GB／T 40733-2021标准规范下载简介

GB／T 40733-2021 焊缝无损检测 超声检测 自动相控阵超声技术的应用.pdf

当使用聚焦时，每个聚集声束均应设定灵敏度

9.1.3.3增益修正

使用角度增益修正（ACG)或时间增益修正（TCG)功能可使所有角度的声束和不同距离处的信 卡达到相同的幅度。

9.1.3.4相控阵检测不同模式的灵敏度设定

采用TOFD技术JCT708-2013 耐碱耐火浇注料，应按ISO10863设定相关参数

检测过程中至少每4h和检测结束时，应核查设定。 h，应在检 束后再次核查设定。 初始设定和核查应使用相同参考试块，也可使用已知声学传输特性的更小试块。 若核查与初始设定（见9.1)产生偏离，应按表3修正，

表3灵敏度和范围修正

的参考试块及要求参见附录A

参考试块的材质应与被检件相同或相近（如声速、晶粒结构和表面状态等）

参考试块的厚度推荐为被检件厚度的0.8倍 1.5倍，但厚度差最大不超过20mm。参考试块的长 度和宽度宜保证有足够的空间扫查所有的人工不连续。当检测管状工件纵向焊缝时，应使用曲面参考 试块，其直径应是被检件直径的0.9倍～1.5倍。当被检件的直径大于或等于300mm时，可使用平面 参考试块。 所有试块直径或曲率都应符合6.2.3和7.5的规定。探头楔块和参考试块的最大间隙为0.5mm。

9.3.4 参考反射体

当试块厚度为6mm～25mm时，应至少有三个反射体；当试块厚度大于25mm时，应至少有 反射体。典型参考反射体包括横孔、槽和平底孔。 不同检测等级对应的参考试块信息，参见附录A和表4

表4检测等级和参考试块

在日常检测副和 有相关的通道、探头和电缆等各部分功

[11检测工艺规程验证

当检测等级为B级、C级或D级时，应进行工艺验证。 工艺规程应在参考试块上验证。参考 武块示例，参见附录A。 初次检测开始前应验证检测工艺规程并获得批准， 获得批准的检测工艺规程包括如下内容： a） 检出所有要求的反射体； b） 缺欠定量能力符合技术规范要求； 保证深度和宽度范围的有效覆盖。

在初始检测前，应在合适的参考试块上按获得批准的扫查计划验证声束的有效覆盖范围。 应在检测工艺规程和扫查计划中标明探头距焊缝中心距离允许的偏差值，并在参考试块上验证。 对于初次扫查检测到的某些不连续，可能需要如偏转扫查、垂直于不连续的扫查或补充相控阵设置 扫查等辅助评定。

所选择的扫查速度应能获得满意的图像（见14.1）。应基于延时法则数量、扫查分辨力、信号平均、 脉冲重复频率、数据采集频率和检测范围覆盖等因素选择扫查速度。扫查线丢失表明扫查速度过快。 在单次扫查过程中丢失数据的比例不可超过5%，相邻两根扫查线不应同时丢失。 如果焊缝长度分多次扫查，相邻两次扫查应至少有20mm的区域重叠。当检测环焊缝时，第一次 扫查的起点和最后一次扫查的终点也应至少有20mm的区域重叠。 如适用，推荐使用耦合监控功能

超声检测应使用基于计算机的数据采集装置。 应存储覆盖检测区域的所有A扫描数据， 记录里应有包含设置参数的所有数据。 数据的保存周期应符合相关技术规范要求

14相控阵数据的解释和分析

相控阵数据解释和分析的基本步骤如下： a) 评价相控阵数据的质量； b) 鉴别相关指示； c) 按技术规范要求，对相关不连续分类； d) 按技术规范要求，对不连续定位和定量； 根据验收条款，评定数据。

相控阵数据解释和分析的基本步骤如下： 评价相控阵数据的质量； 鉴别相关指示； c) 按技术规范要求，对相关不连续分类； d) 按技术规范要求，对不连续定位和定量： e）根据验收条款，评定数据

14.2相控阵数据质量评价

相控阵检测应采集可接受的图像，以确保有效评定数据。可接受的图像由如下参数定义： a）耦合； b) 时基范围设定； c) 灵敏度设定； d) 信噪比； e) 饱和指示； f) 数据采集。 相控阵图像质量评价要求检测人员技能和经验丰富（见6.1）。检测人员应能决定质量不佳的数据 否重新采集（重新扫查）。

焊缝中的不连续和被检件的几何形状均可形成相控阵图像。 有必要了解被检件的详细信息，以区分焊缝中的不连续和被检件的几何形状。 为了确定某个指示是否为相关指示（由不连续导致），应结合相对于基本噪声水平的信号形状和幅 度，评价相控阵图像中的波形或显示，

相关指示的波幅、位置和波形等可包含不连续性质的信息。 应按相关技术规范要求对相关指示分类。

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据相关指示确定不连续在平行于焊缝轴线、垂直于焊缝轴线和焊缝厚度方向上的位置。

14.6指示长度与高度

下连续的长度与高度由其指示的长度与高度确定，

应接GB/T29712测定指示的长度。如果 OFD技术，应按ISO15626测定指示的长度。 如有规定，可使用其他技术测定指示的长度

不连续的高度定义为在轴坐标上的最大差值。对于长度方向上高度不同的指示，其高度应由差 直最大时的扫查位置确定，参见图E.1~图E.4

14.6.3.2采用衍射信号

如发现衍射信号，应采用衍射信号测定高度。确定高度用如下方法之一： 同一不连续可观察到的两个衍射信号（上尖端和下尖端）； 同一不连续可观察到的一个衍射信号一个表面信号； 与根部相连不连续的一个衍射信号和已知板厚； 表面开口不连续的与表面相关的一个衍射信号。 这4种可能使用衍射信号的示例，参见附录E。 如果使用衍射时差法（TOFD)，指示高度应按ISO15626规定的方法测定

14.6.3.3采用基于幅度的信号和其他信号

如果不能使用衍射信号测定高度，则确定高度可用如下方法： 按GB/T29712确定的参考等级幅度，也可使用其他测高技术（TCG、DGS、6dB下降技术）； 反射时间差（如根部未焊透、错边）； 波形转换信号时间差。

在所有相关指示分类后，确定其位置和长度。之后，如合同各方未作特别规定，应按GB/T4 进行评价。 不连续分为“可接受”或“不可接受”

检测报告应至少包含如下内容。 a）引用本文件，如GB/T40733。

检测报告应至少包含如下内容。 a）引用本文件，如GB/T40733

GB/T407332021

附录A （资料性） 典型参考试块和参考反射体

当参考试块厚度为6mm～25mm时，推荐至少有3个参考反射体（见图A.1），反射体可加工在一 个或多个试块上。 当参考试块厚度大于25mm时，推荐至少有5个反射体（见图A,2），反射体可加工在一个或多个 试块上。 参考反射体的尺寸偏差要求如下： 直径：±0.2mm; 一长度：±2mm； 角度：±2°； 表A.1～表A.3描述了不同壁厚的参考反射体。如果使用TOFD技术，依据ISO10863刻槽。

表A.1参考试块表面槽的尺寸

如需近表面横孔，其直径为2mm，见图A.2.

表 A.3t>25 mm时横孔和槽的长度

A.2.1检测等级A（图A.1)

图A.1适用于检测等级A的参考试块

A.2.2检测等级B（图A.2）

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图A.2适用于检测等级B的参考试块

图A.2中的X所示的横孔距上表面4mm，直径为2mm，最小长度为30mm，亦可等同使用表 中相同尺寸的表面槽。

A.2.3检测等级C(图A.3）

图A,3中的X所示的横孔距上表面4mm，直径为2mm，最小长度为30mm，亦可等同使用表A.1 中相同尺寸的表面槽。槽2和槽4位于模拟焊缝中心线。槽1和槽3位于被检区域的边缘。槽5位于 莫拟焊缝坡口处，与坡口面夹角不超过士5°。槽5的尺寸和位置需符合相关规定。 在参考试块上须有一处没有任何人工反射体的区域，此区域应大于声束宽度。该区域在模拟焊缝 中心线两侧宜是对称的。

图A.3适用于检测等级C的参考试块

检测等级D需要特定的、包含额外反射体的参考试块，该试块与被检件有相同的形状，相同的母 主，相同的焊接材料特性和相同的焊接工艺。这些特殊试块作为检测等级B和检测等级C规定的 式块的补充试块使用。

相控阵超声仪器定期使用或修复后的性能检测项

相控阵超声仪器定期使用或修复后的性能检

车超声仪器定期使用或修复后的性能检验

相控阵超声仪器定期使用 经各方回同意后，可以修改验收条款：地可 以增加其他检测项目，以确保 声检测的要求

相控阵超声仪器定期使用或修复后的性能检测项

相控阵超声仪器性能检验所需的设备包括： a）示波器； b）（50±0.5）Q非电抗电阻器； c）50Q标准衰减器，步长为1dB，总范围为100dB。对于频率小于或等于15MHz的信号，衰减 器在任意10dB跨度范围内的累积偏差小于0.3dB； d）任意波形信号发生器，能够产生门控脉冲正弦信号。 仪器性能检验使用电子手段产生所需信号，所用设备的特性和稳定 需满足要求

目视检测仪器外表面有无影响正常使用的损伤

外表面无损伤，满足要求。

外表面无损伤，满足要求。

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b）所有检测均在50Q环境下进行； c）禁用所有发射器。 按图B.1所示电路，使用外部发射器将正弦电压连接到第1通道，将仪器输入的正弦电压峰值设置 为100mV，调节增益产生幅度为80%FSH的信号。 依次选择由滤波器定义的频带，对于每个频带，在仪器工作范围内改变输人信号的频率，记录仪器 屏幕上显示的最大信号幅度频率fmax，以及相应的高度Amax。 注：默认数字滤波器是稳定的，不需要测试。 需确保放大器未过载且示波器显示的输人幅度保持不变。 从于max开始以不超过5%标称带宽的增量增加或减少频率，记录相控阵超声仪器屏幕上的显示高 度比最大高度Amax低3dB的较高频率f。和较低频率f（一3dB）。始终确保经校准的外部衰减器输 人信号是恒定的。 每个频带的中心频率f。见公式（B.1）：

在可以同时激活的通道上重复 通道仪器，对16个通道逐一测量）。

每个频率范围的中心频率。在制造商技术规范规定值的士10%以内

每个频率范围的中心频率f。在制造商技术规范规定值的士10%以内。

图B.1相控阵超声仪器通用设置

围的较高频率f.和较低频率fi在制造商技术规

检测条件如下： a）单一有效通道； b）所有检测均在50Q2环境下进行； ）禁用所有发射器。 使用图B.1的电路。 使用外部发射器，将发射器在最大带宽的中心频率f。（按B.4.1测得)时的正弦电压连接到第1个 通道。 调节发射器的电压和增益，使通道1的最大信号幅度为80%FSH， 测量A扫描显示的正弦曲线幅值。 在所有通道上重复上述测量（例如16/64多通道仅器，对64个通道逐一测量）。 Amx和Amin分别对应于记录的最大和最小幅值。 仪器的通道增益变化量见公式（B.3）：

通道增益变化量小于3dB

检测条件如下： a）单一有效通道； b）所有检测均在50Q环境下进行； ）禁用所有发射器。 按图B.1所示电路，使用频带中心频率。的信号，测量最大带宽内的等效输人噪声。 将仪器设置为最大增益，断开输人信号并记录仪器的噪声水平。 将增益降低40dB，重新连接输人信号，调节经校准的外部衰减器或输入电平信号，直至RF脉冲水 平与噪声水平相同。测量示波器上输入信号的峰值电压V.（伏特）和经校准的外部衰减器的衰减量S (dB）。等效输入噪声V品（伏特）见公式（B.4）：

每个带宽的噪声见公式（B.5)：

其中：f，和f，为B4中测得的频率 在可以同时激活的通道上重复上述测量（例如16/64多通道仪器，对16个通道逐一测量）

测量值小于制造商技术规范规定值

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检测条件如下： a）单一有效通道； b）所有检测均在50Q环境下进行； c）禁用所有发射器。 按图B.1所示电路，将发射器在最大带宽的中心频率f。（按B.4.1测得）时的正弦电压连接到第1 个通道。 将仪器增益设置为最小，并调节发射器产生的信号，使其不饱和显示。 在整个变化范围内，增加仪器增益；对于每个增益值，调节经校准的衰减器使信号保持恒定高度。 对于每个增益值，记录增益值与外部衰减器的偏差（dB)。 对可以同时激活的通道（例如16/64多通道仪器，对16个通道逐一测量）和模拟滤波器定义的每个 频段重复上述测量。 由于在高增益水平可能产生噪声，所以需在制造商规范规定的增益范围内进行测量

a）单一有效通道； b）所有检测均在50Q环境下进行； c）禁用所有发射器。 按图B.1所示电路，将发射器在最大带宽的中心频率f。（按B.4.1测得）时的正弦电压连接到第1 个通道。 将仪器增益设置为最小，并调节发射器产生的信号，使其不饱和显示。 在整个变化范围内，增加仪器增益；对于每个增益值，调节经校准的衰减器使信号保持恒定高度。 对于每个增益值，记录增益值与外部衰减器的偏差（dB)。 对可以同时激活的通道（例如16/64多通道仪器，对16个通道逐一测量）和模拟滤波器定义的每个 频段重复上述测量。 由于在高增益水平可能产生噪声，所以需在制造商规范规定的增益范围内进行测量

符合以下要求： a）全量程内任意连续20dB跨度的增益，偏差不超过士1dB； b）全量程内任何连续1dB跨度的增益，偏差不超过士0.5dB； c）在制造商技术规范规定的增益范围内，增益偏差不超过士2dB

检测条件如下： a）单一有效通道； b）所有检测均在50Q环境下进行； c）禁用所有发射器。 按图B.1所示电路，将发射器在最大带宽的中心频率f。（按B.4.1测得）时的正弦电压连接到第1 个通道。 外部衰减器设置为2dB，调节输入信号和仪器增益，使显示信号为80%FSH，记录相关的增益 设置。 在不改变仪器增益的情况下，将衰减器设置为表B.2中的值。 对于每个设置，测量仪器屏幕上的信号幅度。 如果仪器可以测量的信号幅度（使用闸门)超过100%FSH，则需相应地扩展表B.2以进行最大可 能的测量。 在可以同时激活的通道上重复上述测量（例如16/64多通道仪器，对16个通道逐一测量）

检测条件如下： a）单一有效通道； b）所有检测均在50Q环境下进行； c）禁用所有发射器。 按图B.1所示电路，将发射器在最大带宽的中心频率f。（按B.4.1测得）时的正弦电压连接到第1 个通道。 外部衰减器设置为2dB，调节输入信号和仪器增益，使显示信号为80%FSH，记录相关的增益 设置。 在不改变仪器增益的情况下，将衰减器设置为表B.2中的值。 对于每个设置，测量仪器屏幕上的信号幅度。 如果仪器可以测量的信号幅度（使用闸门)超过100%FSH，则需相应地扩展表B.2以进行最大可 能的测量。 在可以同时激活的通道上重复上述测量（例如16/64多通道仪器，对16个通道逐一测量）

GB/T 40733202

表B.2垂直线性验收条款

使仪器同步信号与发射器信号同步（款认情况下使用第1通道的脉冲）。通过发射器产生1个单周 期正弦波测试信号，将测试信号频率设置为滤波器最宽频带的中心频率。 仪器设置为中间增益，调节发射器输出直到显示屏上信号幅度为80%FSH。 将仪器时基延迟设置为O.uS，并将测试信号连接到仪器。 将接收延退设置为最大接收延退tTargeto的20%。 调整仪器时基宽度，使信号能够最大延迟的显示。 测量目标延迟时间tTargeto对应测试信号的参考时间tpo。 按照规定的最大接收延迟20%的增量施加4个连续接收延迟，而4个接收延迟对应4个目标延迟 时间tTageti 按图B.2，对于每个目标延迟时间tTargeti，测量（如用闸门）参考时间tpo和脉冲之间的时间tpi，按公 式（B.6）计算时间差值： t difi = (t pi t po ) (t Targeti t Targeto ) （B.6 在可以同时激活的接收器通道上重复测量最大时间差t（例如16/64多通道仪器，对16个通道逐

图B.2延时线性测量程序

最大时间差t小于或等于制造商技术规范中规定的最大延迟时间或时间分辨率值的1%

附录C （规范性） 相控阵超声探头的性能检验

C.1.2试块和其他设备

C.1.2.1一般要求

用于接触法（有或无楔块）或液浸法的相控阵探头，性能测试在相应的条件下进行。 式块的详情（几何结构、材料、反射类型、形状和位置、声速等）在探头测试报告中说明。 对于扇形阵列探头，直接在平面反射体上测量

如果楔块可拆卸，则优选在没有楔块情况下测试， a）有楔块（集成或不集成）：使用与楔块相同材料和适当尺寸的试块，以使每个阵元的超声传播路 径相同。 6） 无楔块：使用被测材料的试块，以使每个阵元的超声传播路径相同。如果没有指定材料，应使 用符合相关规范要求的材料

在浸液中对规定的反射体进行性能测试。如果没有规定液体，宜使用水。

目视检查探头是否正确标识和装配。 检查探头几何尺寸与预期的设计是否一致

探头几何尺寸在探头数据表中规

C.3相对脉冲回波灵敏度

在相同形状和尺寸的所有阵元上测量

按C.1发送器/接收器模式进行测量。 发射器脉冲采用持续时间为对应于标称探头频率的半个周期的负矩形脉冲或负尖峰脉冲。 反射体回波放置在时间窗口中，其持续时间至少为在信号振幅下降20dB处测得的回波脉冲持续 时间的两倍。 测量和记录每个阵元反射回波的振幅Vel。计算并记录V。幅值的算术平均值Vv。 各阵元的相对脉冲回波灵敏度变化量S.按公式（C.1)计算：

C.3.3.1非矩阵相控阵探头

对于具有相同尺寸和形状的所有阵元，其相对 冲回波灵敏度变化S不超过士3dB。对于扇形 衫探头，所有阵元的变化不超过士4dB

C.3.3.2二维相控阵探头

衫探头，所有阵元的变化不超过士4dB。 表C.1给出了所有阵元可接受的相对脉冲回波灵敏度变化量S。l

表C.1二维矩阵探头可接受的相对灵敏度变化量

C.4频率、带宽和脉冲持续时间

的每个阵元，不包括在C.3.3中被定义为“不合格”

按照C.1.2中的发送器/接收器模式测量。 在与C.3相同的条件下测量。 频谱根据使用时间窗口中的信号确定。 确定频谱最大振幅下降6dB处的频谱相交的频率。

率f.和低频率fi按公式(C.2)计算得到中心频

带宽按公式（C.3)计算：

带宽按公式（C3）计算

相对带宽（单位为%)按公式(C.4)计算：

对采用相同设计的探头进行测量。

在C.3的条件下测量。 参考激励信号振幅Vref，在单阵元连接仪器的一个通道上测试。 该信号被认为是用于所有阵元的参考激励信号。 计算所有阵元的平均阵元灵敏度（算术平均值)Va（见C.3.2）。 探头灵敏度S按公式（C.5)计算：

C.5.3. 1一般要求

对于少量（小于10）制造的探头 收条款

C.5.3.2非矩阵相控阵探头

探头灵敏度S.在探头数据表中规定值的士3dB以内

C.5.3.3二维相控阵探头

头灵敏度S在探头数据表中规定值的士5dB以

Afr =(会)×100

S =201g V Ve

对于最多可以包含64个阵元的阵列，阵元间串扰在2个位置上确定，而多于64个阵元的阵列，在

对于最多可以包含64个阵元的阵列，阵元间串扰在2个位置上确定，而多于64个阵元的阵列，在

附录D （规范性） 相控阵超声检测仪器与探头的组合性能检验

D.2组合性能检验项目及验收

相控阵超声系统检验项目和要求见表D.1。

表D.1组合性能检验项目及验收

表D.1组合性能检验项目及验收（续）

来自同一不连续的2个衍射信号（上下尖端）

排水与防护工程施工方案范本附录E （资料性） 可能使用的信号的图示

附录E （资料性） 可能使用的信号的图示

E.1用于测定高度的衍射信号（可用于线扫描利

图E.2内部不连续的扇扫图像

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图E.3用于测定表面开口不连续高度的信号

光标置于每个信号的最大幅度处，不连续的高度h由之轴坐标差值确定。

图E.4表面开口不连续的扇扫图像

某市西城区石碑胡同4号国家大剧院施工组织设计GB/T 407332021