GB／T 40732-2021  焊缝无损检测 超声检测 奥氏体钢和镍基合金焊缝检测

应采用带焊缝的试块作为参考试块调节灵敏度。焊缝参考试块见附录C。参考试块的厚度应与检 测对象的厚度相近，厚度差不大于10%厚度或3mm两者的较大值。 参考反射体为焊缝中心线和/或熔合线上的横孔，或者为熔合线上的平底孔。表面刻槽应作为近表 面缺陷的参考反射体检测。具体参见图C.1、图C.2和图C.3。 当使用双晶探头时，应基于探头聚焦曲线确定与壁厚相关的声束扫查区域。应在书面工艺规程上 规定声束扫查区域。 应根据书面工艺规程要求，在每次检测前调节灵敏度设置。 检测面与探头靴底面的间隙g不应大于0.5mm。 对于圆柱面或球面，上述要求按公式（1）核查：

a一探头接触面宽度，单位为毫米（mm）； D一一工件直径，单位为毫米（mm）。 注：探头接触面宽度，见ISO17640。 如果间隙g值大于0.5mm，则探头靴底面应修磨至与曲面吻合，灵敏度和时基范围也应做相应 调整。 检测过程中至少每4h和检测结束时，应对灵敏度进行核查。 当系统参数发生变化或等同设定变化受到质疑时，也应重新对灵敏度进行核查。 如果在核查中发现偏离，应按表2要求进行修正

如果在熔合线上使用横孔，应按以下要求完成灵敏度设置

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a）建立声束只在母材传播的灵敏度曲线； b）建立声束在焊缝传播后的灵敏度曲线。 如果使用焊缝中心线上的反射体铁路图纸，除异种金属焊缝外（焊缝两侧母材声学性能不一致），可只从焊缝 侧完成灵敏度设置， 典型的横孔直径为3mm。

8.3其他参考反射体应用

为检测某些特定的不连续和/或焊缝指定区域的不连续，可采用其他类型和尺寸的参考反射体。在 此情况下，应规定灵敏度设置的特定条件。 在管接头焊缝检测中，平底孔和刻槽是典型的参考反射体类型。管接头对接焊缝检测示例见 图C.2。 在奥氏体焊缝参考试块上，平底孔应加工至焊缝截面熔合线。 典型的平底孔直径为2mm~5mm之间。

9检测工艺规程和超声技术

9.1制定检测工艺规程

限据图1所示流程图的主要步骤制定检测工艺规

9.2检测工艺规程内容

应制定书面检测工艺规程。检测工艺规程应至少包括以下信息： a）检测目的和范围； b）检测技术； c）检测等级； 注：奥氏体钢焊缝的检测等级不同于ISO17640规定的铁素体钢焊缝检测等级。但是，把两者结合起来考虑各自 检测的可靠性是非常重要的。 d） 人员资格/培训要求； e） 仪器要求； f） 每个聚焦区域或部位的探头； g） 参考试块； h） 有代表性的试件，如适用； i 仪器设置； 检测面和表面状态； k） 扫查方向和探头布置； 1） 母材检测； m）指示评价； n） 验收等级和（或）记录等级； ） 报告要求； P） 环境和安全问题。

应制定书面检测工艺规程。检测工艺规程应至少包括以下信息： ） 检测目的和范围； b） 检测技术； c）检测等级； 注：奥氏体钢焊缝的检测等级不同于ISO17640规定的铁素体钢焊缝检测等级。但是，把两者结合起来考虑各自 检测的可靠性是非常重要的。 d） 人员资格/培训要求； e） 仪器要求； f） 每个聚焦区域或部位的探头； g） 参考试块； h） 有代表性的试件，如适用； 心 仪器设置； 检测面和表面状态； k） 扫查方向和探头布置； 1） 母材检测； m）指示评价； n） 验收等级和（或）记录等级； ） 报告要求； P 环境和安全问题。

之规程。 检测工艺规程 a 检测目的和范围； b） 检测技术； 检测等级； 注：奥氏体钢焊缝的检测等级不同于ISO17640 检测的可靠性是非常重要的。 d) 人员资格/培训要求； e 仪器要求； f) 每个聚焦区域或部位的探头； g) 参考试块； h) 有代表性的试件，如适用； i) 仪器设置； 检测面和表面状态； k） 扫查方向和探头布置； 1) 母材检测； m）指示评价； n) 验收等级和（或）记录等级； o) 报告要求； p) 环境和安全问题

超声检测工艺规程的必

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9.4检测技术优化和制定检测工艺规程

焊缝不同部位（区域)选定基本技术后，应优化每个区域的基本检测技术。选用双晶折射纵波探头 时，应对每个部位（区域)选择最优频率、折射角、焦距和晶片尺寸。（参见附录A） 根据检测目的和检测标准，基于焊接坡口形式和焊接工艺，应选择能检测所有潜在的不连续的检测 技术。对于检测潜在的垂直于表面的裂纹，应辅助使用串列式检测技术。 应通过选择合适的晶片尺寸，优化声束传播路径，延伸聚焦曲线适用范围，以保证声束覆盖整个焊 缝壁厚范围。探头检测聚焦曲线波幅变化不应超过3dB，以确保检出边界和不同检测区域边界的不连 续，参见附录A

9.5折射纵波实际应用

在大多数情况下，当使用纵波探头时，根据焊缝厚度，应多次扫查焊缝。通常根据不同厚度范围或 不同扫查区域，选择特定探头。也可选择多探头扫查模式，同时扫查多个区域。 人工扫查宜沿平行于焊缝中心线且固定探头间距的沿线扫查方式实施，因此可发现时基线上相关 信号位置。 检测技术参见附录A。 用于范围设置的校准试块参见附录B。 用干录敏度设置的参考试块参见附录C

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10指示分类和尺寸测量

检测工艺规程中应叙述来自检测对象的不连续指示分类规则、检测对象的儿何尺寸或结构特征、和 合适的标注方法。 检测工艺规程应规定尺寸测量技术，如6dB法测长和衍射法测高

2的规定，应按照书面检测工艺规程检测焊缝及

11.2表面状态和耦合剂

表面应无任何可能影响超声检测的不平整的物质。扫查表面的起伏和其他表面轮廓的局部变化， 不应导致探头和扫查面的间隙大于0.5mm（见8.1）。 必要时，可轻微打磨以确保表面平整。 如果表面粗糙，可能影响表面扫查或者表面反射的效果。对于机加工面，表面粗糙度Ra不大于 6.3um，对于喷丸处理后的表面，表面粗糙度Ra不大于12.5μm。 在某些检测应用中，有必要磨平焊缝与母材同高。此时，应在检测工艺规程中明确规定。 为避免发生腐蚀，应注意避免碳钢工件（如扫查装置、钢尺等）直接接触不锈钢表面， 耦合剂应符合避免氯化物、硫化物或其他可能损伤被检材质的特定要求

表面应无任何可能影响超声检测的不平整的物质。扫查表面的起伏和其他表面轮廓的局部变化， 不应导致探头和扫查面的间隙大于0.5mm（见8.1）。 必要时，可轻微打磨以确保表面平整。 如果表面粗糙，可能影响表面扫查或者表面反射的效果。对于机加工面，表面粗糙度Ra不大于 6.3um，对于喷丸处理后的表面，表面粗糙度Ra不大于12.5um。 在某些检测应用中，有必要磨平焊缝与母材同高。此时，应在检测工艺规程中明确规定， 为避免发生腐蚀，应注意避免碳钢工件（如扫查装置、钢尺等）直接接触不锈钢表面， 耦合剂应符合避免氯化物、硫化物或其他可能损伤被检材质的特定要求，

除非能证明母材区域不连续的存在不影响斜人射扫查焊缝（如制造中早期检测），否则扫查区域的 母材应在焊前或焊后进行直射纵波检测。 如果在母材检测中发现不连续，应评价该不连续对既定的焊缝斜入射检测的影响程度，如有必要， 调整相应的检测技术。当焊缝斜入射检测受到严重影响时，应考虑选择其他无损检测方法（如射线检 测

声束扫查应覆盖整个检测区域。 声束扫查可沿平行于焊缝中心线的直线进行扫查（沿线扫查）。 同在相应参考试块上确定时基线位置一样，相关检测部位时基线的计算，应是检测工艺规程内容 之一 应提供书面的检测步骤或扫查计划，指示探头布置、移动和覆盖面等信息。该扫查计划也应包含使 用的声束角度、参照焊缝中心线的声束方向和检测覆盖区域

在完成所有相关指示分类、位置和尺寸测定后，宜根据各自指定的验收条款和验收等级进行评价。 基于该评价结果，指示及其相关不连续可划分为“接受”或“不可接受”。 注：指示特征分类指南见ISO16827和ISO23279

在完成所有相关指示分类、位置和尺寸测定后，宜根据各自指定的验收条款和验收等级进行评价 基于该评价结果，指示及其相关不连续可划分为“接受”或“不可接受”。 注：指示特征分类指南见ISO16827和ISO23279

检测报告应至少包含以下信息： a) 参考标准，如GB/T40732； b) 检测对象标识； c) 材料类型，等级和产品门类； d) 尺寸； e) 被检焊缝/焊接接头所处位置； f) 几何结构草图（如需）； g) 焊接工艺，技术协议和热处理状态（如有）； h) 制造状态； i) 表面状态； j) 记录被检对象温度（如温度不在0℃～60℃范围内）； 合同要求，例如工艺、导则和特殊协议等； 1) 检测地点和检测日期； m）检测机构标识和检测人员资格认证信息

12.2与仪器相关的信息

检测报告应包含与仪器相关的以下信息： 超声检测仪制造商、型号和编号； b 探头制造商、类型、标称频率、角度、焦距和编号； C) 参考试块编号，附带草图； d)耦合剂

12.3与检测技术相关的信息

检测报告应包含与检测技术相关的以下信息： 引用的书面检测工艺规程； b) 检测范围，包括任何限制； c) 探头移动区位置； d) 参考点和所用坐标系详情； e) 探头放置部位； f) 时基线范围： g) 灵敏度设定方法及其数值； h）参考等级； i) 母材检测结果； i) 验收标准和（或）记录等级； k) 与本文件或合同要求的偏离； 1) 任何潜在影响检测实施的因素

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检测报告应包含记录指示以下信息的表格汇总（或草图）： a）指示坐标，给出相关检测探头及其位置； b）最大回波幅度，如要求，给出指示的类型和高度； C 指示长度； d）按指定的验收和（或）记录等级做出的评价结果

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通过设计探头获得纵波波型，见图A.1。因为人射角小于第一临界角，在第二介质中同时产生横 纵波。

图A.1入射角小于第一临界角产生的波型

在底面反射时，纵波也通过波型转换同时产生横波。此外，横波通过波型转换同时产生纵波。声能 大小取决于角度，可通过计算和作图获得（不在本文件内容之内）。 如果使用纵波检测，横波也必然会伴随出现。尽管两者信号可通过声程区分，但是这使得示波屏上 信号解释变得复杂，同时要求对检测人员进行附加培训。这意味着在制定检测工艺规程中，应计算相关 言号的声程范围，并在参考试块上完成验证。 接收特征等同于发射特征。因此，图A.1也适用于接收。 粗晶和各向异性焊缝超声检测的通用频率为2MHz。根据材质晶粒大小，也可使用更高（有时更 低）的频率。

A.2折射纵波直射技术

折射纵波直接入射潜在不连续，见图A.2a）。通过波型转化，也产生了横波。 通过斯涅耳定律可计算折射角度。尽管纵波被用来穿透材料（如焊缝），但横波也是存在的。同时 黄波的出现可能产生虚假信号或误判（如果没正确培训检测人员）。 横波斜人射底面时，也产生纵波（波型转换），见图A.1。 图A.2b)给出折射纵波如何在焊缝中直接入射发现不连续。除非磨平焊缝余高，探头放置在磨平 的焊缝上，否则该纵波不能发现焊缝上表面的不连续。 双晶纵波斜人射探头的声程有限。这种探头的最佳扫查范围由探头频率、晶片尺寸、斜楔角度或屋 顶角等参数共同确定

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A.3折射纵波伴随波型转换

a）间接入射（转换模式）

b）焊缝检测间接模式

A.4折射纵波串列法和角反射串列技术

在横波检测中，采用串列式技术可以检测垂直于表面的不连续。当仅使用纵波是不可能实现的 但是，通过采用A.3的基本原则，实现如图A.4所示的串列技术是可行的。在该技术中，使用了

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爬波是特殊的折射纵波。即便是粗晶各向异性的焊缝，爬波都能以较高灵敏度检测表面和近表面 的缺陷。 爬波接近探测面下传播，在第二介质中折射角度接近90°。爬波的声速与纵波相同，能在距表面约 一个波长的深度内传播。爬波不沿着曲面传播 爬波和大折射角度（75°～80°）的纵波联合，不仅能检测表面破损，通常还能根据探头特性检测到距 表面5mm~15mm深度的缺陷。 注：爬波不同于表面波或者瑞利波。通常认为瑞利波是不对称的（剪切)表面波，沿着表面传播，声速约为横波声速 的0.9倍。表面波倾向于沿曲面传播。 在异质界面产生爬波的同时，也产生横波（也叫头波），见图A.5a）。这些头波在底面产生二次爬 波，能检测靠近底面的表面和近表面缺陷，见图A.5b）。 在爬波传播过程中不断地产生横波或头波，是爬波随传播距离增加衰减很大的原因，所以爬波不能 用于长距离检测。 例如，在50mm厚的双相不锈钢焊缝检测中，一次爬波检测表面刻槽（A）和二次爬波检测底面刻 槽（B）的典型信号.见图A.5c）

由于双晶纵波斜探头在特定的深度上具有较好的检测灵敏度，因此要使用多个探头，确保焊缝全厚 度范围覆盖扫查。 在100mm厚的焊缝中，如何使用多个探头使其焦区覆盖整个焊缝厚度范围的示例，见图A.6。在 比示例中，仅使用直接技术，辅助爬波扫查近表面区域。相同原理适用于间接技术。 绘制不同探头的聚焦曲线，可确保探头声束全厚度范围覆盖

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缝检测的斜探头范围设置的校准试块草图见图

用于范围设置的不锈钢校准试块

图B.1不锈钢校准试块

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图B.2不锈钢校准试块和探头

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用于灵敏度设置的参考试块宜是在厚度、材质、焊接工艺、接头形状和结构和表面状态等有代表性 的焊缝。热输入量，熔敷率和焊道参数对焊缝超声性能有较大影响。 参考反射体可为横孔或平底孔。表面刻槽代表着探测面和底面的表面不连续。刻槽可为矩形槽或 位于焊缝熔合线的矩形反射体，长度不小于25mm

参考试块有以下用途： a） 获得母材和焊缝的噪声水平（在加工人工反射体前）； 6) 确认是否有虚假信号（如由声束变形、异常反射体、在熔合线和/或柱状晶界面上的波型转换导 致）； C） 在加工人工反射体后，评价超声可探性 d) 为每个检测区域编制检测工艺进行探头优化验证； e 验证检测工艺程序，如适用； f) 现场校准。 注：有必要配备多个试块

C.3.1含横孔和刻槽的

为避免相邻反射体的于扰，推荐在试块的不同平面上加工相邻区域的反射体。试块示例见图C.1 横孔的长度宜为探头宽度减5mm，最小为25m。 刻槽长度宜至少为25mm

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过滤器标准C.3.2含平底孔和刻槽的试块

图C1含横孔和刻槽的试块

含平底孔和刻槽的试块示例见图C.2。 通常采用直接技术检测[见图C.3a)。如果因表面焊道存在，不适合采用直接技术，可考虑采用间 接技术检测[见图C.3b)。声束是否覆盖整个焊缝厚度区域，宜由焊缝内的反射体来验证。如果任何 种技术都不可行，则有必要磨平表面焊道

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图C.2含平底孔和刻槽的焊缝试块

图C.3含平底孔和刻槽的试块示例

给排水造价、定额、预算B/T40732—2021/ISO22825:2017