Q/LB.□XXXXX-XXXX核電廠核島鐵素體鋼焊接接頭相控陣超聲檢驗技術規范范圍本標準規定了核電廠中核級焊縫相控陣超聲檢驗的一般要求、設備和器材、檢驗條件、檢驗技術、記錄閾值和檢驗報告的內容。本標準適用于核電廠厚度不小于6mm的鐵素體鋼核級對接接頭相控陣超聲檢驗，其他焊縫可參考使用。規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；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/T23905-2009無損檢測超聲檢測用試塊GB/T32563-2016無損檢測超聲檢測相控陣超聲檢測方法NB/T20003.2-2010核電廠核島機械設備無損檢測第2部分：超聲檢測NB/T47013.15-2021承壓設備無損檢測第15部分：相控陣超聲檢測JB/T11731-2013無損檢測超聲相控陣探頭通用技術條件DL/T1718-2017火力發電廠焊接接頭相控陣超聲檢測技術規程術語和定義GB/T32563-2016、GB/T23905-2009、JB/T11731-2013和NB/T20003.2-2021界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

模擬試塊simulatorblock模擬試塊是指含有模擬缺陷的試塊，主要用于檢驗工藝驗證。

檢驗設備examinationequipment檢驗設備是包括檢驗儀器以及與儀器相連接的探頭、掃查裝置和線纜等所有物件構成的整體。

器材instrument器材是指實現檢驗功能所需且不與儀器相連接的其他器件和材料，包括試塊和耦合劑等。檢驗人員無損檢驗人員應按照《民用核安全設備無損檢驗人員資格管理規定》（HAF602）的要求取得超聲無損檢驗技術資格。檢驗時機與范圍檢驗設備和器材檢驗設備5.1.1相控陣超聲儀相控陣超聲儀至少應具有多通道超聲波發射、接收、放大、數據自動采集、記錄、顯示和分析功能，并具備TOFT檢驗功能。相控陣超聲儀性能指標應滿足NB/T47013.15-2021中附錄C的要求。5.1.2相控陣探頭相控陣探頭可根據被檢工件需求選擇線陣相控陣探頭或面陣相控陣探頭，一般采用線陣相控陣探頭。探頭應標出廠家名稱、探頭類型、頻率、晶片尺寸、楔塊角度及楔塊聲速。探頭的頻率一般在0.5MHz~10MHz范圍內。晶片可為圓形或矩形。通常單次激發晶片數不少于16個。相控陣超聲探頭的性能指標應滿足NB/T47013.15-2021中附錄D的要求。5.1.3相控陣超聲儀和探頭的組合性能相控陣超聲儀和探頭的組合性能包括垂直線性、水平線性、衰減器精度、組合頻率，以及扇掃成像橫向分辨力、縱向分辨力和扇掃角度分辨力。組合性能的測試方法及合格要求應符合表1的規定。表1組合性能的測試方法及合格要求序號項目測試方法標準要求1垂直線性JB/T9214偏差不大于5%2水平線性GB/T29302偏差不大于1%3衰減器精度JJF1338任意連續20dB，衰減器累積誤差不大于1dB；任意連續60dB，衰減器累積誤差不大于2dB4組合頻率JB/T10062采用頻率為5MHz的相控陣超聲探頭，儀器和探頭的組合頻率與探頭標稱頻率之間偏差不得大于±10%5扇掃成像橫向分辨力和縱向分辨力JJF1338采用頻率為5MHz的相控陣超聲探頭時，均不大于2mm6扇掃角度范圍測量偏差JJF1338采用頻率為5MHz的相控陣超聲探頭時，不超過±3°7扇掃角度分辨力JJF1338采用頻率為5MHz的相控陣超聲探頭時，不大于5°5.1.4相控陣軟件相控陣儀器應配備與其硬件相匹配的延時控制和成像軟件，并滿足以下要求：——軟件至少應具有A、B、C、S型顯示功能，PAUT和TOFD結果應能在同一視圖下顯示。——軟件應至少具有聚焦法則計算功能、ACG校準、TCG校準功能。——軟件掃查步進值應連續可調，掃查步進最小值不應大于0.5mm。——離線分析軟件應能實現檢驗數據的分析，并對檢測時關鍵參數設置進行查看。——檢驗數據文件應能實現實時存儲，存儲的檢驗數據文件應能夠復制到外部存儲空間。——相控陣軟件還應滿足GB/T32563-2016的其他要求。器材5.2.1掃查裝置掃查裝置一般包括探頭夾持部分、驅動部分、導向部分及編碼器。掃查裝置應通過編碼器定位，焊縫長度方向上編碼器位置誤差應小于1%，最大不應超過10mm。探頭夾持部分應能調整和設置探頭中心間距，探頭與編碼器應同步運動。驅動部分可采用自動或手動。5.2.2耦合劑應采用具有良好潤濕性和透聲性的耦合劑，耦合劑應不損傷檢驗表面，可采用機油、水或核級專用耦合劑等。耦合劑應在工藝文件規定的溫度范圍內穩定可靠。5.2.3試塊5.2.3.1標準試塊標準試塊可選用GB/T19799規定的1號校準試塊及具有相同功能的其他標準試塊，如JB/T8428中的CSK-1A試塊或DL/T1718中的半圓試塊等。同時還應采用DL/T1718中的相控陣A型聲束偏轉評價試塊或相控陣B型聲束偏轉評價試塊測試探頭偏轉能力，確認相控陣探頭偏轉能力能夠滿足掃查要求。標準試塊的制造和尺寸精度應滿足JB/T8428的要求，制造商應提供產品質量合格證。5.2.3.2對比試塊對比試塊的材料、規格、尺寸、表面狀態應滿足NB/T20003.2中對比試塊要求。如果涉及不同厚度焊接接頭的檢驗，試塊的厚度應由最大厚度來確定。對比試塊人工反射體為平行于掃查面的橫孔，直徑為2mm，長度不小于40mm。對比試塊的曲率應與被檢管徑相同或相近，其曲率半徑之差不應大于被檢管徑的10%。5.2.3.3模擬試塊模擬試塊的材料和聲學特性應與被檢工件相同或相近，無影響檢驗的其他缺陷。模擬試塊的外形結構和表面條件均應與被檢工件相同或相近，其模擬缺陷應采用與被檢工件相同的焊接方法制備或使用以往檢測中發現的真實缺陷；模擬試塊的厚度尺寸應與被檢工件相同。對于管道焊縫，當被檢工件外徑小于500mm時，模擬試塊的外徑應與被檢工件相同；當被檢工件外徑大于等于500mm時可采用平板對焊焊縫制備。模擬缺陷的類型、位置、尺寸和數量設置應考慮被檢工件中可能存在的缺陷狀態。至少應包括縱向和橫向缺陷，包括體積型和面積型缺陷，原則上分布于焊縫近表面、根部和內部，為設置足夠數量的缺陷，模擬試塊可由一塊或多塊同厚度范圍試塊組成。模擬缺陷應充分考慮驗收標準的臨界尺寸以及產品實際情況。校準相控陣超聲儀器的校準相控陣超聲儀器的線性測試方法、聲束偏轉極限測試方法及楔塊衰減補償的測試方法按GB/T29302的規定執行。儀器的線性應每6個月校準一次，并記錄測試結果。首次使用前，應采用平面楔塊的相控陣探頭測定相控陣聲束偏轉極限，并記錄測試結果。相控陣探頭的校準相控陣探頭的校準包括對晶片有效性校準、定位精度校準和基準靈敏度校準。對于相控陣探頭，在使用前可以接受一定數量晶片或通道的失效，失效晶片或通道數量應不超過總量的20%。相控陣探頭晶片有效性校準按照GB/T32563-2016附錄A的測試方法執行。應按照GB/T32563-2016附錄B的測試方法，對相控陣超聲檢驗系統的定位精度進行校準，包括角度校準和聲程校準。首次校準時，應使用對比試塊或標準試塊，隨后的復核可使用首次校準時所用的試塊或轉移試塊。若使用轉移試塊，首次校準時應基于對比試塊或標準試塊建立對應關系。楔塊磨損程度的校準測試楔塊磨損的程度，并記錄測試結果。編碼器的校準首次使用前或每隔一個月應對編碼器進行校準。校準方式是將編碼器移動至少300mm，要求誤差小于1%或10mm，以較小值為準。校準時機檢驗前、檢驗過程中每隔4h及檢驗結束后，應測試相控陣探頭晶片的有效性和楔塊磨損程度。檢驗工藝檢驗區域檢驗區域為焊縫及兩側熱影響區。當被檢工件厚度T≤30mm時，熱影響區寬度應不小于5mm；當被檢工件厚度T＞30mm時，熱影響區寬度應不小于10mm。檢驗時機焊接接頭的相控陣超聲檢驗應在最終焊后熱處理后進行。表面準備探頭移動區內應清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他影響超聲檢驗的雜質，一般應進行打磨。檢測面應平整，便于探頭的移動，表面粗糙度Ra≤12.5μm。焊縫表面的對檢驗有影響的隆起和凹陷等也應進行適當的修磨，并做圓滑過渡以免影響檢測結果的評定。探頭及楔塊的選用探頭標稱頻率應在0.5MHz~10MHz范圍內。陣元數要根據被檢工件材質與厚度選擇，扇掃描檢驗時單次激發的陣元數不得低于16個。應定制與工件曲率相符的楔塊，同時應改變儀器中楔塊的參數，以確保聚焦法則的準確性。楔塊應保證對曲面工件耦合良好。楔塊角度應能滿足掃查工藝要求。聚焦設置焊接接頭初始掃查的聚焦深度設置宜避免在近場區內。當檢驗聲程范圍在50mm以下時，聚焦深度可以設置在最大探測聲程處；當檢驗聲程范圍在50mm以上時，聚焦深度可以選擇檢驗聲程范圍的中間值或其他適當深度。在對缺陷進行精確定量時，或對特定區域檢驗需要獲得更高的靈敏度和分辨力時，可將焦點設置在該區域（如能達到），但應注意聚焦區以外聲場劣化問題。靈敏度設置推薦采用TCG（含ACG）進行靈敏度設置。可在參考試塊上，利用φ2橫通孔制作TCG曲線，以φ2橫通孔回波幅值達到滿屏的80%作為基準靈敏度。制作過程中，A掃描信噪比應大于或等于12dB檢驗靈敏度（即掃查靈敏度）應將TCG曲線置于滿屏的20%處。在進行檢驗靈敏度設置時，應考慮靈敏度補償，包括耦合補償、衰減補償和曲面補償。掃查應選擇縱向平行掃查，并保證掃查速度小于或等于最大掃查速度，同時應滿足耦合效果和數據采集的要求，最大掃查速度vmax應滿足以下要求：式中：PRF——脈沖重復頻率，Hz；PRF<c/2S，其中：c——聲速，mm/s；S——最大檢測聲程，mm。N——設置的信號平均次數；M——設置的電子掃描步進數量；△X——設置的掃查步進值，mm扇形掃描所用的聲束角度增量不大于1°。若在焊縫長度方向進行分段掃查，則各段掃查區的重疊范圍至少為50mm。對于環焊縫，掃查停止位置應越過起始位置至少20mm。對接接頭應進行橫向缺陷檢驗。檢驗時，應在焊縫兩側邊緣使探頭與焊縫中心線成不大于20°角作兩個方向的縱向傾斜掃查。對于余高磨平的焊縫，可將探頭放在焊縫及熱影響區上作兩個方向的縱向平行掃查。平板對接接頭應進行雙面雙側掃查，如受條件限制可選擇單面雙側或雙面單側掃查，應使每一面均盡可能實現一次聲束全覆蓋，同時須將焊接接頭余高磨平，在焊縫中心線處增加兩個方向的扇掃描+縱向垂直掃查，并采用兩個方向的鋸齒形掃查對整個檢驗區域進行掃查。若鋸齒形掃查時發現缺陷，則應在缺陷位置處采用扇掃描+縱向垂直掃查進行數據采集和記錄。管道對接接頭應進行單面雙側掃查，如受條件限制，只能在單面單側進行，則應將焊接接頭余高磨平，在焊縫中心線處增加一次扇掃描+縱向垂直掃查，并采用至少一個方向的鋸齒形掃查對整個檢驗區域進行掃查。若鋸齒形掃查時發現缺陷，則應在缺陷位置處采用扇掃描+縱向垂直掃查進行數據采集和記錄。檢驗數據的評價7.8.1檢驗數據的有效性采集的數據應耦合良好。數據丟失量不得超過整個掃查長度的5%，且不允許掃描步進下相鄰數據連續丟失相鄰；缺陷部位掃描信號丟失不得影響缺陷的評定。若數據無效，應糾正后重新進行掃查。7.8.2數據的顯示掃查數據以A掃描信號及圖像形式顯示，圖像采用B掃描、C掃描和S掃描形式。在掃查數據的圖像中包含編碼器掃查位置顯示。其中，A掃描信號的時間窗口應覆蓋整個關注區域，多次掃查時確保聲束的組合覆蓋關注區域。7.8.3顯示的分類檢驗結果的顯示分為相關顯示和非相關顯示。分析有效數據是否存在相關顯示，對于相關顯示應進行缺陷定量和評定。系統復核7.9.1復核時機每次檢驗開始、檢驗結束或檢驗人員換班時，應對聲程范圍、基準靈敏度、相控陣探頭晶片有效性進行復核。一般應記錄校準和復核情況。此外，下列情況也應進行復核：— 校準后的探頭、耦合劑或儀器調節旋紐（有影響的）發生改變時；— 檢驗人員懷疑聲程范圍、基準靈敏度和失效通道數量有變化時；— 檢驗過程中每隔4小時；— 檢驗時，環境條件變化超過規定的范圍；— 檢驗結束時。7.9.2復核要求應復核靈敏度、位置傳感器和深度顯示偏離情況。復核與初始設置時所使用的對比試塊及其他技術條件均應相同，若復核時發現初始設置的參數偏離，應按表2的規定執行。表2偏離和糾正類型偏差糾正靈敏度≤3dB通過軟件進行糾正＞3dB應重新設置，并重新檢測上次校準后所檢焊縫聲程工件厚度的2%或≤0.5mm（取兩者中較大值）不需要采取措施工件厚度的2%或＞0.5mm（取兩者中較大值）應重新校準，并重新檢測上次校準后所檢焊縫角度偏離≤1°不需要采取措施偏離＞1°找出原因重新設置，若在檢測中或檢測后發現，并重新檢測上次校準后所檢焊縫備注靈敏度復核時，一般選擇最佳角度的曲線，不得少于3點校準、復核時，超聲檢驗系統，包括相控陣超聲儀、相控陣超聲探頭、電纜、耦合劑、試塊等不應有改變。檢驗工藝文件檢驗工藝文件包括工藝規程和工藝卡。檢驗開始前應編制檢驗工藝規程，檢驗工藝規程一般包括涉及檢驗的相關因素（見表3），并對每項相關因素給出具體的值或值的范圍。若相關因素的變化超出規定時，應重新編制或修訂檢驗工藝規程。表3檢驗工藝規程相關因素內容相關因素非相關因素工藝規程的版本號—√工件形狀包括規格及材質等√—檢驗面要求√—檢驗技術（縱波檢驗、橫波檢驗、直接接觸法、水浸法√—相控陣探頭（陣元寬度和長度、間隙、數量√—聚焦范圍（深度或聲程）√—主動孔徑尺寸（陣元數量、寬度和間隙）√—模塊尺寸及角度√—聲波在材料中的聲速及角度√—掃查方式（線性掃查或鋸齒形掃查）√—電子掃描附加要求E掃描角度√—激活晶片開始和結束編號√—孔徑增量變化（步進的陣元數量）√—扇形掃描附加要求S掃描角度范圍√—S掃描角度增量（角度步進）（°）√—激活晶片的開始和結束編號√—相控陣設備類型√—檢驗人員資格要求√—溫度√—自動報警和（或）記錄裝置（用到時）—√記錄（檢驗記錄、設備校準數據等）—√檢驗報告的要求—√工藝驗證正式檢驗前，應在模擬試塊上進行工藝驗證，確認掃查靈敏度。具體要求如下：a）按編制的工藝卡要求對相應的模擬試塊進行檢驗；b）檢驗圖像應能清晰顯示模擬試塊中缺陷；c）測量的模擬缺陷尺寸應接近實際尺寸。檢驗的實施探頭及楔塊的選用探頭標稱頻率應在2.5MHz~10MHz范圍內。應定制與工件曲率相符的楔塊，同時應改變儀器中楔塊的參數，以確保聚焦法則的準確性。楔塊應保證對曲面工件耦合良好。靈敏度設置采用TCG（含ACG）進行靈敏度設置，TCG曲線應符合表4的規定。表4TCG曲線靈敏度評定線定量線判廢線Φ2-24dBΦ2-18dBΦ2-4dB檢驗標識檢驗前應在工件掃查面上予以