GB/T11345-2013和NB/T47013.3-2015缺陷定量靈敏度的比較

郭　丹（廣東省建筑材料研究院）

GB/T11345-2013和NB/T47013.3-2015缺陷定量靈敏度的比較

郭丹
（廣東省建筑材料研究院）

GB/T11345-2013與NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)各自成體系，檢驗中不可混用。

超聲波檢測；定量靈敏度；反射當(dāng)量差值；長橫孔

1　前言

在超聲波檢測標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用最廣泛的是GB/T11345-2013和NB/T47013.3-2015，兩個標(biāo)準(zhǔn)在一定時期內(nèi)同時存在。兩個標(biāo)準(zhǔn)之間缺陷定量時靈敏度的比較對正確評價焊縫質(zhì)量將大有好處。為此，我們根據(jù)理論計算和實際測量，作出如下比較。

2　標(biāo)準(zhǔn)定量試塊及定量靈敏度

2.1標(biāo)準(zhǔn)定量試塊

GB/T11345-2013和NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)的定量試塊及人工缺陷尺寸列于表1。

CSK-ⅡA系列試塊適用于工件壁厚范圍為6mm～200mm的焊接接頭，CSK-Ⅳ系列試塊適用于工件壁厚范圍為200mm～500mm的焊接接頭。CSK-ⅢA適用于工件壁厚范圍為8mm～120mm的焊接接頭，但其對靈敏度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整與CSK-ⅡA試塊保持一致。（CSK-ⅡA試塊上人工缺陷為Φ2長橫孔。其反射波特征為線性缺陷，與焊接時產(chǎn)生的危害性缺陷反射類型接近。而CSK-ⅢA試塊上人工缺陷為Φ1×6短橫孔，在近場區(qū)反射波為線性缺陷特征、遠(yuǎn)場區(qū)為點狀缺陷特征。因此標(biāo)準(zhǔn)推薦使用CSK-ⅡA系列試塊。）

Φ3×40mm與Φ2×60mm人工缺陷，理論上都屬于長橫孔，實際測量時，兩孔分貝差基本穩(wěn)定。下面主要討論CSK-ⅡA-3試塊與RB-Ⅲ試塊定量靈敏度的差別。

表1　標(biāo)準(zhǔn)定量試塊

表2　兩標(biāo)準(zhǔn)距離-波幅曲線靈敏度

2.2標(biāo)準(zhǔn)定量靈敏度

GB/T11345-2013和NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)劃分了A、B、C三個驗收級別，超聲波檢驗通常選用檢測技術(shù)等級B級。其靈敏度如表2所列。其中GB/T11345-2013標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：應(yīng)評定所有等于或超過評定等級的顯示。GB/T29712-2013中表A.1給出了技術(shù)1～4的評定等級。

3　參數(shù)計算

測試時所用的探頭型號及計算數(shù)據(jù)列于表3。計算時，2.5MHz超聲波鋼中橫波波速Cs2=3230m/s，表中近場區(qū)長度：

表3　測試用探頭及參數(shù)

F——波源面積；

λs2——介質(zhì)Ⅱ中橫波波長；

N——近場區(qū)長度，由假想波源O算起；

L1——入射點至波源的距離；

L2——入射點至假想波源的距離；

α——縱波入射角；

β——橫波折射角。

計算時L1統(tǒng)一近似取5mm。

測試時，采用CTS-2020型超聲波探傷儀，以機(jī)油作耦合劑，儀器各項性能指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。用GB/T11345-2013的RB-Ⅱ試塊和NB/T47013.3-2015的CSK-ⅡA-3試塊，實際測得相同條件下相同深度的Φ3×40mm和Φ2×60mm孔反射當(dāng)量差值列于表4。

4　GB/T11345-2013的Φ3×40mm孔與NB/T47013.3-2015的Φ2×60mm孔反射當(dāng)量差值換算

如圖1所示，在x≥3N的波源軸線上有一長橫孔，長橫孔直徑較小，長度大于波束截面尺寸，超聲波垂直入射到長橫孔上全反射。當(dāng)x1=x2時，

△12——不同孔徑的分貝差；

P1、P2——探頭波源的起始聲壓；

Df1、Df2——孔徑。

圖1　

因此，Φ3×40mm與Φ2×60mm短橫孔回波分貝差差值為：按公式3計算得不同深度的反射當(dāng)量差值列于表4。

表4　Φ3×40mm和Φ2×60mm標(biāo)準(zhǔn)孔反射當(dāng)量差

5　結(jié)果分析

計算過程中，所列x≥3N是對一定頻率的超聲波，計算值和實測值存在一定差距，是由計算誤差和測量誤差所引起的。但綜合看來，Φ3×40mm與Φ2×60mm孔的反射當(dāng)量差值是隨聲程的增大而減小。由表4綜合比較可看出，GB/T11345-2013比 NB/T47013.3-2015低2dB左右。NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)中見表2，評定線、定量線、判廢線各線間靈敏度差為6dB。GB/T29712-2013標(biāo)準(zhǔn)中，評定等級、記錄等級、驗收等級各線間靈敏度等級隨顯示長度不同而變化。以基準(zhǔn)靈敏度來看，GB/T11345-2013比NB/T47013.3-2015低6dB。

就缺陷的判定，GB/T11345-2013標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，先發(fā)現(xiàn)波幅超過評定等級顯示，再根據(jù)顯示的長度所在靈敏度等級區(qū)域來判定顯示是否合格。而NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)顯示波幅的高低變化判定，再根據(jù)顯示的長度來判定是否合格。

6　結(jié)論

GB/T11345-2013和NB/T47013.3-2015兩個標(biāo)準(zhǔn)，因兩個標(biāo)準(zhǔn)所引用概念不同，因此缺陷顯示當(dāng)量值無法準(zhǔn)確對比。由以上實測和計算可看出，用NB/T47013. 3-2015標(biāo)準(zhǔn)驗收合格時，用GB/T11345-2013標(biāo)準(zhǔn)檢驗的同一情況下，同一缺陷反射驗收也不一定合格，因此應(yīng)執(zhí)行各自標(biāo)準(zhǔn)不得混用。以兩標(biāo)準(zhǔn)分別驗收合格為準(zhǔn)。

個人認(rèn)為GB/T11345-2013標(biāo)準(zhǔn)中焊縫檢測板厚的范圍8～100mm，對于板厚超過100mm的焊縫，建議引用NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)。●

［1］GB/T11345-2013，焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定［S］.

［2］GB/T29712-2013，焊縫無損檢測超聲檢測驗收等級［S］.

［3］NB/T47013.3-2015，承壓設(shè)備無損檢測［S］.

［4］超聲檢測.中國勞動社會保障出辦社.