無損檢測螺栓相控陣柱面超聲波成像檢測與質量評定方法boltsusingcylindricalgu I1范圍 12規范性引用文件 13術語和定義 4檢測方法概要 25人員要求 36安全要求 37工藝規程 3 49檢測準備 510校準與復合 611靈敏度設定 612檢測與記錄 7 714檢測記錄及報告 7附錄A(資料性附錄)螺栓相控陣柱面超聲波成像檢測報告 9附錄B(資料性附錄)本標準起草單位和主要起草人 I本部分參照GB/T1.1-2009給出的規則起草。請注意本文件的某些內容有可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別這些專利的責任本標準由中國材料與試驗團體標準委員會無損檢測技術及設備領域委員會(CSTM/FC94)提出。本標準由中國材料與試驗團體標準委員會無損檢測技術及設備領域委員會(CSTM/FC94)歸口。1無損檢測螺栓相控陣柱面超聲波成像檢測與質量評定方法本標準規定了無損檢測螺栓相控陣柱面超聲波成像檢測與質量評定方法。本標準適用于外徑不小10mm且不大100mm,長度不大于1000mm的碳鋼及低合金鋼制在役螺件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認證GB/T12604.1無損檢測術語超聲檢測GB/T29302無損檢測儀器相控陣超聲檢測系JB/T11731無損檢測相控陣超聲波探頭通用技術條件同一平面上多個晶片沿周向排列形成一個單層圓環形(控制方向)的平面陣列探頭。如圖1所示。激勵聲束的孔徑中心環繞探頭中心步進，聲束動態聚焦于相應圓柱母線的聲束2以螺栓外徑圓周展開長度為橫坐標，超聲傳播距離為縱坐標，形成的周向掃描顯示圖像。如圖2所示(圖像要有刻度標識)。檢測數據對螺栓檢測端面圓形投影的顯示方式。1號陣元?J超聲柱面導波cylindricallyguidedwavetechnique(CGWT)受圓柱面約束，沿圓棒長度方向傳導的超聲波。4檢測方法概要螺栓相控陣柱面超聲波在鋼桿中實際上是以導波的形式傳播的，即超聲柱面導波。在波導介質中傳播的超聲導波信號包含傳播過程中的全部信息，可用于細小缺陷的檢測。螺栓相控陣柱面超聲波是對一維環形線陣列超聲探頭的相位控制技術。將多個小尺寸的條形壓電晶片按圓環排列，形成陣列探頭。電腦控制各個晶片的發射和接收相位延時，各個晶片的超聲波信號頻率相同，以一定的相位差相干疊加，形成各種指向和聚焦特性的聲束波陣面。35人員要求從事螺栓超聲柱面相控陣檢測的人員應按GB/T9445的要求進行培訓。6安全要求檢測過程中的安全要求如下：a)檢測人員應遵守被檢設備現場的安全要求，根據檢測地點的要求穿戴防護工作服和佩戴有關防護設備；b)檢測時，應確保被檢設備處于停機狀態，應避免設備突然開啟引起的危險后果。7工藝規程7.1檢測工藝文件7.1.1檢測工藝文件包括工藝規程和操作指導書。7.1.2檢測工藝規程除滿足本標準的要求外，還應規定表1和相關章節所列相關因素的具體范圍或要求。相關因素的變化超出規定時，應重新編制或修訂工藝規程。7.1.3應根據檢測工藝規程的內容以及被檢工件的檢測要求編制操作指導書，其內容除滿足無損檢測螺栓相控陣柱面超聲波成像檢測與質量評定方法的要求外，至少還應包括：a)檢測技術要求：檢測技術(本標準)和檢測波形等；b)檢測對象：外徑不小于10mm且不大于100mm的碳鋼及低合金鋼制在役螺栓。在役雙頭螺柱，六角頭螺栓，帶有內六角的螺柱其內六角尺寸小于螺桿直徑的螺栓的檢測。其它類型螺栓檢測方法參考本方法。檢測對象的名稱、規格、材質和熱處理狀態、檢測部位等。c)檢測設備器材：儀器型號、探頭規格、耦合劑、試樣種類，儀器和探頭性能檢測的項目、時機和性能指標等。d)檢測工藝相關技術參數：掃查方向及掃查范圍、缺陷定量方法、檢測記錄和評定要求、檢測示意圖等。表1超聲檢測工藝規程涉及的相關因素1工件形狀(包括規格、材質等)23檢測技術(本標準)4567校準(試樣及校準方法)8掃查方式(手動或自動)9計算機數據采集(用到時);自動報警和/或記錄裝置(用到時)48.1.1應使用周向線陣的超聲相控陣探頭、具備周8.1.2檢測儀應滿足GB/T29302的要求，具有產品質量合格證或質量合格的證明文件。儀器性能且還a)工作頻率應覆蓋0.5MHz～15MHz(按-3dB測量);b)不小于16/64接收激發通道相控陣；c)增益范圍：0dB～80dB,最小調節步距不大于0.5dB;d)掃查圖像：A掃、周向B掃、環形C掃；8.1.3探頭應滿足如下技術要求：b)當螺栓外徑大于20mm時，探頭的陣元數宜不小于64陣元。當小于等于20mm時，探頭陣元數宜不小于32陣元d)探頭外徑與螺栓公稱外徑相差不大于5mm。當螺栓端面有內六角孔時，探頭內徑大于端孔直f)激發孔徑范圍內不宜存在失效晶片。若失效晶片不可避免，則在確保檢測提下，在環陣任意1/4圓周范圍內的失效晶片的數量不能超出激發晶片總數的15%,且不應存8.1.4儀器和探頭的系統性能應滿足如下要求：a)作周向掃描時，應具有循環銜接的掃描法則，無c)儀器和探頭的組合頻率與公稱頻率誤差應不大于10%;8.1.5當出現以下情況時應測定儀器和探頭的組合性能：5對比試塊形狀和尺寸應符合圖4的要求。試塊的直徑應與被檢螺栓外徑0.9倍至1.1倍范圍內，應選取與被檢工件聲學性能相同或近似的材料制成，該材料內部不應有大于或等于1mm平底孔當量直徑的缺陷。人工缺陷為線切割槽，缺陷深度及加工部位見表3。表3對比試塊123上中下兩端均為螺紋，試塊1刻槽位于檢測端螺母與墊圈結合的絲扣處；檢測端為六角端頭刻槽位于螺桿與端頭圓弧過度的起點。試塊2刻槽位于螺栓法蘭結合面處?！阍噳K3刻槽位于檢測端對側螺母與墊圈結合的絲扣處；檢測端對側為六角端頭時，刻槽位于螺桿與端頭圓弧過度的起點。d刻槽深度可根據工藝要求另行確定。影響探頭與檢測面耦合的銹蝕、鍍鋅層凸起和污物等都應予以清除。其檢測面粗糙度應不高于Ra69.3.1宜采用透聲性好，且不損傷檢測表面的水基耦合劑。當環境溫度低于0℃時，耦合劑中應添加10.2.1每次使用前或連續工作一周以上時，應對陣元有效性按照J10.2.2每次使用前，應在對比試塊上調整靈敏度使相應刻槽信號達到50%滿屏高度，并在檢測過程中c)連續工作4小時以上。a)應對超聲傳播速度設置進行復核。如果超聲傳播速度設置超過10%,則超聲傳播速度設置應c)校準、復核和對儀器進行線性檢測時，任何影響儀器線性的控制器(如抑制或濾波開關等)都將檢測探頭放置在對比試塊相應檢測端(如圖5所示),探頭中心線應與試塊中心重合，手持探頭耦合穩定時，調整儀器掃描范圍使底波出現在80%時基范圍處，閘門起點位于5%時基范圍，閘門終點位于底波前，調節增益使周向B掃圖像中試塊1、試塊2、試塊3的刻槽信號清晰可見，且掃描圖像中三個刻槽的A掃描信號幅度最小者不低于滿屏高的20%,記錄儀器增益為檢測基準靈敏度，適當調整閘門7圖5靈敏度設定12.1在被檢螺栓檢測面涂滿耦合劑，將檢測探頭壓合在檢測面上，探頭中心線應與12.2記錄穩定的掃描數據。13.2.2單個缺陷指示長度，采用以下方法來檢測：法如下：首先移動光標找到缺陷的最高反射點，將A掃信號波幅調節至滿屏80%高度；然后向左移動光標，當A掃信號波幅降低至40%時，光標對應點即為缺陷左端點，同樣，向右移動光標，當A掃信號波幅降低至40%時，光標對應點即為缺陷右端點。左右端點之間的距離即為該缺陷的指示長度。13.2.3缺陷指示長度小于5mm時，按5mm計。13.2.4在螺栓B掃描圖像上，同距離相鄰兩缺陷的間距小于其中較小的缺陷長度時，應作為一條缺陷處理，以兩缺陷長度之和作為其指示長度(間距計入)。a)螺栓檢測時，A掃描缺陷信號幅度大于等于0.5mm刻槽，或B掃描圖像缺陷的深度大于等于8編號等);試塊型號；耦合劑；e)檢測工藝參數：檢測范圍、掃查位置(面、側)、掃查方式、基準靈敏度、耦合補償等；檢測報告參見附錄A,至少包括以下內容：d)超聲檢測區域應在報告上予以表明，如有因幾何形狀限制而檢測不到的部9附錄A表A.1螺栓相控陣柱面超聲波成像檢測報告報告編號：構件編號構件類別口葉片口塔筒口連接件材質檢測比例(示