JB47303超声波检测部分与国外标准对比分析.docx

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JB47303超声波检测部分与国外标准对比分析

JB4730《承压设备无损检测》应用指南

第三部分：

超声检测与国外标准对比

新版JB4730标准条款及技术内容

1范围

JB4730的本部分规定了承压设备采用A型脉冲反射式超声波探伤仪检测工件缺陷的超声检测方法和质量等级评定要求。

本部分适用于金属材料制承压设备用原材料、零部件和设备的超声检测，也适用于金属材料制在用承压设备的超声检测。

与承压设备有关的支承件和结构件的超声检测，也可参照本部分使用。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-410，T-510

【2】简要评述：

（1）JB4730和ASME规范均适用于锅炉压力容器材料和焊缝的超声检验。

区别在于ASME还适用于核电站的制造和在役检验，JB4730还适用于压力管道的检验。

（2）ASME超声检验部分包括材料的厚度测量。

（3）ASME超声检验部分除A型脉冲反射法外，还包括计算机成像技术，如合成孔径聚焦技术、线合成孔径聚焦技术、宽带全息照相、超声相控阵技术和超声衍射波时差技术（TOFD技术）等。

新版JB4730标准条款及技术内容

2略

新版JB4730标准条款及技术内容

3一般要求

3.1超声检测人员

超声检测人员的一般要求应符合JB4730.1的有关规定。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-120；EN1718-1997-6.1

【2】相关技术内容:

（1）ASME有关无损检测人员规定的主要内容包括：

无损检测人员应按照雇主书面的实施细则进行培训和鉴定，实施细则必须符合下列文件之一，即SNT-TC-1A无损检测人员资格鉴定和认证、ANSI/ASNTCP-189ASNT无损检测人员鉴定和认证标准或ACCP、ASNT中央认证程序。

（2）EN1718规定：

无损检测人员应按EN473进行培训、考核和鉴定。

【3】简要评述：

（1）JB4730规定的无损检测人员资格证书由国家机关即国家质量监督检验检疫总局颁发，ASME规定证书由雇主颁发，EN473则规定认证由认可的第三方颁发，如欧盟国家的无损检测学会、焊接学会等。

（2）ASME规定的3个认证文件适用于各个行业的无损检测人员，因此，无损检测人员即使经过第三方如美国无损检测学会（ASNT）的培训、考核并取得ASNT颁发的证书，仍应接受雇主有关本企业设备、产品和规程的考试。

新版JB4730标准条款及技术内容

3.2检测设备

3.2.1超声检测设备均应具有产品质量合格证或合格的证明文件。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-130

【2】相关技术内容:

ASME规定：

保证所使用的检验设备符合要求是规范使用者的责任。

【3】简要评述：

ASME没有明确提及质量合格证和合格证明文件，但使用者有责任保证其设备符合要求。

JB4730特别强调这一点，目的还在于规范国内的市场。

新版JB4730标准条款及技术内容

3.2.2探伤仪、探头和系统性能

3.2.2.1探伤仪

采用A型脉冲反射式超声波探伤仪，其工作频率范围为0.5MHz～10MHz，仪器至少在荧光屏满刻度的80%范围内呈线性显示。

探伤仪应具有80dB以上的连续可调衰减器，步进级每档不大于2dB，其精度为任意相邻12dB误差在±1dB以内，最大累计误差不超过1dB。

水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。

其余指标应符合JB/T10061的规定。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-431，T-4.6.1.1，T-4.6.2.1，第4章附录1，T-531，T-561.1，T-562.1。

【2】相关技术内容:

ASME规定：

A型脉冲反射式超声波探伤仪的频率覆盖范围至少为1~5MHz，仪器应装有步进增益控制≤2dB。

至少在示波屏高度20%~80%范围内，垂直线性精度为满刻度的±5%，幅度线性在12dB范围内不超过-2dB和+1.5dB。

【3】简要评述：

ASME规定的内容比JB4730少，但它不仅给出了垂直线性和幅度控制的精度要求，还规定了测量方法。

上述指标中“-2dB”和“+1.5dB”系示波屏高度百分比的换算值。

新版JB4730标准条款及技术内容

3.2.2.2探头

3.2.2.2.1晶片面积一般不应大于500mm2，且任一边长原则上不大于25mm。

3.2.2.2.2单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°，主声束垂直方向不应有明显的双峰。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-432.1，T-532，EN1714-1997-6.3

【2】相关技术内容:

（1）ASME规定：

探头标称频率应为1~5MHz，如果产品材料晶粒结构等需要，可采用其它频率以保证有足够的穿透力和更好的分辨力，可以使用带接触楔块的探头以有利于超声耦合。

（2）EN1714规定：

探头频率应为2~5MHz，但根据需要也可使用其它频率；用横波要求超声波束从底面反射进行检测时，应保证底面反射的声束角度不小于35°，最好不大于70°；使用2个以上探头角度时，声束垂直入射的角度差应≥10°。

【3】简要评述：

对探头的通用要求，各标准规定的内容不同，总的来说，JB4730较全面。

对探头晶片尺寸，ASME在相关章节或B篇的应用标准中有规定。

新版JB4730标准条款及技术内容

3.2.2.3超声探伤仪和探头的系统性能

3.2.2.3.1在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于10dB。

3.2.2.3.2仪器和探头的组合频率与公称频率误差不得大于±10%。

3.2.2.3.3仪器和直探头组合的始脉冲宽度（在基准灵敏度下）：

对于频率为5MHz的探头，宽度不大于10mm；对于频率为2.5MHz的探头，宽度不大于15mm。

3.2.2.3.4直探头的远场分辨力应不小于30dB，斜探头的远场分辨力应不小于6dB。

3.2.2.3.5仪器和探头的系统性能应按JB/T9214和JB/T10062的规定进行测试。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

没有。

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3.3超声检测一般方法

3.3.1检测准备

3.3.1.1承压设备制造安装和在用超声检测中，检测时机及抽检率的选择等应按法规、产品标准及有关技术文件的要求和原则进行。

3.3.1.2检测面的确定，应保证工件被检部分均能得到充分检查。

3.3.1.3焊缝的表面质量应经外观检测合格。

所有影响超声检测的锈蚀、飞溅和污物等都应予以清除，其表面粗糙度应符合检测要求。

表面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性，否则应做适当的处理。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-471.1，T-471.5

【2】相关技术内容:

ASME规定：

（1）通过探头以扫查整个检验体积。

（2）当母材或焊缝表面影响检验时，应按要求对母材或焊缝予以处理使检验能够进行。

【3】简要评述：

关于检测时机和抽检率，ASME在第V卷中没有涉及，在其它相关制造卷中有规定。

新版JB4730标准条款及技术内容

3.3.2扫查覆盖率

为确保检测时超声声束能扫查到工件的整个被检区域，探头的每次扫查覆盖率应大于探头直径的15%。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-471.1

【2】相关技术内容:

ASME规定：

在平行扫查方向上，每个探头的扫查路径应重叠，其范围至少为换能器（压电晶体）垂直于扫查方向尺寸的10%。

【3】简要评述：

ASME的规定比JB4730的要求低，但ASME的叙述较严密，指明重叠应是垂直于扫查方向晶片尺寸的10%。

新版JB4730标准条款及技术内容

3.3.3探头的移动速度

探头的扫查速度不应超过150mm/s。

当采用自动报警装置扫查时，不受此限。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-471.3

【2】相关技术内容:

ASME规定：

a）探头扫查速度应不超过150mm/秒，但满足下列（b）、（c）要求时不受此限。

b）超声仪器脉冲重复频率满足：

探头以最大速度扫查时，在移动平行于扫查方向晶片尺寸一半的时间内，至少触发探头6次。

c）在多个反射体上作动态校准时，动态校准在静态校准的±2dB之内并且脉冲重叠频率满足T-471.2的要求（见下条对比内容）。

【3】简要评述：

ASME对探头移动速度的规定与JB4730相同。

另外，ASME还对仪器的重复频率和动态校准作出了详细的规定，更具操作性。

新版JB4730标准条款及技术内容

3.3.4扫查灵敏度

扫查灵敏度通常不得低于基准灵敏度。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-471.4.1，T-471.4.2

【2】相关技术内容:

ASME规定：

a）距离波幅技术：

扫查灵敏度应高于参考水平至少6dB。

B）非距离波幅技术：

用于扫查的增益水平应适合于被检验的结构并且以最大速度扫查时能探测到校验反射体。

【3】简要评述：

扫查时，仪器显示的信号幅度要比静态时低，为了不漏检缺陷，扫查灵敏度要高于基准灵敏度（参考水平），ASME与JB4730的规定基本相同。

新版JB4730标准条款及技术内容

3.3.5耦合剂

应采用透声性好，且不损伤检测表面的耦合剂，如机油、浆糊、甘油和水等。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-433，T-533

【2】相关技术内容:

ASME规定：

耦合剂不应对工件有损伤，用于镍基合金的耦合剂硫含量不应大于250ppm，用于奥氏体不锈钢、钛合金的耦合剂卤素（氯加氟）含量不大于250ppm。

【3】简要评述：

与渗透剂一样，ASME规定了对耦合剂杂质含量的控制，目的在于防止硫、氯、氟等有害物质对工件的腐蚀。

这一规定是2004版新增加的，符合世界标准的发展趋势。

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3.3.6灵敏度补偿

a）耦合补偿。

在检测和缺陷定量时，应对由表面粗糙度引起的耦合损失进行补偿。

b）衰减补偿。

在检测和缺陷定量时，应对材质衰减引起的检测灵敏度下降和缺陷定量误差进行补偿。

c）曲面补偿。

对探测面是曲面的工件，应采用曲率半径与工件相同或相近的试块，通过对比试验进行曲率补偿。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

没有。

【2】简要评述：

实际上ASME也考虑到了由于试块和工件表面、材质和曲率不同引起的检测灵敏度下降，但表述的形式不同，ASME主要从试块的制作上控制，即校验试块应采用与工件材质相同或相似的材料制作，其表面状态应能代表工件的表面状态，曲率也应在工件曲率的一定范围内。

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3.4系统校准和复核

3.4.1一般要求

校准应在标准试块上进行，校准中应使探头主声束垂直对准反射体的反射面，以获得稳定的和最大的反射信号。

3.4.2仪器校准

每隔三个月至少对仪器的水平线性和垂直线性进行一次测定，测定方法按JB/T10061的规定进行。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-461

【2】相关技术内容:

ASME规定：

在不超过3个月间隔内或初次使用之前超声仪器的示波屏垂直线性应按附录1评定，幅度控制线性应按附录2评定。

【3】简要评述：

对3个月的间隔，ASME和JB4730相同，但ASME没有要求对水平线性进行测定。

新版JB4730标准条款及技术内容

3.4.3新购探头测定

新购探头应有探头性能参数说明书，新探头使用前应进行前沿距离、K值、主声束偏离、灵敏度余量和分辨力等主要参数的测定。

测定应按JB/T10062的有关规定进行，并满足其要求。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

没有。

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3.4.4检测前仪器和探头系统测定

3.4.4.1使用仪器-斜探头系统，检测前应测定前沿距离、K值和主声束偏离，调节或复核扫描量程和扫查灵敏度。

3.4.4.2使用仪器-直探头系统，检测前应测定始脉冲宽度、灵敏度余量和分辨力，调节或复核扫描量程和扫查灵敏度。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

没有。

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3.4.5检测过程中仪器和探头系统的复核

遇有下述情况应对系统进行复核：

a）校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时；

b）检测人员怀疑扫描量程或扫查灵敏度有变化时；

c）连续工作4h以上时；

d）工作结束时。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-466.1，T-466.2

【2】相关技术内容:

ASME规定：

当检验系统任何部分有变化，检验结束时以及检验过程中每隔4小时应在基准试上校核扫描量和灵敏度。

【3】简要评述：

除了JB4730-3.4.5-b，ASME和JB4730的规定相同。

新版JB4730标准条款及技术内容

3.4.6检测结束前仪器和探头系统的复核

a）每次检测结束前，应对扫描量程进行复核。

如果任意一点在扫描线上的偏移超过扫描线读数的10%，则扫描量程应重新调整，并对上一次复核以来所有的检测部位进行复检。

b）每次检测结束前，应对扫查灵敏度进行复核。

一般对距离-波幅曲线的校核不应少于3点。

如曲线上任何一点幅度下降2dB，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复检；如幅度上升2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-466.3.1，T-466.3.2

【2】相关技术内容:

ASME规定：

a）如果扫描线上任何点的移动超过读数的10%或者整个扫查范围的5%（取较大值），应对距离范围校验进行纠正并在检验记录上注明。

自最后一次有效校验以来的所有记录信号应重新检验并重新记录。

b）任何灵敏度变化超过幅度的20%或2dB，应纠正灵敏度校验并在检验记录上注明。

如果灵敏度下降，自最后一次有效校验以来的所有数据应注明无效，所涉及的检验区域应重新检验。

如果灵敏度上升，自最后一次有效校验以来的所有记录信号应重新检验并重新记录。

【3】简要评述：

ASME和JB4730的规定基本相同，但ASME规定校验的纠正应在检验记录上注明。

新版JB4730标准条款及技术内容

3.4.7校准、复核的有关注意事项

校准、复核和对仪器进行线性检测时，任何影响仪器线性的控制器（如抑制或滤波开关等）都应放在“关”的位置或处于最低水平上。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-431，T-531

【2】相关技术内容:

ASME规定：

对所有的检验，抑制应设置在“关”的位置，除非能够证明它不影响检验的线性。

新版JB4730标准条款及技术内容

3.5试块

3.5.1标准试块

3.5.1.1标准试块是指本部分规定的用于仪器探头系统性能校准和检测校准的试块，本部分采用的标准试块有：

a）钢板用标准试块：

CBⅠ、CBⅡ；

b）锻件用标准试块：

CSⅠ、CSⅡ、CSⅢ；

c）焊接接头用标准试块：

CSK-ⅠA、CSK-ⅡA、CSK-ⅢA、CSK-ⅣA。

3.5.1.2标准试块应采用与被检工件声学性能相同或近似的材料制成，该材料用直探头检测时，不得有大于或等于φ2mm平底孔当量直径的缺陷。

3.5.1.3标准试块尺寸精度应符合本部分的要求，并应经计量部门检定合格。

3.5.1.4标准试块的其他制造要求应符合JB/T10063和JB/T7913—1995的规定。

3.5.2对比试块

3.5.2.1对比试块是指用于检测校准的试块。

3.5.2.2对比试块的外形尺寸应能代表被检工件的特征，试块厚度应与被检工件的厚度相对应。

如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应由其最大厚度来确定。

3.5.2.3对比试块反射体的形状、尺寸和数量应符合本部分的规定。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-T-434，T-534

【2】相关技术内容:

ASME规定：

a）制作校准试块的材料，应与被检验材料之一有相同的产品形式，以及相同的材料标准和相当的P号（见ASME第IX卷，焊接母材性能编号）。

就这一节来说，P号为1、3、4和5的材料被认为是相当的。

b）校准试块的材料应当用直射波探头作全面的检查。

有超过剩余底面反射的信号所在的部位，都不应当出现在到达各校准反射体所需要的声程中。

c）如果部件材料是带堆焊层的，则试块也应有堆焊层，其堆焊规程应与产品零件一样。

如果不能采用自动焊方法，则应当用手工焊方法堆焊。

d）校准试块至少应进行材料标准中对该型号和类别的材料所要求的最低温度的回火处理。

如果校准试块中除有堆焊层外还有焊缝，并且部件焊缝在检验时已经过热处理，则试块应作相同的热处理。

e）校准试块上各表面的粗糙度，应能代表部件的表面粗糙度。

f）如果有两种或两种以上的母材厚度，则校准试块的厚度应由焊缝平均厚度来确定。

【3】简要评述：

a）ASME规范中没有标准试块和对比试块之分，它只有一个名称——校准试块（Calibrationblock）。

b）如果工件焊缝有两种或两种以上厚度的母材组成，ASME规定试块厚度应由焊缝的平均厚度决定，JB4730则规定由最大厚度来确定，相比较而言，JB4730的规定更合理。

c）ASME和JB4730都要求对试块材料用直探头进行检测，但ASME的要求明显松得多。

d）对试块表面粗糙度，ASME要求能代表部件的表面粗糙度，而JB4730则有具体规定。

e）ASME对试块堆焊层和热处理的规定值得借鉴。

新版JB4730标准条款及技术内容

4承压设备用原材料、零部件的超声检测

4.1承压设备用钢板超声检测

4.1.1范围

本条适用于板厚为6mm～250mm的碳素钢、低合金钢承压设备用板材的超声检测和质量等级评定。

奥氏体钢板材、镍及镍合金板材以及双相不锈钢板材的超声检测也可参照本章执行。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-SA435-1.1

【2】相关技术内容:

ASME规定：

本规范包括厚度≥12.5mm轧制的全镇静碳钢和合金钢板超声脉冲反射直射波检验的检验规程和验收标准。

【3】简要评述：

JB4730适用的厚度为6mm~250mm，ASME为≥12.5mm，但没有厚度上限。

新版JB4730标准条款及技术内容

4.1.2探头选用

4.1.2.1探头的选用应按表1的规定进行。

表1锅炉、压力容器用板材超声检测探头选用

板厚，mm

采用探头

公称频率，MHz

探头晶片尺寸

6～20

双晶直探头

5

晶片面积不小于150mm2

>20～40

单晶直探头

5

φ14～φ20mm

>40～250

单晶直探头

2.5

φ20～φ25mm

4.1.2.2双晶直探头性能应符合附录A（规范性附录）的要求。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-SA435-3.1，5.2

【2】相关技术内容:

ASME规定：

a）换能器通常为25mm~30mm直径或25mm见方。

但有效面积不小于450mm2的任何换能器均可使用。

b）推荐采用21/4MHz的标称频率。

由于材料的厚度、晶粒度、显微组织以及仪器或方法的特性等原因，也可以要求改用较高或较低的频率。

但是低于1MHz的频率，只能在订货单位的同意下才能采用。

【3】简要评述：

由于ASME主要以底波法为主，所以在探头的选择上与JB4730标准不同，主要区别是：

ASME不采用双晶探头，也不推荐采用5MHz探头，ASME使用的探头尺寸较大为φ21mm以上。

新版JB4730标准条款及技术内容

4.1.3标准试块

4.1.3.1用双晶直探头检测厚度不大于20mm的钢板时，采用的CBⅠ标准试块如图1所示。

4.1.3.2用单直探头检测厚度大于20mm的钢板时，CBⅡ标准试块应符合图2和表2的规定。

试块厚度应与被检钢板厚度相近。

图2CBⅡ标准试块

表2CBⅡ标准试块mm

试块编号

被检钢板厚度

检测面到平底孔的距离s

试块厚度T

CBⅡ-1

>20～40

15

≥20

CBⅡ-2

>40～60

30

≥40

CBⅡ-3

>60～100

50

≥65

CBⅡ-4

>100～160

90

≥110

CBⅡ-5

>160～200

140

≥170

CBⅡ-6

>200～250

190

≥220

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

没有

【2】简要评述：

由于ASME采用底波法检测，直接在钢板上校验灵敏度，因此没有校准试块。

新版JB4730标准条款及技术内容

4.1.4基准灵敏度

4.1.4.1板厚不大于20mm时，用CBⅠ试块将工件等厚部位第一次底波高度调整到满刻度的50%，再提高10dB作为基准灵敏度。

4.1.4.2板厚大于20mm时，应将CBⅡ试块φ5平底孔第一次反射波高调整到满刻度的50%作为基准灵敏度。

4.1.4.3板厚不小于探头的三倍近场区时，也可取钢板无缺陷完好部位的第一次底波来校准灵敏度，其结果应与4.1.4.2的要求相一致。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-SA435-5.3

【2】相关技术内容:

ASME规定：

检验中所采用的测试频率和仪器的调节，应能从钢板无缺陷部位的底面产生出最小为50%，最大为75%满幅度的参考底面反射信号。

当校准仪器时，晶片沿钢板表面扫查至少为1T或150mm的距离，取其中的较大值，并注意底面反射的位置。

如果校准时发现底面反射位置偏移，就应对仪器重新校准。

【3】简要评述：

JB4730用试块调节灵敏度，ASME用底波调节，并用底波作为参考波来评定缺陷信号。

虽然JB4730规定当钢板厚度大于探头三倍近场区时也可用底波调节，但其含义与ASME是不一样的。

新版JB4730标准条款及技术内容

4.1.5检测方法

4.1.5.1检测面

可选钢板的任一轧制表面进行检测。

若检测人员认为需要或设计上有要求时，也可选钢板的上、下两轧制表面分别进行检测。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME2004-SA435-5.1

【2】相关技术内容:

ASME规定：

超声检验应在板材的任一个主要表面上进行。

如果发现的缺陷很接近验收的标准，则可以要求从另一个主要表面进行检查。

【3】简要评述：

由于底波法在钢板两侧的检查结果可能相差较大，所以ASME规定当缺陷接近验收标准时可从另一面检查。

新版JB4730标准条款及技术内容

4.1.5.2耦合方式

耦合方式可采用直接接触法或液浸法。

国外标准的对应条款及技术内容，技术差异的简要评述

【1】对应条款：

ASME