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嘉峪檢測網(wǎng) 2018-06-27 14:18
我國于2016年頒布了GB/T 32563《無損檢測-超聲檢測-相控陣超聲檢測方法》。國際上，焊縫相控陣超聲檢測標(biāo)準(zhǔn)有ISO和ASME（美國機(jī)械工程師協(xié)會)兩大體系，各有特點(diǎn)。2012年ISO頒布了ISO 13588《焊縫無損檢測-超聲檢測-使用自動相控陣技術(shù)》。ASME《鍋爐與壓力容器規(guī)范 第五卷：無損檢測》也在時隔兩年后進(jìn)行換版，最新2017版對相控陣檢測方法提出了較多的要求。雖然有了相控陣檢測方法標(biāo)準(zhǔn)，但各個體系都沒有明確的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，使得焊縫相控陣檢測的應(yīng)用受到了限制。直至2017年8月，才有了第一個焊縫相控陣超聲檢測的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)——ISO 19285《焊縫無損檢測-相控陣超聲檢測-驗(yàn)收等級》。今天，我們就來對這個新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解讀。
適用范圍
與其他專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一樣，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了適用范圍。其適用于最低厚度6mm的鐵素體鋼全熔透焊縫的相控陣超聲檢測驗(yàn)收等級，該驗(yàn)收等級對應(yīng)ISO 5817《焊接-鋼、鎳、鈦及其合金的熔化焊接頭(束焊除外)缺欠質(zhì)量等級》的相應(yīng)級別。這些驗(yàn)收等級適用于根據(jù)ISO 13588進(jìn)行焊縫檢測發(fā)現(xiàn)指示的等級分類。
等 級
標(biāo)準(zhǔn)涉及了質(zhì)量等級、檢測等級、驗(yàn)收等級、評估等級、參考等級和記錄等級等。
質(zhì)量等級
按照ISO 5817給出。焊縫質(zhì)量等級劃分是根據(jù)焊縫中存在缺欠的類型、尺寸及數(shù)量，將其分為B級，C級和D級的，B級表示最高的質(zhì)量要求。
檢測等級
按照ISO 13588給出。檢測等級劃分是根據(jù)焊縫等級要求以及檢測難易程度，將其分為A級，B級，C級和D級的。
驗(yàn)收等級
按照ISO 19285給出。驗(yàn)收等級劃分是根據(jù)焊縫等級要求，將其分為1級，2級，3級的。
ISO標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量等級、檢測等級、驗(yàn)收等級的相互關(guān)系如下表所示(驗(yàn)收等級1的接收標(biāo)準(zhǔn)只適用于基于長度和高度的評定)。
在ISO 17640《焊縫無損檢測-超聲檢測-技術(shù)，檢測等級和評估》標(biāo)準(zhǔn)中提出了設(shè)置靈敏度的4種技術(shù)，參考等級是靈敏度設(shè)置時的參考值。評估等級與驗(yàn)收等級相關(guān)，超過評估等級的指示才需要進(jìn)行評估。記錄等級與驗(yàn)收等級相關(guān)，對應(yīng)于相應(yīng)的驗(yàn)收等級，記錄等級比相應(yīng)驗(yàn)收等級低4dB，在評定前，應(yīng)確認(rèn)相應(yīng)的驗(yàn)收等級和記錄等級。
指示評定驗(yàn)收方式
依照ISO 13588要求檢出的指示，其評定按照ISO 19285存在以下兩種驗(yàn)收方式：
(1) 根據(jù)ISO 19285第七條測量指示的長度和高度，然后用ISO 19285第九條進(jìn)行驗(yàn)收。
(2) 根據(jù)ISO 19285第八條測量指示的長度和最大波幅，然后用ISO 19285第十條進(jìn)行驗(yàn)收。
具體使用哪種方式應(yīng)在使用的檢測程序中指定。
按測量的長度和高度驗(yàn)收
長度確定的方式有兩種：
(1) 單個指示的長度應(yīng)使用ISO11666《焊接無損檢測-超聲波檢測-驗(yàn)收等級》中描述的方法測量，測量時使用能提供最大波幅的聚焦法則；
(2) 使用衍射時差法(TOFD)，指示長度的測量應(yīng)根據(jù)ISO 15626《焊縫無損檢測-衍射時差法超聲檢測技術(shù)(TOFD)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》中描述的方法測量。
如果是其他情況，可以按照檢測等級D，采取協(xié)商決定測量方式。
沿長度方向上高度應(yīng)由最大范圍掃查位置的高度來確定。高度的確定方式有兩種：
(1) 使用衍射信號。如果可以觀測到衍射信號，應(yīng)使用它來確定高度，高度應(yīng)根據(jù)ISO 15626描述的方法來測量。可由以下方法中的一種來確定高度：
① 來自同一不連續(xù)的可觀察到的兩個衍射信號(上尖端和下尖端)；
② 來自同一不連續(xù)的可觀察到的一個衍射信號和一個表面信號；
③ 對于與根部區(qū)域相連的不連續(xù)，可用一個衍射信號和已知壁厚確定；
④ 對于表面開口不連續(xù)，可用一個與表面相關(guān)的衍射信號確定。
(2) 使用其他信號。如果高度無法用衍射信號測出，則高度的確定應(yīng)基于以下方法中的一種進(jìn)行。
① 使用ISO 11666中描述的，利用參考等級的波幅進(jìn)行比較，也可使用其他定量技術(shù)(時間增益修正法、距離增益尺寸法，6dB法)；
② 使用反射體信號的飛行時間(如根部中空，錯位)；
③ 使用波形轉(zhuǎn)換信號的飛行時間。
長度和高度確定以后，應(yīng)根據(jù)指示的驗(yàn)收等級和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對指示進(jìn)行評估。對于兩側(cè)厚度不同的焊縫接頭，以其中的較薄厚度作為主導(dǎo)來進(jìn)行驗(yàn)收。
單個指示的驗(yàn)收
多個指示的驗(yàn)收
對于多個指示，首先應(yīng)確定累計(jì)長度，確定累計(jì)長度時不考慮點(diǎn)狀指示。所有超過記錄等級的單個可接受指示的累計(jì)長度被規(guī)定為在指定的焊縫長度內(nèi)所有單獨(dú)指示的長度及線性排列指示的組合長度的和。
(1) 對于每個單組設(shè)置的多個指示累計(jì)長度
當(dāng)壁厚t≤50mm時，對于沿著焊縫12t長度內(nèi)的單個可接受指示的累計(jì)長度應(yīng)該不大于：
① 驗(yàn)收等級1，3.5t，最大150mm；
② 驗(yàn)收等級2，4.0t，最大200mm；
③ 驗(yàn)收等級3，4.5t，最大225mm。
當(dāng)壁厚t＞50mm時，對于沿著焊縫長度內(nèi)的單個可接受指示的累計(jì)長度應(yīng)該不大于：
① 驗(yàn)收等級1，10%焊縫長度，最大500mm；
② 驗(yàn)收等級2，10%焊縫長度，最大600mm；
③ 驗(yàn)收等級3，10%焊縫長度，最大700mm。
(2) 當(dāng)按照ISO 13588的C級檢測時，要求使用兩組設(shè)置，對于多組設(shè)置，在另一組發(fā)現(xiàn)指示時，復(fù)合指示的最大總長度不超過單組設(shè)置要求的多個指示累計(jì)長度限值的1.5倍。
指示編組的驗(yàn)收
指示的編組應(yīng)基于單個指示的尺寸以及指示的間距。一個編組的長度和尺寸將不可用于進(jìn)一步編組。編組時不考慮點(diǎn)狀指示。
(1) 出現(xiàn)下列情況時，一個指示的編組可作為單個指示：
沿著焊縫的兩個指示之間的間距小于較長指示的長度，并且兩個指示在焊縫厚度方向上的間距小于高度較大指示的高度。
指示編組作為單個指示，按照單個指示的要求進(jìn)行接收或拒收的判定。
(2) 對于一個指示編組，總高度hg定義為單個指示的高度加上其之間的間距的總和，總長度lg定義為單個指示的長度加上其之間的間距的總和。
指示編組的尺寸
上圖中h為指示1,2,3的最大高度；l為指示1,2,3的最大長度；hg為指示編組的總高度；lg為指示編組的總長度。圖中的指示2和3應(yīng)作為一個指示編組，因?yàn)槠湓趚方向的間距小于l，且在z方向間距小于h。指示1不包含在指示編組中，因?yàn)樵诤穸确较虻拈g距大于h。
點(diǎn)狀指示的驗(yàn)收
點(diǎn)狀指示是指在任何方向都沒有明顯延伸的指示，可能由衍射或反射引起。在任何150mm焊縫長度內(nèi)，點(diǎn)狀指示的最大數(shù)量不超過下式給出的值（式中的N取較大的整數(shù)）：
N＝1.2t
2
按測量的長度和最大波幅驗(yàn)收
使用ISO 19285附錄B中規(guī)定的絕對靈敏度法，采用固定波幅水平技術(shù)，通過測量沿著焊縫方向上波幅高于評估等級的距離來確定指示的長度。
為了測量尺寸，用波束掃查這些指示(見下圖)，標(biāo)出指示波幅下降到評估等級的探頭位置和波束路徑范圍(圖中的位置1和2)。
使用波束軸的固定波幅水平技術(shù)原理示意
（圖中l為測得的指示橫向尺寸；1,2指示波幅等于評估等級的位置；a為最大回波；b為評估等級）
橫向尺寸l由位置1和2之間的距離來確定。當(dāng)產(chǎn)品規(guī)范或檢驗(yàn)要求指定時，也可使用其他技術(shù)來測量指示長度。長度和最大波幅確定以后，應(yīng)根據(jù)指示的驗(yàn)收等級和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對指示進(jìn)行評估。對于兩側(cè)厚度不同的焊縫接頭，以其中較薄的厚度作為主導(dǎo)來進(jìn)行驗(yàn)收。
縱向指示的驗(yàn)收
ISO 19285規(guī)范性附錄表A.1提供了用于評估指示所使用技術(shù)的信息和相關(guān)評估和驗(yàn)收等級；表A.2中規(guī)定了使用角度橫波波束掃查技術(shù)2時驗(yàn)收等級2級和3級的參考等級；表A.3中規(guī)定了使用直探頭縱波掃查技術(shù)2時驗(yàn)收等級2級和3級的參考等級；
圖A.1~A.4給出了技術(shù)1(橫孔)和技術(shù)3(矩形槽)的各個等級，圖A.5~A.10給出了技術(shù)2[平底孔(圓盤形反射體)]和技術(shù)4(串列技術(shù))的各個等級。附表與附圖相對應(yīng)。
對于①厚度范圍為6mm≤t＜15mm，長度超過t的任何指示；②所有其他厚度范圍，長度超過t/2或者20mm，以較大尺寸為準(zhǔn)的任何波幅低于驗(yàn)收等級(高于評估等級)的指示，均應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步檢測。這需要使用其他附加角度探頭，如果指定可使用串列技術(shù)，最終評估應(yīng)基于最大回波波幅和所測量的長度進(jìn)行。
橫向指示的驗(yàn)收
當(dāng)規(guī)定檢測橫向指示時，應(yīng)使用縱向指示的驗(yàn)收等級。
指示編組的驗(yàn)收
指示的編組應(yīng)基于波幅超過記錄等級單個可接受指示的尺寸以及指示的間距。一個編組的長度將不可用于進(jìn)一步編組。為了評估，如果出現(xiàn)下列情況，指示編組應(yīng)被視為單個指示：
① 間距dx小于較長指示長度的兩倍；
② 間距dy小于厚度的一半，但不大于10mm；
③ 間距dz小于厚度的一半，但不大于10mm。
總長度如下圖所示，計(jì)算公式為：
l12＝l1＋l2＋dx
焊縫中指示編組的簡單表示
(圖中dx，dy，dz為相鄰指示在x軸、y軸和z軸方向的間距；ln為單個指示的長度，n＝1,2...3)
焊縫中指示編組的長度示意
(圖中dx為在x軸方向間距；l1，l2為單個指示的長度；l12為總長度)
指示累計(jì)長度
所有超過記錄等級的單個可接受指示的累計(jì)長度被規(guī)定為在指定的焊縫長度內(nèi)所有單獨(dú)指示的長度及線性排列指示的累計(jì)長度的和。
焊縫中指示累計(jì)長度示意
(圖中lc為累計(jì)長度，lc＝l2＋l3＋l45＋l6；lw為焊縫長度；ln為單個指示的長度，n＝1,2...7)
(1) 對于每個單組設(shè)置，對于任何一段長度lw為6倍板厚的焊縫，所有超過記錄等級的單個可接受指示的最大累計(jì)長度，對于驗(yàn)收等級2級，不得超過lw的20%；對于驗(yàn)收等級3級，不得超過lw的30%。
(2) 當(dāng)按照ISO 13588的C級檢測時，要求使用兩組設(shè)置，對于多組設(shè)置，在另一組發(fā)現(xiàn)指示時，復(fù)合指示的最大總長度不超過單組設(shè)置要求的多個指示累計(jì)長度限值的1.5倍。
結(jié) 語
由于ISO 19285國際標(biāo)準(zhǔn)提供了兩種驗(yàn)收方式，因此在制定檢測程序時應(yīng)預(yù)先規(guī)定所要采用的驗(yàn)收方式。通過借鑒ISO標(biāo)準(zhǔn)，比照ASME相關(guān)規(guī)范，結(jié)合國情，可以此為基礎(chǔ)制定出符合我國國情的焊縫相控陣驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
來源： 無損檢測NDT
