不銹鋼無縫鋼管超聲波探傷檢驗方法

1. 范圍

 本標準規定了不銹鋼無縫鋼管超聲波探傷的探傷原理探傷方法、對比試樣、探傷設備、探傷條件、探傷步驟、結果評定和探傷報告。

 本標準適用于各種用途不銹鋼無縫鋼管縱向、橫向缺陷的超聲波檢驗。本標準所述探傷方法主要用于檢驗破壞了鋼管金屬連續性的缺陷，但不能有效地檢驗層狀缺陷。

 本標準適用于外徑不小于6mm且壁厚與外徑之比不大于0.2的鋼管。壁厚與外徑之比大于0.2的鋼管的檢驗，經供需雙方協商可按本標準附錄C執行。電磁超聲探傷可參照此標準執行。

2. 規范性引用文件

 下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準。然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準：

 GB/T 9445 無損檢測 人員資格鑒定與認證

 YB/T 4082 鋼管自動超聲探傷系統綜合性能測試方法

JB/T 10061 A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術條件

3. 探傷原理

 超聲波探頭可實現電能和聲能之間的相互轉換以及超聲波在彈性介質中傳播時的物理特性是鋼管超聲波探傷原理的基礎。定向發射的超聲波束在管中傳播時遇到缺陷時產生波的反射。缺陷反射波經超聲波探頭拾取后，通過探傷儀處理獲得缺陷回波信號，并由此給出定量的缺陷指示。

4. 探傷方法

  a. 采用橫波反射法在探頭和鋼管相對移動的狀態下進行檢驗。自動或手工檢驗時均應保證聲束對鋼管全部表面的掃查。自動檢驗時對鋼管兩端將不能有效地檢驗，此區域視為自動檢驗的盲區，制造方可采用有效方法來保證此區域質量。

  b. 檢驗縱向缺陷時聲束在管壁內沿圓周方向傳播；檢驗橫向缺陷時聲束在管壁內沿管軸方向傳播?？v向、橫向缺陷的檢驗均應在鋼管的兩個相反方向上進行。

  c. 在需方未提出檢驗橫向缺陷時供方只檢驗縱向缺陷。經供需雙方協商，縱向、橫向缺陷的檢驗均可只在鋼管的一個方向上進行。

  d. 經供需雙方協商，可對斜向缺陷進行超聲波檢驗。無縫鋼管中斜向缺陷的超聲波檢驗見附錄D.

  e. 自動或手工檢驗時均應選用耦合效果良好并無損于鋼管表面的耦合介質。

5. 對比試樣

a. 用途

 對比試樣用于探傷設備的調試、綜合性能測試和使用過程中的定時校驗。對比試樣上的人工缺陷是評定自然缺陷當量的依據，但不應理解為被檢出的自然缺陷與人工缺陷的信號幅度相等時兩者的尺寸必然相等，也不能理解為該設備所能檢出的最小缺陷尺寸。

b. 材料

 制作對比試樣用鋼管與被檢驗鋼管應具有相同的公稱尺寸并具有相近的化學成分、表面狀況、熱處理狀態和聲學性能。制作對比試樣用鋼管上不應有影響校準的自然缺陷。

c. 長度

 對比試樣的長度應滿足探傷方法和探傷設備的要求。

d. 人工缺陷   

  ①. 形狀

  檢驗縱向缺陷和橫向缺陷所用的人工缺陷應分別為平行于管軸的縱向槽口和垂直于管軸的橫向槽口，其斷面形狀均可為矩形或V形，人工缺陷斷面示意圖見圖1，橫向人工缺陷示意圖見圖2。矩形槽口的兩個側面應相互平行且垂直于槽口底面。當采用電蝕法加工時，允許槽口底面和底面角部略呈圓形。V形槽的夾角應為60°。

  ②. 位置

   縱向槽應在試樣的中部外表面和兩端盲區內、外表面處各加工一個，3個槽口的公稱尺寸相同。航空用和其他重要用途的不銹鋼管，當內徑小于12mm時可不加工內壁縱向槽。除此之外的其他鋼管，當內徑小于25mm時可不加工內壁縱向槽。

   橫向槽應在試樣的中部外表面和兩端盲區內、外表面處各加工一個，3個槽口的名義尺寸相同。當內徑小于50mm時可不加工內壁橫向槽。

 ③. 尺寸

   人工缺陷的尺寸按表1分為五級，人工缺陷級別的對應關系見附錄E。具體級別按有關的鋼管產品標準規定執行。如產品標準未做規定應由供需雙方商定。

  注：各級別的最大深度均為1.5mm.當管壁厚度大于50mm時，經供需雙方同意，最大深度可增加到3.0mm.

 ④. 制作與測量

   人工缺陷可采用電蝕、機械或其他方法加工。人工缺陷的幾何尺寸和形狀，應按國家計量管理規定進行驗證。人工缺陷深度可用光學方法、覆形方法或其他方法測量。

   對比試樣上應有明的標識或編號。

6. 探傷設備

探傷設備可由探傷儀、探頭、檢測裝置、傳動裝置、分選裝置和其他輔助裝置組成。

 a. 探傷儀

  ①. 探傷儀應為脈沖反射式多通道或單通道超聲波探傷儀，性能應符合JB/T 10061的規定，其衰減器（增益）精度、垂直線性和動態范圍等應校準合格。

  ②. 探傷儀重復頻率的可調范圍應滿足探傷工藝要求。

  ③. 探傷儀應具有自動報警或缺陷信號輸出功能。

 b. 探頭

  ①. 壓電超聲探頭的工作頻率可在1~15MHz之間選擇，單個探頭的晶片長度或直徑應不大于25mm,但人工缺陷長度小于20mm時應不大于12mm。

  ②. 壓電超聲探傷可使用線聚焦或點聚焦探頭。

c. 檢測裝置

  檢測裝置應具有探頭相對鋼管位置的高精度調整機構并能可靠地鎖緊或能實現良好的機械跟蹤，以保證動態下聲束對鋼管的入射條件不變。

d. 傳動裝置

  傳動裝置應使鋼管以均勻的速度通過檢測裝置并能保證在檢驗中鋼管與檢測裝置具有良好的同心度。

e. 分選裝置

  分選裝置應能可靠地分開探傷合格與不合格的鋼管。

7. 探傷條件

  a. 被檢驗鋼管的內外表面應光滑潔凈。端部無毛刺并具有良好的平直度，以保證檢驗結果的可靠性。

  b. 探傷人員資質應符合GB/T 9445相關規定。

8. 探傷步驟

 a. 設備調試

  ①. 每次重新使用探傷設備時或變換檢驗規格時須用本標準規定的對比試樣對探傷設備進行調試。

  ②. 設備調試后應使對比試樣上同一個人工缺陷在圓周方向不同位置的信號幅度接近一致。

  ③. 當內、外壁人工缺陷信號使用同一個報警閘門時，探傷儀的報警靈敏度應按照內、外壁的信號中以及周向不同位置的信號中較低幅度的信號進行設定。當內、外壁人工缺陷信號使用兩個不同的報警閘門時探傷儀的報警靈敏度應按照內、外壁人工缺陷在周向不同位置中較低幅度的信號分別進行設定。同時，兩個閘門的寬度應滿足管壁內各部位缺陷信號的報警要求。

 b. 設備測試

  ①. 設備調試完成后，應參照YB/T 4082測探傷設備的周向靈敏度差和內外壁靈敏度差，測試結果應符合該標準規定。

  ②. 設備測試時的運轉速度應與正常檢驗的運轉速度相同，多通道探傷設備如每個通道單獨測試，測試速度可等于正常探傷速度與設備的通道數之比。

 c. 探傷

  ①. 設備測試結果合格后方可進行檢驗。檢驗應逐批逐根進行。

  ②. 在檢驗過程中必須由II級探傷人員對缺陷指示信號采取可靠的監控措施，以防止缺陷漏檢。

d. 設備校驗

  ①. 在同規格鋼管連續檢驗期間應利用對比試樣對探傷設備進行定時校驗，校驗時間間隔應不大于4h.校驗內容與設備測試項目相同，但多通道設備可對個別通道抽測，其余通道則要求檢出人工缺陷的重復性良好。在同規格鋼管連續檢驗的開始和結束時以及連續檢驗中設備操作人員更換時也應對設備進行校驗。

  ②. 如校驗結果不能滿足YB/T 4082中關于穩定性的要求，則應對設備重新調試和測試，達到要求后應對上一次校驗后所檢驗的鋼管重新進行檢驗。

9. 結果評定

 a. 整根鋼管經檢驗未產生缺陷信號或信號幅度低于預先設定的報警電平，則認為此項檢驗合格。

 b. 整根鋼管經檢驗如產生等于或大于預先設定的報警電平的信號，則認為鋼管是可疑的。

 c. 對可疑的鋼管可采用任意一種方法進行處理：

  ①. 按本標準規定的方法進行重新檢驗，如未產生缺陷信號或信號幅度低于預先設定的報警電平，則認為此項檢驗合格。

  ②. 對可疑部位的缺陷進行清除后，如鋼管尺寸在允許公差范圍之內，此鋼管應按本標準規定的方法（自動或手動超聲波）重新檢驗。如未產生缺陷信號或信號幅度低于預先設定的報警電平，則認為此項檢驗合格。

  ③. 按供需雙方商定的方法和驗收標準對可疑部位進行其他非破壞性檢驗。

  ④. 可疑部位應予標識并確保切除。

  ⑤. 可疑鋼管被評定為此項檢驗不合格。

10. 探傷報告

  鋼管檢驗后，應向有關部門和需方（需方需要時）提供由持有權威部門認可的超聲探傷II級以上（含II級）技術資格證書的人員簽發的探傷報告。探傷報告應包括內容：

  ①. 爐批號、牌號（或鋼級）、規格、探傷根數；

  ②. 產品標準編號、本標準編號、對比試樣人工缺陷的形狀和級別；

  ③. 探傷儀型號，探頭種類與規格、探傷方法；

  ④. 檢驗重要參數；

  ⑤. 探傷結、探傷日期、簽發報告日期；

  ⑥. 操作者和報告簽發者姓名及其技術資格等級。