適用于GB/T 11345-2013技術2的平底孔試塊及靈敏度設定

孟倩倩，金宇飛，劉 洋，李 晴

（1.山東瑞祥模具有限公司，濟寧272400；2.上海材料研究所，上海200437）

適用于GB/T 11345-2013技術2的平底孔試塊及靈敏度設定

孟倩倩1，金宇飛2，劉 洋1，李 晴1

（1.山東瑞祥模具有限公司，濟寧272400；2.上海材料研究所，上海200437）

對焊縫超聲檢測國家標準GB/T 11345－2013《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》中技術2和GB/T 29712－2013《焊縫無損檢測超聲檢測驗收等級》所適用的平底孔試塊進行了設計，介紹了用此平底孔試塊來設定靈敏度和制作DGS曲線的方法。

平底孔；試塊；超聲檢測；靈敏度

國家標準GB/T 11345－2013《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》、GB/T 29711－2013《焊縫無損檢測 超聲檢測 焊縫中的顯示特征》、GB/T 29712－2013《焊縫無損檢測超聲檢測驗收等級》于2013年9月18日頒布、2014年6月1日實施。該系列標準為推薦性標準，分別對應焊縫超聲檢測的技術方法和檢測等級、顯示特征判定以及焊縫質量驗收三個方面［1－2］，代替了GB/T 11345－1989標準。

新標準中的技術2，明確規定了采用不同直徑平底孔來設定參考靈敏度，但標準中并沒有給出參考試塊的圖樣。因此，用戶需依據標準所給出的條件自行設計試塊。為方便用戶的使用，專門設計出了適用于新標準的平底孔試塊。

1 平底孔試塊的設計

1.1 平底孔試塊設計依據

該類試塊的設計依據是GB/T 11345－2013標準中的技術2要求:以規定尺寸的平底孔作為參考反射體，繪制縱波/橫波距離-增益-尺寸曲線（DGS）。

依據GB/T 11345－2013的要求（見表1），設計橫波檢測用平底孔試塊（制作DGS曲線），表1中t為母材板厚，DDSR為平底孔直徑。因為探頭折射聲束有一定的范圍，應符合斜探頭在試塊中折射聲軸線與平底孔中心軸線相重合的要求，平底孔應設計在規定角度的斜面上。

依據GB/T 11345－2013的要求（見表2），設計平底孔試塊（制作DGS曲線）。

表1 技術2的驗收等級2和驗收等級3的參考等級（斜射波束橫波檢測）

表2 技術2的驗收等級2和驗收等級3的參考等級（直射波束縱波檢測）

1.2 橫波平底孔試塊設計內容

檢測8 mm≤t＜15 mm厚焊縫時，以?1.5 mm平底孔為基準設定檢測靈敏度，采用3～5 MHz頻率，探頭角度選擇范圍為35°～70°之間，探頭移動距離為1.25P（P為斜探頭全跨距）。直射波可檢測根部及熱影響區，一次反射波可檢測根部以上區域及熱影響區。此類試塊設計參數及結構示意分別見表3和圖1。

表3 HL-I系列試塊設計參數

圖1 HL-Ia，HL-Ib，HL-Ic試塊結構設計示意

檢測15 mm≤t＜40 mm厚焊縫時，選用1.5～2.5 MHz頻率時，以?2.5 mm平底孔為基準設定檢測靈敏度；選用3～5 MHz頻率時，以?2 mm平底孔為基準設定檢測靈敏度，探頭角度選擇范圍為35°～70°之間，探頭移動距離為1.25P，直射波可檢測根部及熱影響區，一次反射波可檢測根部以上區域及熱影響區。此類試塊設計參數及結構示意分別如表4和圖2，3所示。

圖2 HL-IIa，HL-IIb，HL-IIc試塊結構設計示意

表4 HL-II和HL-III系列試塊設計參數

檢測40 mm≤t＜100 mm厚焊縫時，探頭頻率選用1.5～2.5 MHz或3～5 MHz，以?3 mm平底孔為基準設定檢測靈敏度，探頭角度選擇范圍為35°～70°之間，探頭移動距離為1.25P，直射波可檢測根部及熱影響區，一次反射波可檢測根部以上區域。此類試塊設計參數及結構示意分別見表5和圖4。

表5 HL-IV系列試塊設計參數

圖3 HL-IIIa，HL-IIIb，HL-IIIc試塊結構設計示意

圖4 HL-IVa，HL-IVb，HL-IVc試塊結構設計示意

試塊依據檢測范圍的不同共設計12塊，試塊名稱HL為橫波靈敏度中“橫靈”的首字母的縮寫。

1.3 縱波平底孔試塊設計內容

因標準允許使用的直探頭直徑為6～12 mm，檢測范圍為8 mm≤t＜40 mm。在探頭近場區內，反射聲壓不穩定，因此設計了多個平底孔用于制作曲線。此類試塊設計參數及設計示意分別見表6和圖5。

當檢測范圍在40 mm≤t＜100 mm時，用?60 mm的圓柱，加工?3 mm×15 mm平底孔。此類試塊設計見表7和圖6。

表6 ZL-I系列試塊設計參數

圖5 ZL-Ⅰ系列試塊結構設計示意

表7 ZL-Ⅱ系列試塊參數

圖6 ZL-Ⅱ系列試塊結構設計示意

2 用平底孔試塊設定參考靈敏度

2.1 橫波檢測用平底孔試塊靈敏度設定

步驟1:根據被檢工件技術要求及規格參照標準要求，確定檢測用探頭角度（誤差不得大于2°）。

步驟2:依據所選探頭及驗收等級確定靈敏度調整所用試塊。

步驟3:將已校驗好的探頭分別置于圖7中a、b、c、d位置，前后移動探頭使斜射聲束在平底孔底上得到最大反射回波，將回波幅度調整至滿屏的80%高度，分別記錄此時各自的dB值，此即為DGS曲線的第一、第二、第三、第四點，將以上四點連成一條曲線，即為標準中規定的參考等級（參考靈敏度）。

2.2 縱波檢測用平底孔試塊靈敏度設定

依據所檢工件厚度選擇合適的試塊，將已校驗好的直探頭置于試塊檢測面上，依次找到不同深度平底孔最大反射回波。將回波幅度調整至滿屏的80%高度，分別記錄此時的dB值，將所有記錄各點連成一條曲線，此曲線即為標準中規定的參考等級（參考靈敏度）。

圖7 斜射波束橫波檢測用平底孔試塊及靈敏度設定示意圖

3 DGS曲線的制作

GB/T 29712－2013標準規定，在焊縫超聲檢測時，應評定所有等于或超過評定等級的不連續顯示信號，因此檢測靈敏度的設定值至少應為評定等級。評定等級與驗收等級有關，即與焊縫的質量等級有關。

對于驗收等級為2級的焊縫檢測，其評定等級為參考等級－8 dB。對于驗收等級為3級的焊縫檢測，其評定等級為參考等級－4 dB。評定等級與板厚無關。因此按該標準評定焊縫中的顯示，對于驗收等級2級的焊縫，其檢測靈敏度至少應為參考等級－8 dB，對于驗收等級3級的焊縫其檢測靈敏度至少應為參考等級－4 dB［2－4］。

因此，DGS曲線至少包括參考等級與評定等級。

在檢測時，為方便及時評定還應增加指示長度不同時所對應的驗收等級與記錄等級。

縱波與橫波檢測依據檢測范圍與驗收等級的不同均應采用相同的方式設定DGS曲線，DGS曲線制作方法見圖8～11。圖8中t＜l（l為缺陷顯示長度）時，評定等級線與記錄等級線重合。圖9中t＞l時，參考等級與驗收等級3級線重合，評定等級與記錄等級線重合。圖10中t≥l＞0.5t時記錄等級與t＜l時驗收等級2線重合；t＜l時，記錄等級與評定等級線重合。圖11中t＜l時驗收等級3級、t≥l＞ 0.5t時記錄等級線與參考等級線重合；t＜l時記錄等級與評定等級線相重合。

圖8 驗收等級2級，8 mm≤t＜15 mm

圖9 驗收等級3級，8 mm≤t＜15 mm

圖10 驗收等級2級，15 mm≤t≤100 mm

圖11 驗收等級3級，15 mm≤t≤100 mm

4 結語

標準GB/T 11345－2013與GB/T 11345－1989相比，在技術要求方面存在有較大的差異，尤其是在試塊及靈敏度設定方面差異最大。作為無損檢測人員應充分理解標準，合理設計或選擇試塊，正確調整參考靈敏度，嚴格按照檢測工藝規程實施，才能夠確保檢測結果的準確性。設計的平底孔試塊系列，不僅符合標準規定，更利于現場檢測的實際需求，為使用者正確理解和使用標準提供了很好的參考。

［1］金宇飛.GB/T 11345新舊版的主要差異與探討［J］.無損檢測，2015，37（5）:63-67.

［2］丁兵.GB/T 11345－2013系列標準解析［J］.無損檢測，2015，37（4）:1-10.

The Flat-bottom Holed Blocks and Sensitivity Setting for Technique 2 of GB/T 11345-2013

MENG Qian-qian1，JIN Yu-fei2，LIU Yang1，LI Qing1
（1.Shandong Ruixiang Mould Co.，Ltd.，Jining 272400，China；2.Shanghai Research Institute of Materials，Shanghai 200437，China）

The Flat-bottom Holed Blocks were designed based on technique 2 of the ultrasonic testing of welds in national standard GB/T 11345－2013“NDT of welds-Ultrasonic testing-Techniques，testing levels，and assessment”，and GB/T 29712－2013“NDT of welds-Ultrasonic testing-Acceptance levels”.The way how to use the Side-Drilled holes blocks to set sensitivity and make DGS was introduced.

Flat-bottom hole；Block；Ultrasonic testing；Sensitivity

TG115.28

A

1000-6656（2015）11-0026-05

10.11973/wsjc201511007

2015-07-20

孟倩倩（1987－），男，工程師，主要從事焊縫無損檢測及試塊生產工藝方法研究工作。