?ICS25.160.40

CCSJ33

中華人民共和國國家標準

GB/T40732—2021/ISO22825:2017

焊縫無損檢測超聲檢測

奧氏體鋼和鎳基合金焊縫檢測

Non-destructivetestingofwelds—Ultrasonictesting—

Testingofweldsinausteniticsteelsandnickel-basedalloys

(ISO22825：2017,IDT)

2021-10-11發(fā)布

2022-05-01實施

GB/T40732—2021/ISO22825=2017

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目次

tuW n

弓IW w

1翻 1

2規(guī)范性引用文件 1

3術(shù)語和定義 2

4檢測前所需的信息 2

5人員 3

6檢測設備 3

7縱波檢測范圍設置 3

8靈敏度設置 4

9檢測工藝規(guī)程和超聲技術(shù) 5

10指示分類和尺寸測量 8

11焊縫檢測 8

12檢測報告 9

附錄A（資料性）縱波斜人射技術(shù) 11

附錄B（資料性）用于范圍設置的不銹鋼校準試塊 16

附錄C（資料性）用于靈敏度設置的參考試塊 18

參考t獻 21

I

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GB/T40732—2021/ISO22825=2017

本文件按照GB/T1.1—2020((標準化工作導則第1部分:標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。

本文件使用翻譯法等同采用ISO22825:2017((焊縫無損檢測超聲檢測奧氏體鋼和鎳基合金焊縫檢測》

與本文件中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應關(guān)系的我國文件如下：

——GB/T12604.1—2020無損檢測術(shù)語超聲檢測(ISO5577：2017.MOD)；一GB/T19799.2—2012無損檢測超聲檢測2號校準試塊(ISO7963：2006.IDT)；——GB/T9445—2015無損檢測人員資格鑒定與認證(ISO9712：2012.IDT)；

一GB/T34628—2017焊縫無損檢測金屬材料應用通則(ISO17635：2016.IDT)o本文件還做了下列編輯性修改：

—EN12668-1,EN12668-2和EN12668-3改為ISO22232-1.ISO22232-2和ISO22232-3；一增加注，便于理解“探頭接觸面寬度”(見8.1)。

本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。

本文件由全國焊接標準化技術(shù)委員會(SAC/TC55)歸口。

本文件起草單位：上海材料研究所、常州超聲電子有限公司、利辛縣江淮揚天汽車有限公司、甘粛君立工程科技有限責任公司、湖南省永州市產(chǎn)商品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所、上海船舶工程質(zhì)量檢測有限公司、河北奧索電子科技有限公司、合肥聚能電物理高技術(shù)開發(fā)有限公司、曼圖電子(上海)有限公司、武漢中科創(chuàng)新技術(shù)股份有限公司、上海金藝檢測技術(shù)有限公司、森松(江蘇)重工有限公司、上海冠域檢測科技有限公司、哈爾濱焊接研究院有限公司。

本文件主要起草人：蔣建生、肖瀟、劉杰、丁杰、丁兵、許雷輝、汪同和、劉佳興、陳波、張義鳳、王濱、鄧吉、劉東旭、吳杰峰、劉志宏、龍紹軍、王子成、周友鵬、于寶虹、江雁山、金磊、章懷宏、湯文波、夏啟龍、蘇金花。

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奧氏體鋼組件和異種鋼焊縫超聲檢測通常難度較大，這主要與其組織結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸以及不同的材料特性導致各向異性的力學和聲學特性有關(guān)。這些特點與低合金鋼焊縫各向同性的特性形成鮮明對比。

奧氏體焊縫和其他粗晶各向異性材料顯著地影響超聲傳播。此外，熔合線和/或柱狀晶處可能產(chǎn)生聲束畸變、異常反射和波型轉(zhuǎn)換。因此，超聲波穿透焊縫金屬比較困難，有時還不能穿透焊縫金屬。

這類金屬超聲檢測技術(shù)與常規(guī)超聲檢測技術(shù)不同。這類檢測技術(shù)通常不使用常規(guī)橫波斜探頭，而使用斜人射縱波雙晶探頭或者爬波探頭。

此外，有必要制作含焊縫的典型參考試塊，以便在制定書面檢測工藝規(guī)程前研究檢測工藝、設定初始靈敏度等級、評價和確認檢測工藝的有效性。參考試塊的材質(zhì)、坡口、焊接工藝、尺寸和表面狀態(tài)等特點與被檢件保持一致。

焊縫無損檢測超聲檢測

奧氏體鋼和鎳基合金焊縫檢測

1范圍

本文件規(guī)定了制定以下檢測對象超聲檢測工藝規(guī)程時遵循的原則：

——不銹鋼焊縫；

鑲基合金焊縫；

——雙相鋼焊縫；

一異種金屬焊縫；

——奧氏體鋼焊縫。

檢測目的可能各不相同，例如：

制造中質(zhì)量等級評價。

-服役中產(chǎn)生的特定不連續(xù)的檢測。

本文件不包含驗收等級，但可根據(jù)檢測范圍確定驗收等級(見4.1)。

本文件適用于手工檢測和自動檢測。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成文本必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

ISO5577無損檢測超聲檢測術(shù)語(Non-destructivetesting—Ultrasonictesting—Vocabulary)

ISO7963無損檢測超聲檢測2號校準試塊(Non-destructivetesting—Ultrasonictesting一SpecificationforcalibrationblockNo.2)

ISO9712無損檢測人員資格鑒定與認證(Non-destructivetesting—QualificationandcertificationofNDTpersonnel)

ISO13588無損檢測超聲檢測自動相控陣超聲技術(shù)的應用(Non-destructivetestingofwelds—Ultrasonictesting—Useofautomatedphasedarraytechnology)

ISO17635焊縫無損檢測金屬材料應用通則(Non-destructivetestingofwelds—Generalrulesformetallicmaterials)

ISO22232-1無損檢測 超聲設備性能特征和測試方法第1部分：儀器(Non-destructivetes

ting—Characterizationandverificationofultrasonictestingequipment—Part1:Instruments)

ISO22232-2無損檢測 超聲設備性能特征和測試方法第2部分：探頭(Non-destructivetes

ting—Characterizationandverificationofultrasonictestingequipment—Part2:Probes)

ISO22232-3無損檢測超聲設備性能特征和測試方法 第3部分：組合性能(Non-destructive

testing—Characterizationandverificationofultrasonictestingequipment—Part3:Combinedequipment）

3術(shù)語和定義

ISO5577和ISO17635界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

雙晶探頭dual-elementprobe

具有獨立的、互相隔離（聲、電）的發(fā)射和接收換能器的探頭。

3.2

焦距focaldistance

（雙晶探頭）兩個聲束軸線交點（焦點）至探頭中心點的距離。

3.3

聚焦曲線focalcurve

特性曲線

描述（雙晶探頭）超聲在給定材料中的傳播距離和反射體靈敏度的曲線。

4檢測前所需的信息

4.1合同或技術(shù)協(xié)議中規(guī)定的項目

合同或技術(shù)協(xié)議中包括以下項目：

a） 材料類型和等級；

b） 檢測目的和范圍，包括橫向不連續(xù)檢測要求，如需；

c） 檢測等級（見第10章）；

d） 檢測時被檢對象所處的制造或加工狀態(tài)；

e） 檢測面可達性要求、表面狀態(tài)（見11.2）和溫度要求；

f） 焊前和（或）焊后是否應進行母材檢測（見11.3）;

g） 參考反射體（見第6章和第7章）；

h） 人員資格（見第5章）；

i） 報告要求（見第12章）；

j） 驗收條款和/或記錄等級。

4.2檢測前檢測人員所需的信息

超聲檢測前，檢測人員應獲知按4.1規(guī)定的以及以下信息：

a） 書面檢測工藝規(guī)程（見第9章）；

b） 母材類型和產(chǎn)品門類（例如：鑄件、鍛件、軋制件）；

c） 坡口形式和尺寸；

d） 焊接工藝或焊接過程有關(guān)信息；

e） 考慮焊后熱處理的檢測時機；

f） 焊前和（或）焊后母材超聲檢測結(jié)果；

g） 標記焊縫坐標點和坐標系統(tǒng)文件。

5人員

按本文件檢測的人員應按照ISO9712或合同各方同意的體系進行資格鑒定與認證，并由雇主或其代表對其進行崗位培訓和操作授權(quán)。

除具備焊縫超聲檢測通用知識之外.檢測人員應熟悉被檢材料特性和焊接接頭形式.并具有相關(guān)檢測經(jīng)驗。宜對檢測人員使用縱波雙晶探頭檢測典型工件（雙相鋼、奧氏體鋼、不銹鋼）進行專項培訓和考試。宜記錄并保存這些培訓和鑒定結(jié)果。

如果不是這種情況，宜根據(jù)書面工藝規(guī)程和選定的超聲探傷儀，在有代表性的試件上檢測自然缺陷或人工反射體，進行專項培訓和考試。宜記錄并保存這些培訓和鑒定結(jié)果。

6檢測設備

6.1常規(guī)設備

用于檢測的設備應滿足ISO22232-1和ISO22232-2的要求。除儀器和探頭的組合性能應滿足ISO22232-3外，雙晶縱波探頭可在ISO22232-3規(guī)定以外適合的試塊上進行驗證。

雙晶探頭應在被測的典型材料上獲得可用的聚焦曲線。

6.2相控陣設備

可選用滿足以下要求的相控陣設備：

一探頭、楔塊和聚焦法則組合起能產(chǎn)生聲束，從而實現(xiàn)A.1?A.6中定義的技術(shù)；——相控陣設備符合ISO18563-1和ISO18563-2的要求；

一除雙晶縱波探頭外，設備的組合性能驗證應按ISO18563-3描述的方法進行；雙晶縱波探頭可按ISO18563-3規(guī)定以外適合的試塊上進行驗證。

雙晶探頭應在被測的典型材料上獲得可用的聚焦曲線。

7縱波檢測范圍設置

應在合適的試塊上調(diào)節(jié)范圍，設計與ISO7963確定的2號試塊類似的試塊，見附錄B，試塊中至少一個圓弧面的半徑應與探頭焦距接近。

在試塊圓弧面上找到最高反射回波后，應在探頭側(cè)邊標記人射點。由于難于獲得大角度探頭和爬波探頭的最高反射回波，可選擇發(fā)射聲束中的橫波進行替代，獲取其最高反射回波。如果選取此方法，應在書面檢測工藝規(guī)程中給出調(diào)節(jié)方法。

在試塊上兩個不同半徑的圓弧面上找到最高回波后，調(diào)節(jié)儀器水平位置，直到在儀器的正確位置上指示兩個不同半徑的回波信號。

或者，時基線調(diào)節(jié)可借助單晶直探頭在試塊寬度方向上的反射回波調(diào)節(jié)，接著借助斜探頭掃查試塊上半徑與探頭焦距接近的圓弧面進行零點校正。

使用8.2或8.3中的反射體修正指示的幾何位置時，可考慮母材和焊縫的聲速差異。應在每次檢測前調(diào)節(jié)范圍設置。檢測過程中至少每4h和檢測結(jié)束時，應對范圍設置進行核查。

當系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或等同設定變化受到質(zhì)疑時，也應重新對范圍設置進行核查。

3

如果在核查中發(fā)現(xiàn)偏離，應按表1要求進行修正。

表1范圍偏離

1

時基線偏差值＜5%

無需修正，繼續(xù)檢測

2

時基線偏差值〉5%

應修正設定，同時該設備前次校驗后檢查的全部焊縫應重新檢測

8靈敏度設置

8.1概述

應采用帶焊縫的試塊作為參考試塊調(diào)節(jié)靈敏度。焊縫參考試塊見附錄C。參考試塊的厚度應與檢測對象的厚度相近，厚度差不大于10%厚度或3mm兩者的較大值。

參考反射體為焊縫中心線和/或熔合線上的橫孔，或者為熔合線上的平底孔。表面刻槽應作為近表面缺陷的參考反射體檢測。具體參見圖C.1、圖C.2和圖C.3。

當使用雙晶探頭時，應基于探頭聚焦曲線確定與壁厚相關(guān)的聲束掃查區(qū)域。應在書面工藝規(guī)程上規(guī)定聲束掃查區(qū)域。

應根據(jù)書面工藝規(guī)程要求，在每次檢測前調(diào)節(jié)靈敏度設置。

檢測面與探頭靴底面的間隙g不應大于0.5mm。

對于圓柱面或球面，上述要求按公式（1）核查：

式中：

a—探頭接觸面寬度，單位為毫米（mm）；

D——工件直徑，單位為毫米（mm）。

注：探頭接觸面寬度，見ISO17640。

如果間隙g值大于0.5mm，則探頭靴底面應修磨至與曲面吻合，靈敏度和時基范圍也應做相應調(diào)整。

檢測過程中至少每4h和檢測結(jié)束時，應對靈敏度進行核查。

當系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或等同設定變化受到質(zhì)疑時，也應重新對靈敏度進行核查。

如果在核查中發(fā)現(xiàn)偏離，應按表2要求進行修正。

表2靈敏度偏離

1

偏差＜2dB

無需修正，繼續(xù)檢測

2

2dB＜偏差＜4dB

繼續(xù)檢測之前應修正設置

3

靈敏度降低值＞4dB

設置應修正，上次修正以來的所有檢測應重新進行

4

靈敏度增加值〉4dB

設置應修正，上次修正以來的所有指示記錄應重新評價

8.2橫孔應用

如果在熔合線上使用橫孔，應按以下要求完成靈敏度設置:

GB/T40732—2021/ISO22825=2017

a） 建立聲束只在母材傳播的靈敏度曲線；

b） 建立聲束在焊縫傳播后的靈敏度曲線。

如果使用焊縫中心線上的反射體，除異種金屬焊縫外（焊縫兩側(cè)母材聲學性能不一致），可只從焊縫一側(cè)完成靈敏度設置。

典型的橫孔直徑為3mm。

8.3其他參考反射體應用

為檢測某些特定的不連續(xù)和/或焊縫指定區(qū)域的不連續(xù)，可采用其他類型和尺寸的參考反射體。在此情況下，應規(guī)定靈敏度設置的特定條件。

在管接頭焊縫檢測中，平底孔和刻槽是典型的參考反射體類型。管接頭對接焊縫檢測示例見圖C.2。

在奧氏體焊縫參考試塊上，平底孔應加工至焊縫截面熔合線。

典型的平底孔直徑為2mm?5mm之間。

9檢測工藝規(guī)程和超聲技術(shù)

9.1制定檢測工藝規(guī)程

應根據(jù)圖1所示流程圖的主要步驟制定檢測工藝規(guī)程。

9.2檢測工藝規(guī)程內(nèi)容

應制定書面檢測工藝規(guī)程。檢測工藝規(guī)程應至少包括以下信息：

a） 檢測目的和范圍；

b） 檢測技術(shù)；

c） 檢測等級；

注：奧氏體鋼焊縫的檢測等級不同于ISO17640規(guī)定的鐵素體鋼焊縫檢測等級。但是，把兩者結(jié)合起來考慮各自檢測的可靠性是非常重要的。

d） 人員資格/培訓要求；

e） 儀器要求；

f） 每個聚焦區(qū)域或部位的探頭；

g） 參考試塊；

h） 有代表性的試件，如適用；

i） 儀器設置；

j） 檢測面和表面狀態(tài)；

k） 掃查方向和探頭布置；

l） 母材檢測；

m） 指示評價；

n） 驗收等級和（或）記錄等級；

o） 報告要求；

P）環(huán)境和安全問題。

圖1書面超聲檢測工藝規(guī)程的必要步驟

9.3超聲技術(shù)選擇

應根據(jù)相關(guān)試件上的初始檢測示例（參見附錄C）為基礎選擇檢測技術(shù)。這些檢測包括測試母材中的（橫波和/或縱波）聲束傳輸衰減、試驗確定（橫波和/或縱波檢測）焊縫時的基本噪聲水平和了解檢測焊縫不同部位人工反射體的信噪比水平。

在任何情況下，應根據(jù)檢測工藝驗證在最低信噪比水平下檢測到參考焊縫上的所有參考反射體（包括穿過焊縫檢測的反射體）。基于檢測結(jié)果，可按以下情形實施。

a） 焊縫組織、焊縫熱影響區(qū)和母材區(qū)域晶粒相對較細。

可選用橫波檢測技術(shù)。如果信噪比不小于12dB，則可按照ISO17640或ISO13588（相控陣）描述的方法進行檢測。

b） 母材晶粒較細但焊縫組織粗大。

橫波和縱波可穿越母材區(qū)域，但是橫波很難穿透焊縫。在此情況下，應使用縱波技術(shù)檢測焊縫區(qū)域及其反射體。橫波可用來檢測不需穿透焊縫的熔合線區(qū)域缺陷。為了檢測焊縫內(nèi)和穿透焊縫的不連續(xù)，可使用波型轉(zhuǎn)換技術(shù)檢測反射體，例如橫-縱波（TL）技術(shù)和縱-縱-橫（LLT）技術(shù)（參見附錄A）。對于相控陣檢測技術(shù)，如果滿足本部分的其他要求，可使用ISO13588規(guī)定的D級檢測。

c） 母材和焊縫組織粗大。

在此情況下，要求縱波穿越母材和焊縫區(qū)域。應使用縱波直射技術(shù)檢測。某些雙相鋼檢測可能是此種情況，參見附錄A。對于相控陣檢測技術(shù)，如果滿足本部分的其他要求，可使用ISO13588規(guī)定的D級檢測。

d） 超聲在焊縫和/或母材傳播后沒有足夠的信噪比水平。在此情況下，應考慮選擇其他無損檢測方法。

9.4檢測技術(shù)優(yōu)化和制定檢測工藝規(guī)程

焊縫不同部位（區(qū)域）選定基本技術(shù)后，應優(yōu)化每個區(qū)域的基本檢測技術(shù)。選用雙晶折射縱波探頭時，應對每個部位（區(qū)域）選擇最優(yōu)頻率、折射角、焦距和晶片尺寸。（參見附錄A）

根據(jù)檢測目的和檢測標準，基于焊接坡口形式和焊接工藝，應選擇能檢測所有潛在的不連續(xù)的檢測技術(shù)。對于檢測潛在的垂直于表面的裂紋，應輔助使用串列式檢測技術(shù)。

應通過選擇合適的晶片尺寸，優(yōu)化聲束傳播路徑，延伸聚焦曲線適用范圍，以保證聲束覆蓋整個焊縫壁厚范圍。探頭檢測聚焦曲線波幅變化不應超過3dB，以確保檢出邊界和不同檢測區(qū)域邊界的不連續(xù)，參見附錄A。

9.5折射縱波實際應用

在大多數(shù)情況下，當使用縱波探頭時，根據(jù)焊縫厚度，應多次掃查焊縫。通常根據(jù)不同厚度范圍或不同掃查區(qū)域，選擇特定探頭。也可選擇多探頭掃查模式，同時掃查多個區(qū)域。

人工掃查宜沿平行于焊縫中心線且固定探頭間距的沿線掃查方式實施，因此可發(fā)現(xiàn)吋基線上相關(guān)信號位置。

檢測技術(shù)參見附錄A。

用于范圍設置的校準試塊參見附錄B。

用于靈敏度設置的參考試塊參見附錄C。

10指示分類和尺寸測量

檢測工藝規(guī)程中應敘述來自檢測對象的不連續(xù)指示分類規(guī)則、檢測對象的幾何尺寸或結(jié)構(gòu)特征、和合適的標注方法。

檢測工藝規(guī)程應規(guī)定尺寸測量技術(shù)，如6dB法測長和衍射法測高。

11焊縫檢測

11.1概述

根據(jù)9.2的規(guī)定，應按照書面檢測工藝規(guī)程檢測焊縫及其熱影響區(qū)。

11.2表面狀態(tài)和耦合劑

表面應無任何可能影響超聲檢測的不平整的物質(zhì)。掃查表面的起伏和其他表面輪廓的局部變化，不應導致探頭和掃查面的間隙大于0.5mm（見8.1）。

必要時，可輕微打磨以確保表面平整。

如果表面粗糙，可能影響表面掃查或者表面反射的效果。對于機加工面，表面粗糙度不大于6.3 對于噴丸處理后的表面，表面粗糙度Ra不大于12.5Mm。

在某些檢測應用中，有必要磨平焊縫與母材同高。此時，應在檢測工藝規(guī)程中明確規(guī)定。為避免發(fā)生腐蝕，應注意避免碳鋼工件（如掃查裝置、鋼尺等）直接接觸不銹鋼表面。

耦合劑應符合避免氯化物、硫化物或其他可能損傷被檢材質(zhì)的特定要求。

11.3母材檢測

除非能證明母材區(qū)域不連續(xù)的存在不影響斜人射掃查焊縫（如制造中早期檢測），否則掃查區(qū)域的母材應在焊前或焊后進行直射縱波檢測。

如果在母材檢測中發(fā)現(xiàn)不連續(xù)，應評價該不連續(xù)對既定的焊縫斜人射檢測的影響程度，如有必要，調(diào)整相應的檢測技術(shù)。當焊縫斜人射檢測受到嚴重影響時，應考慮選擇其他無損檢測方法（如射線檢測）。

11.4掃查

聲束掃查應覆蓋整個檢測區(qū)域。

聲束掃查可沿平行于焊縫中心線的直線進行掃查（沿線掃查）。

同在相應參考試塊上確定時基線位置一樣，相關(guān)檢測部位時基線的計算，應是檢測工藝規(guī)程內(nèi)容之—O

應提供書面的檢測步驟或掃查計劃，指示探頭布置、移動和覆蓋面等信息。該掃查計劃也應包含使用的聲束角度、參照焊縫中心線的聲束方向和檢測覆蓋區(qū)域。

11.5指示評價

在完成所有相關(guān)指示分類、位置和尺寸測定后，宜根據(jù)各自指定的驗收條款和驗收等級進行評價。基于該評價結(jié)果，指示及其相關(guān)不連續(xù)可劃分為“接受”或“不可接受”。

注：指示特征分類指南見ISO16827和ISO23279。

12檢測報告

12.1通用數(shù)據(jù)

檢測報告應至少包含以下信息：

a） 參考標準，如GB/T40732；

b） 檢測對象標識；

O材料類型，等級和產(chǎn)品門類；

d） 尺寸；

e） 被檢焊縫/焊接接頭所處位置；

f）幾何結(jié)構(gòu)草圖（如需）；

g） 焊接工藝，技術(shù)協(xié)議和熱處理狀態(tài)（如有）；

h） 制造狀態(tài)；

i） 表面狀態(tài)；

j） 記錄被檢對象溫度（如溫度不在0°C?60°C范圍內(nèi)）；

k） 合同要求，例如工藝、導則和特殊協(xié)議等；

l） 檢測地點和檢測日期；

m） 檢測機構(gòu)標識和檢測人員資格認證信息。

12.2與儀器相關(guān)的信息

檢測報告應包含與儀器相關(guān)的以下信息：

a） 超聲檢測儀制造商、型號和編號；

b） 探頭制造商、類型、標稱頻率、角度、焦距和編號；

c） 參考試塊編號，附帶草圖；

d） 耦合劑。

12.3與檢測技術(shù)相關(guān)的信息

檢測報告應包含與檢測技術(shù)相關(guān)的以下信息：

a） 引用的書面檢測工藝規(guī)程；

b） 檢測范圍，包括任何限制；

O探頭移動區(qū)位置；

d） 參考點和所用坐標系詳情；

e） 探頭放置部位；

f） 時基線范圍；

g） 靈敏度設定方法及其數(shù)值；

h） 參考等級；

i） 母材檢測結(jié)果；

j） 驗收標準和（或）記錄等級；

k） 與本文件或合同要求的偏離；

l） 任何潛在影響檢測實施的因素。

12.4檢測結(jié)果

檢測報告應包含記錄指示以下信息的表格匯總（或草圖）:

a） 指示坐標，給出相關(guān)檢測探頭及其位置；

b） 最大回波幅度，如要求，給出指示的類型和高度；

c） 指示長度；

d） 按指定的驗收和（或）記錄等級做出的評價結(jié)果。

9

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GB/T40732—2021/ISO22825：2017

附錄A

（資料性）

縱波斜入射技術(shù)

A.1折射縱波

通過設計探頭獲得縱波波型，見圖A.1。因為人射角小于第一臨界角，在第二介質(zhì)中同時產(chǎn)生橫波和縱波。

標引序號說明:

1 縱波:

2——橫波。

圖A.1入射角小于第一臨界角產(chǎn)生的波型

在底面反射時，縱波也通過波型轉(zhuǎn)換同時產(chǎn)生橫波。此外，橫波通過波型轉(zhuǎn)換同吋產(chǎn)生縱波。聲能大小取決于角度，可通過計算和作圖獲得（不在本文件內(nèi)容之內(nèi)）。

如果使用縱波檢測，橫波也必然會伴隨出現(xiàn)。盡管兩者信號可通過聲程區(qū)分，但是這使得示波屏上信號解釋變得復雜，同時要求對檢測人員進行附加培訓。這意味著在制定檢測工藝規(guī)程中，應計算相關(guān)信號的聲程范圍，并在參考試塊上完成驗證。

接收特征等同于發(fā)射特征。因此，圖A.1也適用于接收。

粗晶和各向異性焊縫超聲檢測的通用頻率為2MHz。根據(jù)材質(zhì)晶粒大小，也可使用更高（有時更低）的頻率。

A.2折射縱波直射技術(shù)

折射縱波直接人射潛在不連續(xù)，見圖A.2a）。通過波型轉(zhuǎn)化，也產(chǎn)生了橫波。

通過斯涅耳定律可計算折射角度。盡管縱波被用來穿透材料（如焊縫），但橫波也是存在的。同時橫波的出現(xiàn)可能產(chǎn)生虛假信號或誤判（如果沒正確培訓檢測人員）。

橫波斜人射底面時，也產(chǎn)生縱波（波型轉(zhuǎn)換），見圖A.1。

圖A.2b）給出折射縱波如何在焊縫中直接人射發(fā)現(xiàn)不連續(xù)。除非磨平焊縫余高，探頭放置在磨平的焊縫上，否則該縱波不能發(fā)現(xiàn)焊縫上表面的不連續(xù)。

雙晶縱波斜人射探頭的聲程有限。這種探頭的最佳掃查范圍由探頭頻率、晶片尺寸、斜楔角度或屋頂角等參數(shù)共同確定。

a）直接入射

1

b）直射焊縫模式

標引序號說明：

1——縱波；

2——橫波。

圖A.2直射檢測

A.3折射縱波伴隨波型轉(zhuǎn)換

當使用縱波時，經(jīng)底面反射的間接LL技術(shù)不可行。其主要原因是人射角為45°?70°范圍內(nèi)的縱波經(jīng)在底面反射后，喪失大量能量并經(jīng)波型轉(zhuǎn)換為折射橫波。

為克服該不足并更好利用該特點，通過TL技術(shù)（橫波-縱波技術(shù)）經(jīng)波型轉(zhuǎn)換產(chǎn)生縱波，見圖A.3a）。這要求母材能適于橫波傳播。如可行，則無需磨平焊縫余高。圖A.3b）給出折射縱波如何在焊縫中間接人射發(fā)現(xiàn)不連續(xù)。

如采用該間接模式，在掃查面上探頭同時產(chǎn)生直射縱波。直射縱波的出現(xiàn)可能產(chǎn)生虛假信號或誤判（如果沒正確培訓檢測人員）。

a）間接入射（轉(zhuǎn)換模式）

b）焊縫檢測間接模式

標引序號說明：

1——縱波;

2——橫波；

3——中心線；

4 反射體。

圖A.3間接檢測

A.4折射縱波串列法和角反射串列技術(shù)

在橫波檢測中，采用串列式技術(shù)可以檢測垂直于表面的不連續(xù)。當僅使用縱波是不可能實現(xiàn)的。但是，通過采用A.3的基本原則，實現(xiàn)如圖A.4所示的串列技術(shù)是可行的。在該技術(shù)中，使用了波

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型轉(zhuǎn)換。該技術(shù)主要用于檢測與檢測面垂直的裂紋（如位于焊縫中心線的冷裂紋或者未熔合）。借助兩個探頭前后間距變化（即深度范圍檢測區(qū)域變化），可檢出工件中不同深度范圍內(nèi)的平面型的垂直的不連續(xù)。

發(fā)射和接收探頭重合，見圖A.4b）所示。該技術(shù)的最優(yōu)深度范圍檢測區(qū)域為固定值（深度為焊縫厚度的0.6倍）。該技術(shù)通常稱為“串列式往返”技術(shù)，多用于在粗晶和各向異性焊縫中檢出不同深度范圍內(nèi)的平面型的垂直的不連續(xù)。

注1:超聲波同時以兩種方式傳播：縱-縱-橫和橫-縱-縱。這是因為探頭的發(fā)射和接收晶片是相同的，能同時發(fā)射和接收縱波和橫波。

注2:對于角反射串列技術(shù)，相同類型的探頭可用于直接和間接模式，見A.2和A.3。這意味著相同的反射體能同時被不同的模式檢測（直接、間接、角反射串列）。特別是橫孔檢測中，各種信號可通過聲程差異加以區(qū)分。

1——縱波;

2——橫波。

b）角反射串列技術(shù)

圖A.4串列技術(shù)

A.5爬波技術(shù)

爬波是特殊的折射縱波。即便是粗晶各向異性的焊縫，爬波都能以較高靈敏度檢測表面和近表面的缺陷。

爬波接近探測面下傳播，在第二介質(zhì)中折射角度接近90°。爬波的聲速與縱波相同，能在距表面約一個波長的深度內(nèi)傳播。爬波不沿著曲面?zhèn)鞑ァ?/p>

爬波和大折射角度（75°?80°）的縱波聯(lián)合，不僅能檢測表面破損，通常還能根據(jù)探頭特性檢測到距表面5mm?15mm深度的缺陷。

注：爬波不同于表面波或者瑞利波。通常認為瑞利波是不對稱的（剪切）表面波，沿著表面?zhèn)鞑ィ曀偌s為橫波聲速的0.9倍。表面波傾向于沿曲面?zhèn)鞑ァ?/p>

在異質(zhì)界面產(chǎn)生爬波的同時，也產(chǎn)生橫波（也叫頭波），見圖A.5a）。這些頭波在底面產(chǎn)生二次爬波，能檢測靠近底面的表面和近表面缺陷，見圖A.5b）。

在爬波傳播過程中不斷地產(chǎn)生橫波或頭波，是爬波隨傳播距離增加衰減很大的原因，所以爬波不能用于長距離檢測。

例如，在50mm厚的雙相不銹鋼焊縫檢測中，一次爬波檢測表面刻槽（A）和二次爬波檢測底面刻槽（B）的典型信號，見圖A.5c）。

2

b)一次爬波和二次爬波

a)產(chǎn)生爬波

C)一次爬波和二次爬波應用

標引序號說明:

A——波幅；

t 時間；

a 角度；

1——縱波；

2——橫波；

3 次爬波;

4——二次爬波;

5 反射體。

圖A.5爬波

A.6全厚度范圍覆蓋

由于雙晶縱波斜探頭在特定的深度上具有較好的檢測靈敏度，因此要使用多個探頭，確保焊縫全厚度范圍覆蓋掃查。

在100mm厚的焊縫中，如何使用多個探頭使其焦區(qū)覆蓋整個焊縫厚度范圍的示例，見圖A.6。在此示例中，僅使用直接技術(shù)，輔助爬波掃查近表面區(qū)域。相同原理適用于間接技術(shù)。

繪制不同探頭的聚焦曲線，可確保探頭聲束全厚度范圍覆蓋。

21

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OdB

-6dB

1 2 3 4 }a

70° 60° 45°}t

II

III

IV

_/10 /25 _/50 /75

0

5

20

40

100

A

1

2

3

4}a

f

/

/

80

60

/

n

40

-

\/

\\

20

-

n

1

11

111

IV}。

1

05 20 40 100z

標引序號說明:

A——波幅；z——深度；f——焦距；a探頭；b角度；

c區(qū)域。

圖A.6全厚度覆蓋

附錄B

（資料性）

用于范圍設置的不銹鋼校準試塊

奧氏體鋼焊縫檢測的斜探頭范圍設置的校準試塊草圖見圖B.1。

單位為毫米

標引序號說明:

I——長度；

R:——半徑1；

R2——半徑2。

圖B.1不銹鋼校準試塊

圖B.2給出半徑25mm/50mm和50mm/100mm的兩個試塊圖片。制作材料為AISI304(見ASTMA240/A240M：2016)和X5CrNil8-10(見EN10028-7：2007中材料序號1.4301)。

圖B.2不銹鋼校準試塊和探頭

附錄C

（資料性）

用于靈敏度設置的參考試塊

C.1典型的參考試塊

用于靈敏度設置的參考試塊宜是在厚度、材質(zhì)、焊接工藝、接頭形狀和結(jié)構(gòu)和表面狀態(tài)等有代表性的焊縫。熱輸人量，熔敷率和焊道參數(shù)對焊縫超聲性能有較大影響。

參考反射體可為橫孔或平底孔。表面刻槽代表著探測面和底面的表面不連續(xù)。刻槽可為矩形槽或位于焊縫熔合線的矩形反射體，長度不小于25mm。

C.2參考試塊的用途

參考試塊有以下用途：

a） 獲得母材和焊縫的噪聲水平（在加工人工反射體前）；

b） 確認是否有虛假信號（如由聲束變形、異常反射體、在熔合線和/或柱狀晶界面上的波型轉(zhuǎn)換導致）；

O在加工人工反射體后，評價超聲可探性；

d） 為每個檢測區(qū)域編制檢測工藝進行探頭優(yōu)化驗證；

e） 驗證檢測工藝程序，如適用；

f） 現(xiàn)場校準。

注：有必要配備多個試塊。

C.3參考試塊的設計

C.3.1含橫孔和刻槽的試塊

為避免相鄰反射體的干擾，推薦在試塊的不同平面上加工相鄰區(qū)域的反射體。試塊示例見圖C.1。橫孔的長度宜為探頭寬度減5mm，最小為25m。

刻槽長度宜至少為25mm。

圖C.l含橫孔和刻槽的試塊

C.3.2含平底孔和刻槽的試塊

含平底孔和刻槽的試塊示例見圖C.2。

通常采用直接技術(shù)檢測［見圖C.3a)］。如果因表面焊道存在，不適合采用直接技術(shù)，可考慮采用間接技術(shù)檢測［見圖C.3b)］。聲束是否覆蓋整個焊縫厚度區(qū)域，宜由焊縫內(nèi)的反射體來驗證。如果任何一種技術(shù)都不可行，則有必要磨平表面焊道。

GB/T40732—2021/ISO22825=2017

標引序號說明:

1——焊縫中心線;

2 內(nèi)部缺陷；

3——表面刻槽；

4 通孔；

5——焊縫；

6——平底孔。

圖C.2含平底孔和刻槽的焊縫試塊

標引序號說明：

1——平底孔。

圖C.3含平底孔和刻槽的試塊示例

[1]ISO13588Non-destructivetesting—Ultrasonictesting—Useofautomatedphasedarraytechnology

[2]ISO16811Non-destructivetesting—Ultrasonictesting—Sensitivityandrangesetting

[3]IS