GB T 23902-2009 无损检测.超声检测.超声衍射声时技术检测和评价方法.pdf

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1、标准分享网 免费下载GB/ T 23902-2009 目次前言.El 范围.2 规范性引用文件-3 术语和定义24 概述5 人员资格6 设备要求7 设备设置规程-8 数据解释与分析.89 复杂几何形状的检测和定量.四川技术的局限性.四川无数据记录的TOFD检测UU 检测工艺规程UU 检测报告u附录A(规范性附录参考试块13. a GB/T 23902-2009 目。本标准修改采用ENV583-6 : 2000:背面回族图4非平行扫查，左图是探头移动的典型方向，右围是相应的B扫描显示3 GB/ T 23902- 2009 传输时间(穿过璧厚宽度)侧向波背面回波一+探头移动方向(x方向)发射击E

2、2要1仪器广y平行扫查一一平行于声束方向的扫聋.图5平行扫查，左圈是探头移动的典型方向，右图是相应的B扫描显示6.2 超声探头用于TOFD技术的超声探头应至少符合下列要求:一一探头数量:2 (发射器和接收器); -一类型:任意合适的探头(见7.2); 一一波型模式:通常用纵波;横波探头的使用比较复杂，但特殊情况下也可商定使用;一一两个探头应具有相同的中心频率，公差士20%;频率:探头频率的选择见7.2;-一侧向波与背面回波的脉冲长度不应超过两个周期，以峰值的10%测量;一一脉冲重复频率应保证连续发射脉冲的声信号间无干扰产生。6. 3 扫查装置应使用扫查装置，使得两探头入射点间距离保持不变和平行

3、排列.扫查装置的另一个功能是为超声设备提供探头位置信息，以生成与位置有关的B扫描显示3探头位置信息可通过例如增量型磁或光学编码器、电位计获得。TOFD应用中的扫查装置可用马达或手动驱动，扫查装置应具有一个合适的导向装置(钢鼓、钢带、自动跟踪系统、导向轮等)0 参考线(例如:焊缝的中心线中心的导向精度宜保持在探头间距土10%的公差范围内。7 设备设量规程7.1 概述探头选择和探头配置是重要的设备设置参数，它们在很大程度上决定着TOFD技术的整体精度、信噪比和所关注的覆盖区域。设置规程的目的是为了确保:-一足够的系统增益和信噪比.以便发现所关注的衍射信号;6 一一可接受的分辨力和对所关注区域的足够

4、覆盖;一一系统动态范围的有效使用.7.2 探头选择与探头间隔7.2. 1 探头选择GB/T 23902-2009 本条规定了TOFD技术中典型探头布置，以便对薄和厚工件都能很好的检测.注意:这些布置不是强制的，为满足某一规范而提出的具体要求宜给予检查确认.对于不大于70mm厚的钢，可使用一对探头。其中对于30mm- 70 mm厚的钢，需要在同时具有足够分辨力和覆盖区域的前提下，方可佳品酣咧a慷费唱唱革Z在3个不同的壁厚范围，列出了推荐的探头选择参数，以获得足够的分辨力租履区域。壁厚/自11 10 对于厚度推荐的中心频和覆盖区域.7.2.2 探头闭隔最大衍射效在不连续可能出现的偏离这个角度大7.

5、3 时窗设置表标称探头角度50.-70. 50.-60. 45.-60. 区域，表3列出了测所需足够分辨力标称探头角度50.-70. 45.-60. 45.-60. 理论上，时窗记录宜至少川枪法制时街叫搓至少延伸到第一个背面回波。因为波型转换可用于缺陷的识别，所防建甚时窗也包括第一尘启嘀回波波型转换信号到达的时间.作为最低要求，时窗应至二步覆盖关注的陈氏已明;.!A!.表2和表3.用一个较小的时窗也是适当的(例如:为了提高定量精度)，但很有必要验证缺欠的可检测能力，可用典型伤或附录A中的衍射人工缺陷验证。7.4 灵敏度设置应设置探头间隔和时窗，以便后续检测。设置灵敏度的目的是为了确保不连续信号

6、幅度在数字转换器的范围内，并且确保限制噪声是声学噪声而不是电噪声.设备设置包括电噪声抑制和系统增益)调节到:侧向披到达之前的电噪声，其比在侧向披到达之后的时基线区域内的电噪声，在幅度上至少低6dB。后者宜设置在幅度范围的5%左右。现在可使用典型伤或附录A中的衍射人工缺陷，来检查灵敏度设置.得到的结果可证明降低增益, GB/T 23902一2009设置是否正确或结出信噪比不足的警告.7.5 扫查分辨力设置探头位移1mm，记录一个A扫描.7.6 扫查速度设置扫查速度的选择应与7.3、7.4和7.5中的要求一致。7.7 系统性能检查建议在检测前后通过记录并比较一组有限数量的典型A扫描来检查系统性能，

7、见JB/T9214. 8 数据解释与分析8. 1 不连续的基本分析8. 1. 1 摄述报告和验收准则应在检测前由合同各方达成一致。用TOFD检测出的不连续应至少给出下列特征:-一不连续的位置(x坐标，必要情况下还需给出y坐标); -一不连续的长度(6x); 一一不连续的深度(z)和高度(6z); -一不连续的类型，限于上表面开口，下表面开口或内部。8. 1. 2 不连续的特征8. 1. 2. 1 概述为了描述缺欠的特征，缺欠端点衍射的相位应按如下进行判定:一一与侧向波有相同表现相位的信号，应认为是由缺欠的下端所产生的;4 . 一一与背面回波有相同表现相位的信号，应认为是由缺欠的上端或由不可测量

8、高度的缺欠所产生的.如果信噪比不足，难以检测出信号的相位，则这些识别无效。8.1 .2.2 上表面开口缺欠有下端衍射、侧向被中断或弱化的指示，应认为是上表面开口缺欠.有时能观察到侧向披向传播时间延长方向的轻微移动.8. 1.2.3 下表面开口不连续有上端衍射且背面回波向传播时间延长方向移动或者背面回波中断(检查藕合损失)的指示，应认为是下表面开口缺欠。8. 1. 2. 4 内部不连续既有上端衍射又有下端衍射的指示，应认为是内部缺欠.无侧向波或背面回波指示，只有明显上端衍射的指示，应认为是无高度的缺欠。但是注意，可能因为侧向波或背面回波的指示非常弱，而导致缺欠被错误地解释.如果不确定，应采取适当

9、措施，进行多次TOFD扫查(见8.2.1)或使用其他技术.如果要求进一步的特征描述，应按8.2.如果对缺陷的解释存有疑问，应保留对其最坏可能性的解释，直到解释被验证.8. 1.3 缺欠位置的评定通常，如果假设缺欠位于两个探头中间的工、z平面和穿过两个探头中心线的y，z平面的交点处，这样得到的缺欠位置是足够准确的.缺欠指示的传播时间，也可用来评定它的位置。理论上，相同传播时间的面是一个以超声探头人射点为圆心的椭圆面，只有通过至少2次扫查才能精确确定衍射体位置(见8.2. 1) 如果要求更加精确地评定缺欠的位置和/或方向，必须进行多次TOFD扫查(非平行和/或平行。8 。GB/ T 23902-2

10、009 8. 1. 4 缺欠长度的评定评定一个缺欠的长度，应通过移动探头进行一次非平行扫查直接获得。与所有超声技术一样，由于超声声柬宽度有限，记录可能被延长，导致保守评定缺欠长度。缺欠长度明显小于探头晶片大小1.5倍的指示，会因为太小而无法用常规TOFD规程来定量其长度，但可通过附加算法来确定其缺欠长度(见8.2.2)0 8. 1.5 缺欠深度和高度的评定假设超声能量在探头的入射点进入和离开试件，缺欠位于两个探头的中间位置上见8.1. 3) ，缺欠深度就可通过下式得出:. ( 1 ) 到射顶速发欠声从缺Mt二一-zctd 误差。经过基本的TO另外，可考虑使用详细分析缺欠的动机一一更加精确评定缺

11、欠一一评定缺欠方向;一一详细评定缺欠类型。详细的缺欠分析包括采用不同的探头角度、频率和/或探头间隔来进行附加扫查，平行扫查也可进行。详细分析也包括应用计算机算法来分析数据.8.2. 1 附加的扫查8.2. 1. 1 以较低检测频率的扫查如果信噪比很低以至于不能详细分析缺欠时，甚至多次平均也不行，可用较低检测频率扫查。通常，这种扫查会增大盲区和降低分辨力.应优化设备设置参数(见第6章和第7章。8. 2. 1. 2 以较高检测频率的扫查为了提高分辨力、提高定量精度和减小盲区，可用较高检测频率扫查，这是以增加品粒噪声从而降低信噪比为代价.应优化设备设置参数(见第6章和第7章)。事曙鹏、JnJU ，、

12、RE宵ZBq GB/ T 23902一20098.2. 1. 3 撮小探头角度的扫查为了提高分辨力、提高定量精度和减少盲区，可减小探头角度或减小探头间距扫查，这是以减小试件声穿透体积为代价.应优化设备设置参数(见第6章和第7章) 8.2. 1. 4 不同探头偏移的扫查为了获得缺欠的横向位置(y方向和/或缺欠方向，可进行不同探头间距(偏移的平行扫查或非平行扫查.应优化设备设置参数(见第6章和第7章)。应检查:扫查中观察到的信号的相位关系应与初始扫查一致。对于某个端点衍射信号(轨迹曲线)，相同传播时间的面是一个椭圆面。如果只考虑穿过两个探头y，z平面，则这个恒定声程的椭圆，可用下式表达:= d2

13、+ (S - y)2 Jt + d2 + (S + y)2 Jt ( 3 ) 由上式可知，衍射体距探头间中心平面的不同偏移(也就是不同的y值)，将导致端点衍射的传播时间不同，因此缺欠端点的表现深度将随着不同探头位置的扫查而发生变化。缺欠端点的横向位置(y方向可直接由平行扫查中最小表现深度位置确定。需要在不同的z坐标上做多次相邻的平行扫查，以确定缺欠真实最小探度的位置.一旦缺欠的两个端点的位置和深度已知，则缺欠方向就可由穿过两个缺欠端点的轴线来确定.原则上，只要透声区覆盖足够的体积，两次偏移量不同的非平行扫查足以对缺欠深度、长度和方向精确确定。然而，从两次非平行扫查中不能直接确定缺欠端点的位置，

14、需要附加的软件见8.2.2)绘句轨注曲线.附加的平行扫查也可用于检测近表面缺欠，近表面缺欠由于接近侧向世或背面回波而很难探测。每次扫查中缺欠的表现探度都会发生变化，而附加的平行扫查能够区别出侧向披或背面回波从而解决这个问题。8. 2. 2 附加的运算计算机算法对于分析TOFD扫查中记录下的数据是很有用.例如:一一曲线拟合叠加图可用于精确确定缺欠长度(参见8.1.4) ; -一一为了发现缺欠指示可去掉侧向波和/或背面回波以免于扰造成模糊(见10.2)，如果表面粗糙不平，宜验证该技术的有效性;一一线性算法可将整个B扫描线性化，以精确确定缺欠的深度或高度i一一建模算法能够描绘轨迹曲线和分析波型转换信

15、号，从而进一步识别缺欠位置、深度和方向需要对物理原理和建模软件有深人的了解)。用于数据分析的算法条款应在检测前在合同中达成一致.9 复杂几何形状的检测和定量对于2级产品，如果两个探头间的表面是平的或近似为平的，就没有更多限制.否则，对于2级和.所有3级产品，考虑到产品的曲率，需要改进检测工艺规程和解释方法.对于4级和5级产品，将使用特殊的数据处理技术和提供特殊的实施条件。这些情况下，适合使用计算机算法进行数据分析。为了确定缺欠检测性能，这些情况下强烈建议使用含有自然伤或人工缺陷的典型试件.10 技术的局限性10. 1 概述本章认为TOFD技术的局限性既适用于基本的TOFD检测，也适用于TOFD

16、定量.本章规定I10 标准分享网 免费下载GB/ T 23902-2009 10.3 盲区由于侧向波的存在，在扫查面附近造成一个盲区(Dd.).在盲区中，侧向波和缺欠指示之间的互相干扰造成指示模糊.盲区深度通过下式表达:D也=(c2t! /4 + 5灯，)-HH-HH-HH-.( 9 ) 由于背面回波的存在，在背面附近造成一个盲区(Ddw)背面盲区的深度可通过下式表达:式中:lw一一背面回波的传播时间;W一一壁厚.Ddw = c2(tw+tp)2/4 - S2Jt-w ( 10 ) 通过改变探头间距或使用窄脉冲探头能够减小这两个盲区。门无数据记录的TQFD检测在手动TOFD中，直接通过A扫描

17、进行解释，并用未检波的信号显示。这种形式TOFD技术宜仅用于简单几何形状的各等级产品中，并且设备设置以符合7.2、7.3和7.4的要求。通常，无数据记录的TOFD检测不能像有数据记录那样进行详细研究，更难以检测相位变化4传输4时间的微小变化和靠近侧向波的缺陷回波。12 检卸工艺规程TOFD检测工艺规程应符合GB/T5616中的要求.具体应用条件和TOFD技术的应用，取决于被检产品的类型和具体要求，并且以书面形式加以描述.13 检测报告TOFD检测报告应至少包含以下内容:一一委托单位;一一被检工件:名称、编号、规格、材质;一一检测地点;一一被检工件状态:热处理状态、表面状态;一一检测设备:包括仪

18、器、探头、藕合剂等;一一栓测所依据的相关文件和标准;一一检测人员和责任人员的姓名、资格和签字;一一检测日期i一一栓测结果及评定;一一工艺偏差。另外，TOFD检测报告还应包含下列内容:一一试件或参考试块的描述，若有使用时j一一探头类型、频率、角度、间距和相对于参考线(如焊缝中心线)的位置;一一所绘制图像(硬拷贝至少包含检测到的缺欠指示所在的区域，设备设置细节和检测灵敏度设置方法.此外，检测期间所有原始记录数据，应储存在一个磁性或光学存储介质中.例如:硬盘、软盘、磁带或光盘，作为以后的参考.12 标准分享网 免费下载mCON-NO 白的NH因。国国家标准无强检测超声检测超声衍射声时技术检测和评价方法GB/ T 23902-2009 和共民人华出，司坠中国标准出版社出版发行北京复兴门外三星洞北街16号邮政编码，100045网址电话，6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销铸印张1.25 字数30千字2009年8月第-次印刷开本880X12301/ 16 2009年8月第一版 定价21.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号，155066 -38432