GB／T 40733-2021  焊缝无损检测 超声检测 自动相控阵超声技术的应用

头的组合性能检验要求见附录D。

应选择可在适用的时基范围内实现数字化A扫描的超声仪器。 推荐采用A扫描采样率不低于探头标称频率6倍的仪器。

纵波和横波探头均可使用。 曲面扫查时，检测面与探头间隙应符合GB/T11345的规定。当使用修磨后的探头时，还应考虑声 束变化的影响。 每个激活孔径上的坏晶片数量最多为每16个晶片中不超过1个，不应有相邻晶片损坏。当激活孔 径小于16个晶片时，除非证明性能满足要求，否则不应有坏晶片，

到连贯的相控阵图像（数据采集），应使用导向装量

应按技术规范规定的检测目的确定检测区域。 对于制造过程检测，检测区域应包含焊缝及其两侧至少10mm宽母材（激光焊和电子束焊取 5mm）或热影响区宽度（基于制造信息）阻燃标准，取二者较大值。 宜制定扫查计划，扫查计划宜显示声束覆盖范围、焊缝厚度和坡口型式。 应确保声束覆盖整个检测区域。

检测设置的有效性应在参考试块上验证，见9.3。

扫查步进的设定取决于被检件的壁厚。当壁厚不大于10mm时，扫查步进应不超过1mm；当型 厚大于10mm且不大于150mm时，扫查步进应不超过2mm；当壁厚超过150mm时，推荐的扫查步 进不超过3mm。 适用时，垂直焊缝方向的扫查步进应保证声束覆盖整个检测区域。 当使用TOFD时，扫查步进应符合ISO10863的规定。

形状给检测带来的影响并掌握超声在被检件中的传播情况。该类检测应按等级D检测，除非根据表2 允许单面检测。 对于检测等级D，应使用典型的参考试块验证扫查计划（参见附录A）。 注：在某些情况下，可通过仿真程序减少参考试块数量。

扫查面应保持清洁且宽度足以保证声束能覆盖整个检测区域。 扫查面应保持平整，无影响探头耦合的表面多余物（如铁锈、松散氧化皮、焊接飞溅、沟槽等）。由表 面波纹导致的探头和检测面间隙应不大于0.5mm，必要时应打磨扫查面以满足上述要求。 表面粗糙度不超过6.3μm的机加工表面或表面粗糙度不超过12.5μm的喷丸表面可认为能够满 足检测要求。 当表面存在涂层、油漆或堆焊层时，宜选择检测等级D

扫查面应保持清洁且宽度足以保证声束能覆盖整个检测区域。 扫查面应保持平整，无影响探头耦合的表面多余物（如铁锈、松散氧化皮、焊接飞溅、沟槽等）。由表 面波纹导致的探头和检测面间隙应不大于0.5mm，必要时应打磨扫查面以满足上述要求。 表面粗糙度不超过6.3μm的机加工表面或表面粗糙度不超过12.5μm的喷丸表面可认为能够满 足检测要求。 当表面存在涂层、油漆或堆焊层时，宜选择检测等级D

若不使用特殊的高温相控阵探头和耦合剂，被检表面温度应在0℃～50℃范围内。 当超出此温度范围时，应验证检测设备的适用性，

当根据本文件执行检测时，应检测母材分层缺欠。这可作为相控阵超声检测的一部分，也可 #行。

在根据本文件实施检测之前，应设定检测范围和灵敏度。相控阵设置中任何一项参数（如探头位 置、偏转角度等）发生变化时，均应重新设定检测范围和灵敏度。 当使用A扫描时，宜优化仪器检测参数，使参考信号最小具有12dB信噪比，若使用相控阵图像 则宜最小具有6dB信噪比

9.1.2脉冲回波时间窗！

如适用，脉冲回波信号时间窗口应覆盖整个检测区域，并在书面检测工艺规程中指明。 应保证声束组合覆盖整个检测区域

9. 1.3. 1概述

在选定扫描模式（固定角度扫描、线扫描、扇扫描）后，应进行如下工作： a）相控阵探头激发的所有声束（如声束角度、焦点等)均应设定灵敏度； b）当探头使用楔块时，应在安装楔块后再设定灵敏度。

当使用聚焦时，每个聚集声束均应设定灵敏度

9.1.3.3增益修正

使用角度增益修正（ACG)或时间增益修正（TCG)功能可使所有角度的声束和不同距离处的信 卡达到相同的幅度。

9.1.3.4相控阵检测不同模式的灵敏度设定

采用TOFD技术，应按ISO10863设定相关参数

检测过程中至少每4h和检测结束时，应核查设定。 h，应在检 束后再次核查设定。 初始设定和核查应使用相同参考试块，也可使用已知声学传输特性的更小试块。 若核查与初始设定（见9.1)产生偏离，应按表3修正，

表3灵敏度和范围修正

的参考试块及要求参见附录A

参考试块的材质应与被检件相同或相近（如声速、晶粒结构和表面状态等）

参考试块的厚度推荐为被检件厚度的0.8倍 1.5倍，但厚度差最大不超过20mm。参考试块的长 度和宽度宜保证有足够的空间扫查所有的人工不连续。当检测管状工件纵向焊缝时，应使用曲面参考 试块，其直径应是被检件直径的0.9倍～1.5倍。当被检件的直径大于或等于300mm时，可使用平面 参考试块。 所有试块直径或曲率都应符合6.2.3和7.5的规定。探头楔块和参考试块的最大间隙为0.5mm。

9.3.4 参考反射体

当试块厚度为6mm～25mm时，应至少有三个反射体；当试块厚度大于25mm时，应至少有 反射体。典型参考反射体包括横孔、槽和平底孔。 不同检测等级对应的参考试块信息，参见附录A和表4

表4检测等级和参考试块

在日常检测副和 有相关的通道、探头和电缆等各部分功

[11检测工艺规程验证

当检测等级为B级、C级或D级时，应进行工艺验证。 工艺规程应在参考试块上验证。参考 武块示例，参见附录A。 初次检测开始前应验证检测工艺规程并获得批准， 获得批准的检测工艺规程包括如下内容： a） 检出所有要求的反射体； b） 缺欠定量能力符合技术规范要求； 保证深度和宽度范围的有效覆盖。

在初始检测前，应在合适的参考试块上按获得批准的扫查计划验证声束的有效覆盖范围。 应在检测工艺规程和扫查计划中标明探头距焊缝中心距离允许的偏差值，并在参考试块上验证。 对于初次扫查检测到的某些不连续，可能需要如偏转扫查、垂直于不连续的扫查或补充相控阵设置 扫查等辅助评定。

所选择的扫查速度应能获得满意的图像（见14.1）。应基于延时法则数量、扫查分辨力、信号平均、 脉冲重复频率、数据采集频率和检测范围覆盖等因素选择扫查速度。扫查线丢失表明扫查速度过快。 在单次扫查过程中丢失数据的比例不可超过5%，相邻两根扫查线不应同时丢失。 如果焊缝长度分多次扫查，相邻两次扫查应至少有20mm的区域重叠。当检测环焊缝时，第一次 扫查的起点和最后一次扫查的终点也应至少有20mm的区域重叠。 如适用，推荐使用耦合监控功能

超声检测应使用基于计算机的数据采集装置。 应存储覆盖检测区域的所有A扫描数据， 记录里应有包含设置参数的所有数据。 数据的保存周期应符合相关技术规范要求

14相控阵数据的解释和分析

相控阵数据解释和分析的基本步骤如下： a) 评价相控阵数据的质量； b) 鉴别相关指示； c) 按技术规范要求，对相关不连续分类； d) 按技术规范要求，对不连续定位和定量； 根据验收条款，评定数据。

相控阵数据解释和分析的基本步骤如下： 评价相控阵数据的质量； 鉴别相关指示； c) 按技术规范要求，对相关不连续分类； d) 按技术规范要求，对不连续定位和定量： e）根据验收条款，评定数据

14.2相控阵数据质量评价

相控阵检测应采集可接受的图像，以确保有效评定数据。可接受的图像由如下参数定义： a）耦合； b) 时基范围设定； c) 灵敏度设定； d) 信噪比； e) 饱和指示； f) 数据采集。 相控阵图像质量评价要求检测人员技能和经验丰富（见6.1）。检测人员应能决定质量不佳的数据 否重新采集（重新扫查）。

焊缝中的不连续和被检件的几何形状均可形成相控阵图像。 有必要了解被检件的详细信息，以区分焊缝中的不连续和被检件的几何形状。 为了确定某个指示是否为相关指示（由不连续导致），应结合相对于基本噪声水平的信号形状和幅 度，评价相控阵图像中的波形或显示，

相关指示的波幅、位置和波形等可包含不连续性质的信息。 应按相关技术规范要求对相关指示分类。

GB/T40733—2021

据相关指示确定不连续在平行于焊缝轴线、垂直于焊缝轴线和焊缝厚度方向上的位置。

14.6指示长度与高度

下连续的长度与高度由其指示的长度与高度确定，

应接GB/T29712测定指示的长度。如果 OFD技术，应按ISO15626测定指示的长度。 如有规定，可使用其他技术测定指示的长度

不连续的高度定义为在轴坐标上的最大差值。对于长度方向上高度不同的指示，其高度应由差 直最大时的扫查位置确定，参见图E.1~图E.4

14.6.3.2采用衍射信号

如发现衍射信号，应采用衍射信号测定高度。确定高度用如下方法之一： 同一不连续可观察到的两个衍射信号（上尖端和下尖端）； 同一不连续可观察到的一个衍射信号一个表面信号； 与根部相连不连续的一个衍射信号和已知板厚； 表面开口不连续的与表面相关的一个衍射信号。 这4种可能使用衍射信号的示例，参见附录E。 如果使用衍射时差法（TOFD)，指示高度应按ISO15626规定的方法测定

14.6.3.3采用基于幅度的信号和其他信号

如果不能使用衍射信号测定高度，则确定高度可用如下方法： 按GB/T29712确定的参考等级幅度，也可使用其他测高技术（TCG、DGS、6dB下降技术）； 反射时间差（如根部未焊透、错边）； 波形转换信号时间差。

在所有相关指示分类后，确定其位置和长度。之后，如合同各方未作特别规定，应按GB/T4 进行评价。 不连续分为“可接受”或“不可接受”

检测报告应至少包含如下内容。 a）引用本文件，如GB/T40733。

检测报告应至少包含如下内容。 a）引用本文件，如GB/T40733

GB/T407332021

附录A （资料性） 典型参考试块和参考反射体

当参考试块厚度为6mm～25mm时，推荐至少有3个参考反射体（见图A.1），反射体可加工在一 个或多个试块上。 当参考试块厚度大于25mm时，推荐至少有5个反射体（见图A,2），反射体可加工在一个或多个 试块上。 参考反射体的尺寸偏差要求如下： 直径：±0.2mm; 一长度：±2mm； 角度：±2°； 表A.1～表A.3描述了不同壁厚的参考反射体。如果使用TOFD技术，依据ISO10863刻槽。

表A.1参考试块表面槽的尺寸

如需近表面横孔，其直径为2mm，见图A.2.

表 A.3t>25 mm时横孔和槽的长度

A.2.1检测等级A（图A.1)

图A.1适用于检测等级A的参考试块

A.2.2检测等级B（图A.2）

GB/T 407332021

图A.2适用于检测等级B的参考试块

图A.2中的X所示的横孔距上表面4mm，直径为2mm，最小长度为30mm，亦可等同使用表 中相同尺寸的表面槽。

A.2.3检测等级C(图A.3）

图A,3中的X所示的横孔距上表面4mm，直径为2mm，最小长度为30mm，亦可等同使用表A.1 中相同尺寸的表面槽。槽2和槽4位于模拟焊缝中心线。槽1和槽3位于被检区域的边缘。槽5位于 莫拟焊缝坡口处，与坡口面夹角不超过士5°。槽5的尺寸和位置需符合相关规定。 在参考试块上须有一处没有任何人工反射体的区域，此区域应大于声束宽度。该区域在模拟焊缝 中心线两侧宜是对称的。

图A.3适用于检测等级C的参考试块

检测等级D需要特定的、包含额外反射体的参考试块，该试块与被检件有相同的形状，相同的母 主，相同的焊接材料特性和相同的焊接工艺。这些特殊试块作为检测等级B和检测等级C规定的 式块的补充试块使用。

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相控阵超声仪器性能检验所需的设备包括： a）示波器； b）（50±0.5）Q非电抗电阻器； c）50Q标准衰减器，步长为1dB，总范围为100dB。对于频率小于或等于15MHz的信号，衰减 器在任意10dB跨度范围内的累积偏差小于0.3dB； d）任意波形信号发生器，能够产生门控脉冲正弦信号。 仪器性能检验使用电子手段产生所需信号，所用设备的特性和稳定 需满足要求

园林养护管理目视检测仪器外表面有无影响正常使用的损伤

外表面无损伤，满足要求。

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