， 小為12， 不超過40	在任意4.5T焊縫長度范圍內(nèi)L’不超過T
	>120~300	不超過75	在任意4.5T焊縫長度范圍內(nèi)L’不超過T
Ⅲ	8~300	超過Ⅱ級者	超過Ⅱ級者

　　超聲波探傷和射線探傷都是用于檢查材料內(nèi)部缺陷的探傷方法，但二者相比，人孔等設備超聲波探傷具有以下優(yōu)缺點：

　　a、對經(jīng)過壓力加工的材料缺陷(如裂紋、未熔合、氣孔等)，其檢測靈敏度高，尤其是當缺陷延伸平面與檢測面垂直時，用射線探傷將無法檢驗出來;

　　b、檢測的材料厚度大，有時可達數(shù)米。而c射線一般僅能探測40mm~60mm厚，g射線也只能探測300mm厚;

　　c、可以從被檢件的任意一側進行探測，因此能定出缺陷的位置和深度，射線檢測則不能;

　　d、探傷速度快，能即時知道缺陷的存在與否;

　　e、設備簡單，檢測費用低。它的檢測費用一般不超過射線探傷的四分之一;

　　f、對人體無害，而射線探測對人身有害;

　　g、因為它不能顯現(xiàn)缺陷形態(tài)和形狀，故探傷不直觀，缺陷定性較困難;

　　h、探傷結果不象射線探傷那樣可保存原始記錄;

　　I、探傷結果受人為因素影響較大，因此有時造成探傷誤差較大。

　　由于上面的原因，射線探傷常用于質(zhì)量狀況較差的鑄件和焊縫的內(nèi)部探傷，而超過聲波探傷則常用于鍛件、板材、型材、管材、人孔等壓力加工的材料內(nèi)部探傷。有時為了降低探傷費用，對于焊縫和鑄件也可以先用超聲波進行探傷，然后再以少量的射線探傷進行復檢。