Q/LB.□XXXXX-XXXX核電廠核島鐵素體鋼焊接接頭相控陣超聲檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了核電廠中核級焊縫相控陣超聲檢驗(yàn)的一般要求、設(shè)備和器材、檢驗(yàn)條件、檢驗(yàn)技術(shù)、記錄閾值和檢驗(yàn)報告的內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)，其他焊縫可參考使用。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(yīng)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(jī)械設(shè)備無損檢測第2部分：超聲檢測NB/T47013.15-2021承壓設(shè)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(shù)條件DL/T1718-2017火力發(fā)電廠焊接接頭相控陣超聲檢測技術(shù)規(guī)程術(shù)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(shù)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(yàn)工藝驗(yàn)證。

檢驗(yàn)設(shè)備examinationequipment檢驗(yàn)設(shè)備是包括檢驗(yàn)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(gòu)成的整體。

器材instrument器材是指實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)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(yàn)人員無損檢驗(yàn)人員應(yīng)按照《民用核安全設(shè)備無損檢驗(yàn)人員資格管理規(guī)定》（HAF602）的要求取得超聲無損檢驗(yàn)技術(shù)資格。檢驗(yàn)時機(jī)與范圍檢驗(yàn)設(shè)備和器材檢驗(yàn)設(shè)備5.1.1相控陣超聲儀相控陣超聲儀至少應(yīng)具有多通道超聲波發(fā)射、接收、放大、數(shù)據(jù)自動采集、記錄、顯示和分析功能，并具備TOFT檢驗(yàn)功能。相控陣超聲儀性能指標(biāo)應(yīng)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(jù)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(yīng)標(biāo)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(nèi)。晶片可為圓形或矩形。通常單次激發(fā)晶片數(shù)不少于16個。相控陣超聲探頭的性能指標(biāo)應(yīng)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(yīng)符合表1的規(guī)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(biāo)準(zhǔn)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(xù)20dB，衰減器累積誤差不大于1dB；任意連續(xù)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(biāo)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(yīng)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(yīng)具有A、B、C、S型顯示功能，PAUT和TOFD結(jié)果應(yīng)能在同一視圖下顯示?！浖?yīng)至少具有聚焦法則計算功能、ACG校準(zhǔn)、TCG校準(zhǔn)功能。——軟件掃查步進(jìn)值應(yīng)連續(xù)可調(diào)，掃查步進(jìn)最小值不應(yīng)大于0.5mm。——離線分析軟件應(yīng)能實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，并對檢測時關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置進(jìn)行查看。——檢驗(yàn)數(shù)據(jù)文件應(yīng)能實(shí)現(xiàn)實(shí)時存儲，存儲的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)文件應(yīng)能夠復(fù)制到外部存儲空間?！嗫仃囓浖€應(yīng)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(qū)動部分、導(dǎo)向部分及編碼器。掃查裝置應(yīng)通過編碼器定位，焊縫長度方向上編碼器位置誤差應(yīng)小于1%，最大不應(yīng)超過10mm。探頭夾持部分應(yīng)能調(diào)整和設(shè)置探頭中心間距，探頭與編碼器應(yīng)同步運(yùn)動。驅(qū)動部分可采用自動或手動。5.2.2耦合劑應(yīng)采用具有良好潤濕性和透聲性的耦合劑，耦合劑應(yīng)不損傷檢驗(yàn)表面，可采用機(jī)油、水或核級專用耦合劑等。耦合劑應(yīng)在工藝文件規(guī)定的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定可靠。5.2.3試塊5.2.3.1標(biāo)準(zhǔn)試塊標(biāo)準(zhǔn)試塊可選用GB/T19799規(guī)定的1號校準(zhǔn)試塊及具有相同功能的其他標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)采用DL/T1718中的相控陣A型聲束偏轉(zhuǎn)評價試塊或相控陣B型聲束偏轉(zhuǎn)評價試塊測試探頭偏轉(zhuǎn)能力，確認(rèn)相控陣探頭偏轉(zhuǎn)能力能夠滿足掃查要求。標(biāo)準(zhǔn)試塊的制造和尺寸精度應(yīng)滿足JB/T8428的要求，制造商應(yīng)提供產(chǎn)品質(zhì)量合格證。5.2.3.2對比試塊對比試塊的材料、規(guī)格、尺寸、表面狀態(tài)應(yīng)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(yàn)，試塊的厚度應(yīng)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(yīng)與被檢管徑相同或相近，其曲率半徑之差不應(yīng)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(xué)特性應(yīng)與被檢工件相同或相近，無影響檢驗(yàn)的其他缺陷。模擬試塊的外形結(jié)構(gòu)和表面條件均應(yīng)與被檢工件相同或相近，其模擬缺陷應(yīng)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(fā)現(xiàn)的真實(shí)缺陷；模擬試塊的厚度尺寸應(yīng)與被檢工件相同。對于管道焊縫，當(dāng)被檢工件外徑小于500mm時，模擬試塊的外徑應(yīng)與被檢工件相同；當(dāng)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(shù)量設(shè)置應(yīng)考慮被檢工件中可能存在的缺陷狀態(tài)。至少應(yīng)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(nèi)部，為設(shè)置足夠數(shù)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(yīng)充分考慮驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的臨界尺寸以及產(chǎn)品實(shí)際情況。校準(zhǔn)相控陣超聲儀器的校準(zhǔn)相控陣超聲儀器的線性測試方法、聲束偏轉(zhuǎn)極限測試方法及楔塊衰減補(bǔ)償?shù)臏y試方法按GB/T29302的規(guī)定執(zhí)行。儀器的線性應(yīng)每6個月校準(zhǔn)一次，并記錄測試結(jié)果。首次使用前，應(yīng)采用平面楔塊的相控陣探頭測定相控陣聲束偏轉(zhuǎn)極限，并記錄測試結(jié)果。相控陣探頭的校準(zhǔn)相控陣探頭的校準(zhǔn)包括對晶片有效性校準(zhǔn)、定位精度校準(zhǔn)和基準(zhǔn)靈敏度校準(zhǔn)。對于相控陣探頭，在使用前可以接受一定數(shù)量晶片或通道的失效，失效晶片或通道數(shù)量應(yīng)不超過總量的20%。相控陣探頭晶片有效性校準(zhǔn)按照GB/T32563-2016附錄A的測試方法執(zhí)行。應(yīng)按照GB/T32563-2016附錄B的測試方法，對相控陣超聲檢驗(yàn)系統(tǒng)的定位精度進(jìn)行校準(zhǔn)，包括角度校準(zhǔn)和聲程校準(zhǔn)。首次校準(zhǔn)時，應(yīng)使用對比試塊或標(biāo)準(zhǔn)試塊，隨后的復(fù)核可使用首次校準(zhǔn)時所用的試塊或轉(zhuǎn)移試塊。若使用轉(zhuǎn)移試塊，首次校準(zhǔn)時應(yīng)基于對比試塊或標(biāo)準(zhǔn)試塊建立對應(yīng)關(guān)系。楔塊磨損程度的校準(zhǔn)測試楔塊磨損的程度，并記錄測試結(jié)果。編碼器的校準(zhǔn)首次使用前或每隔一個月應(yīng)對編碼器進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)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(zhǔn)。校準(zhǔn)時機(jī)檢驗(yàn)前、檢驗(yàn)過程中每隔4h及檢驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)測試相控陣探頭晶片的有效性和楔塊磨損程度。檢驗(yàn)工藝檢驗(yàn)區(qū)域檢驗(yàn)區(qū)域?yàn)楹缚p及兩側(cè)熱影響區(qū)。當(dāng)被檢工件厚度T≤30mm時，熱影響區(qū)寬度應(yīng)不小于5mm；當(dāng)被檢工件厚度T＞30mm時，熱影響區(qū)寬度應(yīng)不小于10mm。檢驗(yàn)時機(jī)焊接接頭的相控陣超聲檢驗(yàn)應(yīng)在最終焊后熱處理后進(jìn)行。表面準(zhǔn)備探頭移動區(qū)內(nèi)應(yīng)清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他影響超聲檢驗(yàn)的雜質(zhì)，一般應(yīng)進(jìn)行打磨。檢測面應(yīng)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(yàn)有影響的隆起和凹陷等也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男弈?，并做圓滑過渡以免影響檢測結(jié)果的評定。探頭及楔塊的選用探頭標(biāo)稱頻率應(yīng)在0.5MHz~10MHz范圍內(nèi)。陣元數(shù)要根據(jù)被檢工件材質(zhì)與厚度選擇，扇掃描檢驗(yàn)時單次激發(fā)的陣元數(shù)不得低于16個。應(yīng)定制與工件曲率相符的楔塊，同時應(yīng)改變儀器中楔塊的參數(shù)，以確保聚焦法則的準(zhǔn)確性。楔塊應(yīng)保證對曲面工件耦合良好。楔塊角度應(yīng)能滿足掃查工藝要求。聚焦設(shè)置焊接接頭初始掃查的聚焦深度設(shè)置宜避免在近場區(qū)內(nèi)。當(dāng)檢驗(yàn)聲程范圍在50mm以下時，聚焦深度可以設(shè)置在最大探測聲程處；當(dāng)檢驗(yàn)聲程范圍在50mm以上時，聚焦深度可以選擇檢驗(yàn)聲程范圍的中間值或其他適當(dāng)深度。在對缺陷進(jìn)行精確定量時，或?qū)μ囟▍^(qū)域檢驗(yàn)需要獲得更高的靈敏度和分辨力時，可將焦點(diǎn)設(shè)置在該區(qū)域（如能達(dá)到），但應(yīng)注意聚焦區(qū)以外聲場劣化問題。靈敏度設(shè)置推薦采用TCG（含ACG）進(jìn)行靈敏度設(shè)置?？稍趨⒖荚噳K上，利用φ2橫通孔制作TCG曲線，以φ2橫通孔回波幅值達(dá)到滿屏的80%作為基準(zhǔn)靈敏度。制作過程中，A掃描信噪比應(yīng)大于或等于12dB檢驗(yàn)靈敏度（即掃查靈敏度）應(yīng)將TCG曲線置于滿屏的20%處。在進(jìn)行檢驗(yàn)靈敏度設(shè)置時，應(yīng)考慮靈敏度補(bǔ)償，包括耦合補(bǔ)償、衰減補(bǔ)償和曲面補(bǔ)償。掃查應(yīng)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(yīng)滿足耦合效果和數(shù)據(jù)采集的要求，最大掃查速度vmax應(yīng)滿足以下要求：式中：PRF——脈沖重復(fù)頻率，Hz；PRF<c/2S，其中：c——聲速，mm/s；S——最大檢測聲程，mm。N——設(shè)置的信號平均次數(shù)；M——設(shè)置的電子掃描步進(jìn)數(shù)量；△X——設(shè)置的掃查步進(jìn)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(jìn)行分段掃查，則各段掃查區(qū)的重疊范圍至少為50mm。對于環(huán)焊縫，掃查停止位置應(yīng)越過起始位置至少20mm。對接接頭應(yīng)進(jìn)行橫向缺陷檢驗(yàn)。檢驗(yàn)時，應(yīng)在焊縫兩側(cè)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(qū)上作兩個方向的縱向平行掃查。平板對接接頭應(yīng)進(jìn)行雙面雙側(cè)掃查，如受條件限制可選擇單面雙側(cè)或雙面單側(cè)掃查，應(yīng)使每一面均盡可能實(shí)現(xiàn)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(yàn)區(qū)域進(jìn)行掃查。若鋸齒形掃查時發(fā)現(xiàn)缺陷，則應(yīng)在缺陷位置處采用扇掃描+縱向垂直掃查進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和記錄。管道對接接頭應(yīng)進(jìn)行單面雙側(cè)掃查，如受條件限制，只能在單面單側(cè)進(jìn)行，則應(yīng)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(yàn)區(qū)域進(jìn)行掃查。若鋸齒形掃查時發(fā)現(xiàn)缺陷，則應(yīng)在缺陷位置處采用扇掃描+縱向垂直掃查進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和記錄。檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的評價7.8.1檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性采集的數(shù)據(jù)應(yīng)耦合良好。數(shù)據(jù)丟失量不得超過整個掃查長度的5%，且不允許掃描步進(jìn)下相鄰數(shù)據(jù)連續(xù)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(shù)據(jù)無效，應(yīng)糾正后重新進(jìn)行掃查。7.8.2數(shù)據(jù)的顯示掃查數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(yīng)覆蓋整個關(guān)注區(qū)域，多次掃查時確保聲束的組合覆蓋關(guān)注區(qū)域。7.8.3顯示的分類檢驗(yàn)結(jié)果的顯示分為相關(guān)顯示和非相關(guān)顯示。分析有效數(shù)據(jù)是否存在相關(guān)顯示，對于相關(guān)顯示應(yīng)進(jìn)行缺陷定量和評定。系統(tǒng)復(fù)核7.9.1復(fù)核時機(jī)每次檢驗(yàn)開始、檢驗(yàn)結(jié)束或檢驗(yàn)人員換班時，應(yīng)對聲程范圍、基準(zhǔn)靈敏度、相控陣探頭晶片有效性進(jìn)行復(fù)核。一般應(yīng)記錄校準(zhǔn)和復(fù)核情況。此外，下列情況也應(yīng)進(jìn)行復(fù)核：— 校準(zhǔn)后的探頭、耦合劑或儀器調(diào)節(jié)旋紐（有影響的）發(fā)生改變時；— 檢驗(yàn)人員懷疑聲程范圍、基準(zhǔn)靈敏度和失效通道數(shù)量有變化時；— 檢驗(yàn)過程中每隔4小時；— 檢驗(yàn)時，環(huán)境條件變化超過規(guī)定的范圍；— 檢驗(yàn)結(jié)束時。7.9.2復(fù)核要求應(yīng)復(fù)核靈敏度、位置傳感器和深度顯示偏離情況。復(fù)核與初始設(shè)置時所使用的對比試塊及其他技術(shù)條件均應(yīng)相同，若復(fù)核時發(fā)現(xiàn)初始設(shè)置的參數(shù)偏離，應(yīng)按表2的規(guī)定執(zhí)行。表2偏離和糾正類型偏差糾正靈敏度≤3dB通過軟件進(jìn)行糾正＞3dB應(yīng)重新設(shè)置，并重新檢測上次校準(zhǔn)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(yīng)重新校準(zhǔn)，并重新檢測上次校準(zhǔn)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(shè)置，若在檢測中或檢測后發(fā)現(xiàn)，并重新檢測上次校準(zhǔn)后所檢焊縫備注靈敏度復(fù)核時，一般選擇最佳角度的曲線，不得少于3點(diǎn)校準(zhǔn)、復(fù)核時，超聲檢驗(yàn)系統(tǒng)，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(yīng)有改變。檢驗(yàn)工藝文件檢驗(yàn)工藝文件包括工藝規(guī)程和工藝卡。檢驗(yàn)開始前應(yīng)編制檢驗(yàn)工藝規(guī)程，檢驗(yàn)工藝規(guī)程一般包括涉及檢驗(yàn)的相關(guān)因素（見表3），并對每項相關(guān)因素給出具體的值或值的范圍。若相關(guān)因素的變化超出規(guī)定時，應(yīng)重新編制或修訂檢驗(yàn)工藝規(guī)程。表3檢驗(yàn)工藝規(guī)程相關(guān)因素內(nèi)容相關(guān)因素非相關(guān)因素工藝規(guī)程的版本號—√工件形狀包括規(guī)格及材質(zhì)等√—檢驗(yàn)面要求√—檢驗(yàn)技術(shù)（縱波檢驗(yàn)、橫波檢驗(yàn)、直接接觸法、水浸法√—相控陣探頭（陣元寬度和長度、間隙、數(shù)量√—聚焦范圍（深度或聲程）√—主動孔徑尺寸（陣元數(shù)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(jié)束編號√—孔徑增量變化（步進(jìn)的陣元數(shù)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(jìn)）（°）√—激活晶片的開始和結(jié)束編號√—相控陣設(shè)備類型√—檢驗(yàn)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(yàn)記錄、設(shè)備校準(zhǔn)數(shù)據(jù)等）—√檢驗(yàn)報告的要求—√工藝驗(yàn)證正式檢驗(yàn)前，應(yīng)在模擬試塊上進(jìn)行工藝驗(yàn)證，確認(rèn)掃查靈敏度。具體要求如下：a）按編制的工藝卡要求對相應(yīng)的模擬試塊進(jìn)行檢驗(yàn)；b）檢驗(yàn)圖像應(yīng)能清晰顯示模擬試塊中缺陷；c）測量的模擬缺陷尺寸應(yīng)接近實(shí)際尺寸。檢驗(yàn)的實(shí)施探頭及楔塊的選用探頭標(biāo)稱頻率應(yīng)在2.5MHz~10MHz范圍內(nèi)。應(yīng)定制與工件曲率相符的楔塊，同時應(yīng)改變儀器中楔塊的參數(shù)，以確保聚焦法則的準(zhǔn)確性。楔塊應(yīng)保證對曲面工件耦合良好。靈敏度設(shè)置采用TCG（含ACG）進(jìn)行靈敏度設(shè)置，TCG曲線應(yīng)符合表4的規(guī)定。表4TCG曲線靈敏度評定線定量線判廢線Φ2-24dBΦ2-18dBΦ2-4dB檢驗(yàn)標(biāo)識檢驗(yàn)前應(yīng)在工件掃查面上予以