《鋼結構超聲波探傷及質量分級法》

王維杰

摘要：對《鋼結構超聲波探傷及質量分級法》JG/T 203-2007的條文進行詳細解讀，并對其相關規定進行了分析及說明。

關鍵詞：行業標準;鋼焊縫;解讀與分析

引言

《鋼結構超聲波探傷及質量分級法》JG/T 203-2007（以下簡稱“標準”）雖然已經出版很多年，但應為其專業性相對較強，檢測人員水平參差不齊，對標準的解讀存在一定誤差，是檢測時出現誤判。在此對標準條文進行詳細解讀和分析，與大家一起分享和探討。

1 適用條件

在《標準》的第一章節中給出標準適用的條件，對焊縫母材的厚度要求放寬到不小于4mm的碳素結構鋼和低合金高強度的鋼板對接全焊透接頭。實際操作碳素結構鋼檢測，可與設計方及與委托方協商后，制定出相應的檢測工藝流程，對板厚檢測范圍進行規定，按照工藝進行檢驗探傷。由于焊縫探傷中較多用到斜探頭（橫波）探傷，考慮到橫波在鑄鋼及奧氏體不銹鋼中衰減很大，所以不適用于在這些材質中探傷。

2 檢測人員

這個章節主要對檢測人員的檢測資格以及進行了規定，特別要注意標準第2.2的條文的注，它將焊縫探傷的門類分為：板對接焊縫、管件對接焊縫、管座角焊縫、節點焊縫四種。不但要求檢測人員有從事檢驗工作的等級資格證書，并且該資格證書必須檢測項目對應的門類，否則不能從事相關檢測。

3 探傷儀、探頭及系統性能

3.1 探傷儀

⑴標準要求探傷儀的工作頻率范圍不應小于0.5 MHz ～10MHz。為了解儀器的頻帶范圍對檢測會產生何種影響影響，進行了以下試驗舉例說明：

例：采用不同頻率探頭檢測厚度較大的一個鑄件（晶粒粗大）的底波，結果如下表所示：

探頭頻率

底波情況

10 MHz

沒有底波

5 MHz

底波出現，但不明顯

2.5 MHz

底波顯示清晰

1MHz

底波降低

0.5 MHz

沒有底波

結果分析：①探頭頻率為5 MHz ～10 MHz時，由于鑄件內晶粒粗大，頻率越高，衰減也越明顯，所以會出現沒有底波或者底波不明顯的情況;②探頭頻率為0.5 MHz ～1 MHz時，雖然其衰減比2.5MHz的探頭要小，但是考慮到使用儀器以及探頭的頻帶范圍的制約，使反射波不在其容納范圍之內。所以選擇一個頻帶范圍相對較寬的儀器探頭，對檢測的適用性和準確性有著較大的影響。

⑵步進誤差的解釋

以數字式探傷儀為例，當需要將儀器靈敏度提高12dB時，我們有一下2種方式：①增益控制器調節2次6dB;②增益控制器調節1次12dB。兩種方法調節后所產生的波高之間的差值就是步進誤差。

3.2 探頭

⑴晶片的有效面積不應超過500mm2，且任一邊長不應大于25mm。主要是因為考慮到檢測時的接觸面的要求。

⑵聲束軸線水平偏離角應不大于2°，如果偏離超過這個數值，對缺陷的定位產生一定影響。

⑶標準上所有的折射角均是針對超聲波在鋼這種材料中產生的折射角。

3.3 系統性能

系統有效靈敏度必須大于評定靈敏度10dB以上。如果以Ф3mm的標準反射體繪制的距離-波幅曲線—DAC基準線，然后根據不同的檢驗等級（A、B、C）根據表3，減掉相應的dB數，此時調節后的儀器應該至少還有10dB的靈敏度余量。

4 試塊

試塊分為兩種：標準試塊和對比試塊（又稱參考試塊）。標準試塊主要用于測定探傷儀、探頭及系統性能，對比試塊是由各部門按某些具體探傷對象制定的試塊。

5 檢驗等級

《標準》將檢驗等級分為A、B、C三級，檢驗的完善程度A級最低，B級一般，C級最高，這里應注意以下幾點：

⑴母材厚度大于50mm時，不得采用A級檢驗;

⑵工程中常遇到的鋼平臺現場安裝梁柱節點處焊縫，因為考慮到結構形狀只能在焊縫的單面單側進行檢驗，所以檢驗等級只能限定為A級;

⑶在進行C級檢驗時必須滿足標準附加要求：焊縫余高磨平、母材部分用直探頭檢查、母材厚度大于100mm，窄間隙焊縫母材大于等于40mm時，增加串列式掃查。凡不滿足以上任何一點都不屬于C級檢驗。

6 檢驗準備

⑴檢驗區域的寬度應該是焊縫本身再加上焊縫兩側各相當于母材厚度30%的一段區域，這個區域最小10mm，最大20mm，這個區域就是焊縫的熱影響區。

采用一次反射法或串列式掃查探傷時，探頭移動區域應大于1.25P：

P=2δtgβ或P=2δK;式中P—跨距，mm;δ—母材厚度，mm

采用直射法探傷時，探頭移動區應大于0.75P

有三個概念需搞清楚：

1、檢驗區域寬度=焊縫寬度+熱影響區寬度

2、掃查區=探頭移動的區域

3、直射法采用一次波（也叫直射波）;一次反射法采用的是二次波（也叫一次反射波）。

⑵試塊上使用的耦合劑應與產品檢測過程中使用的耦合劑相同。

7 儀器調整和檢驗

⑴距離—波幅（DAC）曲線的繪制：我們建筑工程焊縫探傷都在3N（N為近場區長度）之內，不能用計算的方法，只能使用比對法對缺陷進行定量。用儀器在比對試塊上打不同深度的Ф3mm的標準反射體所產生的反射波高，連成的曲線即為DAC基準線。然后根據表3，按不同的驗收級別進行計算，得出的三條曲線即為距離—波幅（DAC）曲線。

⑵每次檢驗前應在對比試塊上，對時基線掃描比例和距離-波幅曲線（靈敏度）進行調節或校驗。校驗點不少于兩點。檢驗過程中沒4h之內或檢驗工作結束后對時基線和靈敏度進行校驗，校驗可在對比試塊或其他等效試塊上進行。掃描調節校驗時，如發現校驗點反射波在掃描線上偏移超過原校驗點刻度讀數的10%或者滿刻度的5%（兩者取較小值），則掃描比例應重新調整，前次校驗后已經記錄的缺陷，位置參數應重新測定，并予修正;靈敏度校驗時，如校驗點的反射波幅比距離-波幅曲線降低20%或者2dB以上，則儀器靈敏度應重新調整，并對前次校驗后檢查的全部焊縫應重新檢驗。如校驗點的反射波幅比距離-波幅曲線增加20%或者2dB以上，則儀器靈敏度應重新調整，而前次校驗后，已經記錄的缺陷，應對缺陷尺寸參數重新測定并予以評定。

8 初始檢驗

8.1 一般要求

⑴超聲波檢驗應在焊縫及探傷表面經外觀檢查合格后進行。

⑵檢測前，探傷人員應了解受檢工件的材質、結構、曲率、厚度、焊接方法、焊縫種類、坡口形式、焊縫余高及背面襯墊、溝槽等情況。

⑶探傷靈敏度不應低于評定線靈敏度。

⑷掃查速度不應大于150mm/s，相鄰兩次探頭移動間隔保證至少有探頭寬度的10%的重疊。

⑸對波幅超過評定線的反射波，應根據探頭位置、方向、反射波的位置及8.1.2條了解的焊縫情況，判斷其是否為缺陷。判斷為缺陷的部位應在焊縫表面作出標記。

9 規定檢驗

9.1 一般要求

⑴規定檢驗只對初始檢驗中被標記的部位進行檢驗。

⑵探傷靈敏度應調節到評定靈敏度。

⑶對所有反射波超過定量線的缺陷，均應確認其位置，最大反射波所在區域和缺陷指示長度。

9.2 最大反射波幅的測定

⑴對判定為缺陷的部位，可采用增加探傷面、改變探頭折射角度進行探測，測出最大反射波幅并與距離-波幅曲線作比較，確定波幅所在區域。波幅測定的允許誤差為2dB。

⑵最大反射波幅A與定量線SL的dB差值記為SL±—dB。

9.3 位置參數的測定

⑴缺陷位置以獲得缺陷最大反射波的位置來表示。

⑵缺陷的深度和水平距離兩個數值中的一個可由缺陷最大反射波在熒光屏上的位置直接讀出，另一個數值可采用計算法、曲線法、作圖法或缺陷定位尺求出。

9.4 尺寸參數的測定

⑴缺陷當量Φ，用當量平底孔直徑表示，主要用于直探頭檢驗，可采用公式計算，DGS曲線，試塊對比或當量計算尺寸確定缺陷當量尺寸。

⑵缺陷指示長度Δl的測定推薦采用相對靈敏度法和端點峰值法測長

10 結語

以上只是總結了筆者在以往檢測經驗，對標準的條文進行了解讀與分析。但現場檢測中，還會遇到很多各種各樣的問題，還需要在不斷的探索中總結經驗和教訓。