核电厂铁素体钢焊接接头相控阵超声检验技术规范（征求意见稿）.docx

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1、ICS点击此处添加ICS号CCS点击此处添加CCS号T/CEPPC中国电力发展促进会团体标准TCEPPCXXXX-XXXX核电厂铁素体钢焊接接头相控阵超声检验技术规范StandardofPhasedArrayUltrasonicTestingofFerriteSteelWeldsinNnuclearPowerPlants（征求意见稿）在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。XXXX -XX-XX 发布XXXX-XX-XX实施中国电力发展促进会发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14检验人员15检验设备和器材16校准47检验工艺48检验的实施89数据评定8

2、10验收准则9附录A（资料性）典型缺陷图谱10本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由核工业标准化研究所提出。本文件由中国电力发展促进会归口。本文件起草单位：中国核电工程有限公司，中国核工业二三建设有限公司、核动力运行研究所、中核核动力研究设计院、核工业标准化研究所。本文件主要起草人：李哲、杨会敏、郭城湘、董安、严宇、张晓峰、郭利峰、王宇欣、王俊龙、彭炎、刘伟达、蔡家藩、李书良、吴飞飞、梁潇茹、王朗。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。核电厂核岛铁素体钢焊接接头相控阵超声检验技术规范1范围本标

3、准规定了核电厂中核级焊缝相控阵超声检验的一般要求、设备和器材、检验条件、检验技术、记录阈值和检验报告的内容。本标准适用于核电厂厚度不小于6mm的铁素体钢核级对接接头相控阵超声检验，其他焊缝可参考使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T23905-2009无损检测超声检测用试块GB/T325632016无损检测超声检测相控阵超声检测方法NBZT2（X）03.2-2010核电厂核岛机械设备无损检测第2部分：超声检测NB/T47

4、013.15-2021承压设备无损检测第15部分：相控阵超声检测JB/T11731-2013无损检测超声相控阵探头通用技术条件DLZT1718-2017火力发电厂焊接接头相控阵超声检测技术规程3术语和定义GB/T32563-2016GBZT23905-2009、JB/T11731-2013和NBZT20003.2-2021界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1模拟试块simulatorblock模拟试块是指含有模拟缺陷的试块，主要用于检验工艺验证。3.2检验设备examinationequipment检验设备是包括检验仪器以及与仪器相连接的探头、扫查装置和线缆等所有物件构成的整体。3.3

5、器材instrument器材是指实现检验功能所需且不与仪器相连接的其他器件和材料，包括试块和耦合剂等。4检验人员无损检验人员应按照民用核安全设备无损检验人员资格管理规定（HAF602）的要求取得超声无损检验技术资格。检验时机与范围5检验设备和器材5.1.1 相控阵超声仪相控阵超声仪至少应具有多通道超声波发射、接收、放大、数据自动采集、记录、显示和分析功能，并具备TOFT检验功能。相控阵超声仪性能指标应满足NB47013.15-2021中附录C的要求。5.1.2 相控阵探头相控阵探头可根据被检工件需求选择线阵相控阵探头或面阵相控阵探头,一般采用线阵相控阵探头。探头应标出厂家名称、探头类型、频率、

6、晶片尺寸、楔块角度及楔块声速。探头的频率一般在05MHz10MHz范围内。晶片可为圆形或矩形。通常单次激发晶片数不少于16个。相控阵超声探头的性能指标应满足NB/T47013.15-2021中附录D的要求。5.1.3 相控阵超声仪和探头的组合性能相控阵超声仪和探头的组合性能包括垂直线性、水平线性、衰减器精度、组合频率，以及扇扫成像横向分辨力、纵向分辨力和扇扫角度分辨力。组合性能的测试方法及合格要求应符合表1的规定。表1组合性能的测试方法及合格要求序号项目测试方法标准要求1垂直线性JB/T9214偏差不大于5%2水平线性GB/T29302偏差不大于1%3衰减曙精度JJF1338任意连续20dB,

7、衰减器累积误差不大于IdB：任意连续60dB,衰减器累积误差不大于2dB4组合频率JB/T10062采用频率为5MHz的相控阵超声探头，仪器和探头的组合频率与探头标称频率之间偏差不得大于10%5扇扫成像横向分辨力和纵向分辨力JJF1338采用频率为5MHz的相控阵超声探头时，均不大于2mm6扇扫角度范围测量偏差JJF1338采用频率为5MHz的相控阵超声探头时，不超过37扇扫角度分辨力JJF1338采用频率为5MHz的相控阵超声探头时，不大于55.1.4 相控阵软件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，并满足以下要求：软件至少应具有A、B、C、S型显示功能，PAUT和TOFD结果

8、应能在同一视图下显示。 软件应至少具有聚焦法则计算功能、ACG校准、TCG校准功能。 软件扫查步进值应连续可调，扫查步进最小值不应大于0.5mm。 离线分析软件应能实现检验数据的分析，并对检测时关键参数设置进行查看。 检验数据文件应能实现实时存储，存储的检验数据文件应能够复制到外部存储空间。相控阵软件还应满足GB/T32563-2016的其他要求。5.2器材5. 2.1扫查装置扫查装置一般包括探头夹持部分、驱动部分、导向部分及编码器。扫查装置应通过编码器定位，焊缝长度方向上编码器位置误差应小于1%,最大不应超过IOmm。探头夹持部分应能调整和设置探头中心间距，探头与编码器应同步运动。驱动部分可

9、采用自动或手动。6. 2.2耦合剂应采用具有良好润湿性和透声性的耦合剂，耦合剂应不损伤检验表面，可采用机油、水或核级专用耦合剂等。耦合剂应在工艺文件规定的温度范围内稳定可靠。7. 2.3试块8. 2.3.1标准试块标准试块可选用GB/T19799规定的1号校准试块及具有相同功能的其他标准试块，如JB/T8428中的CSK-IA试块或DLA1718中的半圆试块等。同时还应采用DL/T1718中的相控阵A型声束偏转评价试块或相控阵B型声束偏转评价试块测试探头偏转能力，确认相控阵探头偏转能力能够满足扫查要求。标准试块的制造和尺寸精度应满足JB/T8428的要求，制造商应提供产品质量合格证。9. 2.

10、3.2对比试块对比试块的材料、规格、尺寸、表面状态应满足NB/T20003.2中对比试块要求。如果涉及不同厚度焊接接头的检验，试块的厚度应由最大厚度来确定。对比试块人工反射体为平行于扫查面的横孔，直径为2mm,长度不小于40mm0对比试块的曲率应与被检管径相同或相近，其曲率半径之差不应大于被检管径的10%o10. 2.3.3模拟试块模拟试块的材料和声学特性应与被检工件相同或相近，无影响检验的其他缺陷。模拟试块的外形结构和表面条件均应与被检工件相同或相近,其模拟缺陷应采用与被检工件相同的焊接方法制备或使用以往检测中发现的真实缺陷；模拟试块的厚度尺寸应与被检工件相同。对于管道焊缝，当被检工件外径小

11、于50Omm时，模拟试块的外径应与被检工件相同；当被检工件外径大于等于500mm时可采用平板对焊焊缝制备。模拟缺陷的类型、位置、尺寸和数量设置应考虑被检工件中可能存在的缺陷状态。至少应包括纵向和横向缺陷，包括体积型和面积型缺陷，原则上分布于焊缝近表面、根部和内部，为设置足够数量的缺陷，模拟试块可由一块或多块同厚度范围试块组成。模拟缺陷应充分考虑验收标准的临界尺寸以及产品实际情况。6校准6.1 相控阵超声仪器的校准相控阵超声仪器的线性测试方法、声束偏转极限测试方法及楔块衰减补偿的测试方法按GB/T29302的规定执行。仪器的线性应每6个月校准一次，并记录测试结果。首次使用前，应采用平面楔块的相控

12、阵探头测定相控阵声束偏转极限，并记录测试结果。6.2 相控阵探头的校准相控阵探头的校准包括对晶片有效性校准、定位精度校准和基准灵敏度校准。对于相控阵探头，在使用前可以接受一定数量晶片或通道的失效，失效晶片或通道数量应不超过总量的20%。相控阵探头晶片有效性校准按照GB/T32563-2016附录A的测试方法执行。应按照GB/T32563-2016附录B的测试方法，对相控阵超声检验系统的定位精度进行校准，包括角度校准和声程校准。首次校准时，应使用对比试块或标准试块，随后的复核可使用首次校准时所用的试块或转移试块。若使用转移试块，首次校准时应基于对比试块或标准试块建立对应关系。6.3 楔块磨损程度

13、的校准测试楔块磨损的程度，并记录测试结果。6.4 编码器的校准首次使用前或每隔一个月应对编码器进行校准。校准方式是将编码器移动至少300mm,要求误差小于1%或10三,以较小值为准。6.5 校准时机检验前、检验过程中每隔4h及检验结束后，应测试相控阵探头晶片的有效性和楔块磨损程度。7检验工艺7.1 检验区域检验区域为焊缝及两侧热影响区。当被检工件厚度T30mm时，热影响区宽度应不小于5mm；当被检工件厚度T30mm时，热影响区宽度应不小于IOmn1。7.2 检验时机焊接接头的相控阵超声检验应在最终焊后热处理后进行。7.3 表面准备探头移动区内应清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他影响超声检验的杂质，

14、一般应进行打磨。检测面应平整，便于探头的移动，表面粗糙度Ra12.5m焊缝表面的对检验有影响的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并做圆滑过渡以免影响检测结果的评定。7.4 探头及楔块的选用探头标称频率应在0.5MHz10MHz范围内。阵元数要根据被检工件材质与厚度选择，扇扫描检验时单次激发的阵元数不得低于16个。应定制与工件曲率相符的楔块，同时应改变仪器中楔块的参数，以确保聚焦法则的准确性。楔块应保证对曲面工件耦合良好。楔块角度应能满足扫查工艺要求。7.5聚焦设置焊接接头初始扫查的聚焦深度设置宜避免在近场区内。当检验声程范围在50mm以下时，聚焦深度可以设置在最大探测声程处；当检验声程范围在50

15、mm以上时，聚焦深度可以选择检验声程范围的中间值或其他适当深度。在对缺陷进行精确定量时，或对特定区域检验需要获得更高的灵敏度和分辨力时，可将焦点设置在该区域（如能达到），但应注意聚焦区以外声场劣化问题。7. 6灵敏度设置推荐采用TCG（含ACG）进行灵敏度设置。可在参考试块上，利用2横通孔制作TCG曲线，以2横通孔回波幅值达到满屏的80%作为基准灵敏度。制作过程中，A扫描信噪比应大于或等于12dB检验灵敏度（即扫查灵敏度）应将TCG曲线置于满屏的20%处。在进行检验灵敏度设置时，应考虑灵敏度补偿，包括耦合补偿、衰减补偿和曲面补偿。7.7 扫查应选择纵向平行扫查，并保证扫查速度小于或等于最大扫查

16、速度，同时应满足耦合效果和数据采集的要求，最大扫查速度VmaX应满足以下要求：式中：PRF一一脉冲重复频率，Hz；PRF3dB应重新设置，并重新检测上次校准后所检焊缝声程工件厚度的2%或W0.5mm（取两者中较大值）不需要采取措施工件厚度的2%或0.5mm（取两者中较大值）应重新校准，并重新检测上次校准后所检焊缝角度偏离W1。不需要采取措施偏离1找出原因重新设置，若在检测中或检测后发现，并重新检测上次校准后所检焊缝备注灵敏度复核时，一般选择最佳角度的曲线，不得少于3点校准、兔核时，超声检验系统，包括相控阵超声仪、相控阵超声探头、电缆、耦合剂、试块等不应有改变。7.10 检验工艺文件检验工艺文件

17、包括工艺规程和工艺卡。检验开始前应编制检验工艺规程，检验工艺规程一般包括涉及检验的相关因素（见表3）,并对每项相关因素给出具体的值或值的范围。若相关因素的变化超出规定时,应重新编制或修订检验工艺规程。表3检验工艺规程相关因素内容相关因素非相关因素工艺规程的版本号工件形状包括规格及材质等检验面要求检验技术（纵波检验、横波检验、直接接触法、水浸法相控阵探头（阵元宽度和长度、间隙、数量聚焦范围（深度或声程）主动孔径尺寸（阵元数量、宽度和间隙）模块尺寸及角度声波在材料中的声速及角度扫查方式（线性扫查或锯齿形扫查）电子扫描附加要求E扫描角度一激活晶片开始和结束编号孔径增量变化（步进的阵元数量）扇形扫描附

18、加要求S扫描角度范围S扫描角度增量（角度步进）（0）激活晶片的开始和结束编号相控阵设备类型检验人员资格要求温度自动报警和（或）记录装置（用到时）记录（检验记录、设备校准数据等）检验报告的要求7.11 工艺验证正式检验前，应在模拟试块上进行工艺验证，确认扫查灵敏度。具体要求如下：a）按编制的工艺卡要求对相应的模拟试块进行检验；b）检验图像应能清晰显示模拟试块中缺陷；c）测量的模拟缺陷尺寸应接近实际尺寸。8检验的实施8.1探头及楔块的选用探头标称频率应在2.5MHZ10MHz范围内。应定制与工件曲率相符的楔块，同时应改变仪器中楔块的参数，以确保聚焦法则的准确性。楔块应保证对曲面工件耦合良好。8.

19、2灵敏度设置采用TCG（含ACG）进行灵敏度设置，TCG曲线应符合表4的规定。表4TCG曲线灵敏度评定线定量线判废线2-24dB2-18dB2-4dB8 .3检验标识检验前应在工件扫查面上予以标记，标记内容至少包括扫查起始点和扫查方向，起始标记应用“0”表示，扫查方向用箭头表示。当焊缝长度较长需要分段检验时，应画出分段标识。所有标记应对扫查无影响。9数据评定9 .1缺陷记录缺陷显示的幅度大于等于评定线时，应确定显示的位置和波幅，幅度大于等于定量线时还应对缺陷进行定性和测长。对于幅度大于等于定量线的缺陷，应增加锯齿形扫查，以此获得的最大波幅（包括焊接接头两侧）作为缺陷的波幅。10 2缺陷定性依据

20、缺陷的位置、显示图像，确定缺陷的性质，其典型图谱可见附录A（资料性）。11 3缺陷定量当缺陷波幅在2-18dB与（D2T2dB之间时，采用绝对灵敏度中2T8dB测长。当缺陷波幅在2T2dB与（D2-4dB之间时，若缺陷反射波只有一个高点，采用-6dB法测量其指示长度,若当缺陷反射波峰值起伏变化，有多个高点，应以端点-6dB法测量其指示长度。12 4补充检验当采用相控阵超声检验后仍对缺陷定性等有怀疑，且经相控阵超声检验缺陷自身高度不小于1. 5m时，依据NB/T47013.10-2015标准，采用TOFD超声检验技术对缺陷进行进一步判断。10验收准则裂纹、未熔合和未焊透等平面型缺陷显示，均为不合格。对单独的体积型缺陷（包括同一组体积型缺陷），幅度大于等于判废线的缺陷均为不合格；幅度小于判废线但大于等于定量线，指示长度大于等于6mm或t/3（取较小值）的缺陷均为不合格。对累计的体积型缺陷，在Iw（12t或15OmnI两值中较小者）的长度内，任一组长径累计尺寸大于t的缺陷均为不合格。附录A（资料性）典型缺陷图谱裂纹21.61PA1-18A(三)40(11P)1(HE)TOOAP(三)1-200%-9.87dB1996mm237mm-1877dB夹杂物