ICS 77.040.01 N77 DB37 山 东 省 地 方 标 准 DB 37/T 3143—2018 小径管管座角接焊接接头相控阵超声检测 技术规程 Technical regulation of Phased-array Ultrasonic Testing for socket welded joints of small diameter pipe 2018 - 02 - 13 发布 山东省质量技术监督局 2018 - 03 - 13 实施 发 布 DB37/T 3143—2018 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由山东省质量技术监督局提出并归口。 本标准起草单位：中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司、山东丰汇工程检测有限公司、山 东省特种设备协会、神华国能山东建设集团有限公司、中国石化总公司济南炼油厂、华电国际电力股份 有限公司邹县发电厂、山东科捷工程检测有限公司、武汉中科创新技术有限公司。 本标准主要起草人：王华告、徐学堃、张勇、顾显方、齐高君、郭相吉、丁成海、张波、郭怀力、 苏敏、戴宪洲、鞠焕强、梁玉梅、魏玉忠、李向前、徐祇宏、苑广存、林光辉、王敬昌。 I DB37/T 3143—2018 小径管管座角接焊接接头相控阵超声检测技术规程 1 范围 本标准规定了钢制承压设备小径管管座角接焊接接头相控阵超声检测方法及质量评定。 本标准适用于接管外径32 mm～89 mm，壁厚4 mm～20 mm的管座角接焊接接头的检测。对其它规格 尺寸的管座角接焊接接头，若经过工艺验证试验，能够满足检测灵敏度要求的，可参照本标准内容。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T12604.1 无损检测 术语 超声检测 GB/T 29302-2012 无损检测仪器 相控阵超声检测系统的性能与检验 GB/T 32563-2016 无损检测 超声检测 相控阵超声检测方法 NB/T 47013-2015 承压设备无损检测 DL/T 820 管道焊接接头超声波检验技术规程 DL/T 1105.2 电站锅炉集箱小口径接管座角焊缝无损检测技术导则 第2部分：超声检测 JB/T 11731-2013 无损检测 超声相控阵探头通用技术条件 JJF 1338-2012 相控阵超声探伤仪校准规范 DB37/T 3142-2017 小径管焊接接头相控阵超声检测技术规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准，标准中其它术语参见DB37/T 3142-2017。 3.1 安放式（骑座式）管座角接接头 placed pipe socket angle seam 接管座安放在集箱筒体、压力容器或管道上焊接而成的管座角接接头，如图1所示。 图1 安放式管座角接接头 3.2 1 DB37/T 3143—2018 插入式管座角接接头 plug-in pipe socket angle seam 接管座插入集箱筒体、压力容器或管道内部焊接而成的管座角接接头，如图2所示，其它类型角接 接头形式见附录A。 图2 插入式管座角接接头 4 一般要求 4.1 检测人员 4.1.1 从事相控阵超声检测的人员至少应持有超声波检测Ⅱ级（中级）及以上资格证书，并通过相控 阵超声检测技术培训，取得相应证书。 4.1.2 相控阵超声检测人员应熟悉所使用的检测设备。 4.1.3 相控阵超声检测人员应具有实际检测经验并掌握一定的金属材料及加工的基础知识。 4.2 检测设备和器材 4.2.1 总则 相控阵超声检测设备主要包括仪器主机、软件、扫查装置、探头，上述各项应成套或单独具有产品 质量合格证或制造厂出具的合格文件。 4.2.2 相控阵超声仪器 a) b) c) d) e) f) g) h) 其放大器的增益调节步进不应大于 l dB ； 相控阵仪器应配备与其硬件相匹配的延时控制和成像软件； -3 dB 带宽下限不高于 1 MHz，且上限不低于 15 MHz ； 采样频率不应小于探头中心频率的 6 倍； 幅度模数转换位数应不小于 8 位； 仪器的水平线性误差不大于 1 %，垂直线性误差不大于 5 % ； 所有激励通道的发射脉冲电压具有一致性，最大偏移量应不大于设置值的 5 % ； 各通道的发射脉冲延迟精度不大于 5 ns。 4.2.3 软件 a) b) c) d) 仪器至少应有 A、B、C、D、S 型显示的功能，且具有在扫描图像上对缺陷定位、测量及分析功 能； 能够存储、调出 A、B、C、D、S 图像，并能将存储的检测数据拷贝到外部存储空间中； 仪器软件应具有聚焦法则计算功能、TCG（DAC）增益校准功能和 ACG 校准功能； 仪器的数据采集应与扫查装置的移动同步，扫查步进值应可调，其最小值应不大于 0.5 mm； 2 DB37/T 3143—2018 e) f) 仪器应能存储和分辨各 A 扫描信号之间相对位置的信息，如位置传感器位置； 离线分析软件应能对检测时设置的关键参数进行查看。 4.2.4 相控阵探头 a) b) c) d) e) f) 探头应符合 JB/T 11731 标准要求，探头可加装用以辅助声束偏转的楔块或延迟块。楔块形状 应与被检工件曲率相匹配； 小径管管座角接焊接接头相控阵探头宜采用自聚焦横波相控阵探头； 探头实测中心频率与标称频率间的误差应不大于 10 % ； 探头的-6 dB 相对频带宽度不小于 55 % ； 同一探头晶片间灵敏度差值应不大于 4 dB ，晶片灵敏度的均匀性应满足均方差不大于 1 dB ， 相控阵探头晶片的灵敏度差异及有效性测试可参照附录 A； 使用中的相控阵探头如出现损坏晶片，可在选择激发孔径范围时设法避开坏晶片；如无法避开， 则要求在扫查使用的每个声束组中，损坏晶片不应超过总使用晶片数的 12.5 %，且没有连续 损坏晶片；如果晶片的损坏超过上述规定，可通过仿真软件计算且通过试块测试，确认坏晶片 对声场和检测灵敏度、信噪比无明显不利影响，才允许使用。 4.2.5 试块 4.2.5.1 试块分为校准试块、对比试块及模拟试块。 4.2.5.2 校准试块 本标准采用的角度增益修正试块为R50半圆校准试块；相控阵超声检测系统性能测试试块为相控阵A 型试块和相控阵B型试块（声束控制评定试块）见附录B。 4.2.5.3 对比试块 4.2.5.3.1 本标准采用的对比试块有 GS-1、GS-2、GS-3、AF、CR。 4.2.5.3.2 AF（安放式）、CR（插入式）试块主要应用于壁厚 4 mm～8 mm 管座角接接头的距离-波幅 曲线制作，AF、CR 试块见附录 C。 4.2.5.3.3 GS-1、GS-2、GS-3 试块主要应用于壁厚 8 mm～20 mm 管座角接接头的距离-波幅曲线制作， GS 试块见附录 D。 4.2.5.3.4 试块型号的选择应与被检工件的曲率半径相对应。 4.2.5.4 模拟试块 模拟试块与被检测工件在材质、形状、主要几何尺寸、坡口型式和焊接工艺等方面应相同或相近。 主要用于检测工艺验证、扫查灵敏度的确定，按缺陷制作方式可分为人工焊接缺陷试块和机加工缺陷试 块。 a) 焊接缺陷试块：其缺陷类型主要包括裂纹、未熔合、未焊透、条形缺陷、圆形缺陷等典型焊接 缺陷； b) 机加工缺陷试块：其缺陷类型主要包括横孔、V 形槽及其他线切割槽等人工反射体。 4.2.6 耦合剂 4.2.6.1 应选用具有良好的透声性、易清洗、无毒无害，有适宜流动性的材料；对工件、人体及环境 无损害，同时应便于检测后清理。典型的耦合剂包括水、化学糨糊、洗涤剂、机油和甘油，在零度以下 建议使用机油或相近的液体。 4.2.6.2 实际检测采用的耦合剂应与检测系统设置和校准时的耦合剂相同。 4.2.7 扫查装置 3 DB37/T 3143—2018 4.2.7.1 4.2.7.2 4.2.7.3 4.2.7.4 制。 探头夹持部分在扫查时应保证声束与焊缝长度方向垂直。 导向部分应能在扫查时使探头运动轨迹与拟扫查轨迹保持一致。 扫查装置可以采用电动或人工驱动。 扫查装置应具有确定探头位置的功能，可通过步进电机或位置传感器实现对位置的探测与控 4.2.8 仪器设备的校准、核查及检查要求 4.2.8.1 相控阵仪器的性能指标应每年进行一次校准。仪器的水平线性和垂直线性应每隔六个月至少 进行一次运行核查。 4.2.8.2 在新探头开始使用时，应对探头进行一次全面的性能校准，具体校准方法见 JB/T11731。 4.2.8.3 校准应在相应的试块上进行，扇扫成像分辨力在 A 型试块上进行，几何尺寸测量误差在 B 试 块上进行，具体调校方法见 GB/T29302 校准规范。 4.2.8.4 位置传感器在检测前及结束时，均应进行校准。校准方法是使位置传感器移动一定距离，将 检测设备显示的位移与实际位移相比较，要求误差应小于 1％，最大值不超过 10 mm。 4.2.8.5 检查 每次检测前应检查仪器设备器材外观、线缆连接接头、仪器键盘及触摸屏等是否正常。 4.3 扫描类型及显示方式 4.3.1 检测时，一般采用扇形扫描。可根据被检产品的焊缝类型、工作介质，预计可能产生的缺陷种 类、形状、部位和取向，选择其他扫描类型。 4.3.2 扫查数据以图像形式显示，可用 S 扫描、B 扫描、C 扫描、D 扫描及 P 扫描等显示形式。 4.3.3 在扫查数据的图像中应有位置传感器扫查位置显示。 4.4 聚焦法则参数 4.4.1 相控阵探头参数 4.4.1.1 晶片参数：晶片数量、晶片宽度、晶片间隙及主动孔径。 4.4.1.2 楔块参数：楔块尺寸、楔块角度及楔块声速。 4.4.2 聚焦法则参数 4.4.2.1 4.4.2.2 4.4.2.3 4.4.2.4 4.4.2.5 4.4.2.6 4.4.2.7 4.4.2.8 4.4.2.9 4.4.2.10 晶片数量：聚焦法则使用的晶片数量不低于 16 个。 晶片位置：设定激发晶片的起始位置。 角度参数：在工件中所用声束的固定角度、声束的角度范围（35°～75°）。 距离参数：在工件中的声程或深度。 声速参数：在工件中的声速。 工件厚度：被检工件的厚度。 接头形式：安放式或插入式 焊缝参数：坡口角度、对口间隙、余高、焊缝宽度 聚焦深度：根据工件厚度及聚焦法则设定相应数值。 探头位置：设定探头前端至焊缝边缘（或焊缝中心）的距离。 4.5 检测工艺文件 4.5.1 检测前，应根据被检工件情况按照本标准的要求编制相控阵检测工艺规程和操作指导书。 4 DB37/T 3143—2018 4.5.