中华人民(mín)共和國(guó)专业标准
ZB J74 003-88
压力容器用(yòng)钢板超声波探伤
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1适用(yòng)范围
1.1 本标准适用(yòng)于厚度為(wèi)6~200mm的石油、化學(xué)工业用(yòng)压力容器钢板(奥氏體(tǐ)不锈钢板除外)超声波探伤。
1.2 其它工业类似用(yòng)途的钢板超声波探伤可(kě)参照采用(yòng)。
2引用(yòng)标准
ZB Y230 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用(yòng)技术条件
JB 3111 无损检测名词术语
3一般标准
3.1 本标准所用(yòng)术语定义详见JB 3111。
3.2 进行钢板超声波探伤的人员应经过培训，并取得锅炉压力容器无损检测人员资格证书。
3.3 探伤方法以直探头探伤為(wèi)主，斜探头探伤為(wèi)辅。
3.4 探伤方法采用(yòng)液浸法(包括局部水浸法)或直接接触法。
3.5 耦合剂為(wèi)水、机油、工业甘油等。
4探伤装置
4.1 探伤仪
4.1.1 采用(yòng)A型脉冲反射式超声波探伤仪，其频率范围至少应在1~5MHz内。
4.1.2 仪器应至少在荧光屏满刻度的75%范围内呈線(xiàn)性显示（误差在5%以内），垂直線(xiàn)性误差应不大于6%。
4.1.3 仪器和探头组合的始波占宽的确定及其规定值：
先将仪器时间轴坐(zuò)标（扫描線(xiàn)）测定范围调整到50mm，然后把探头对准图1试块的平底孔，使其*大反射波高调整到20%满刻度，再提高灵敏度14dB，读出此时始波高度达20%以上的在时间轴上的占有(yǒu)宽度。对于采用(yòng)标称频率為(wèi)5MHz的探头，其占有(yǒu)宽度应不大于10mm；标称频率為(wèi)2.5MHz的探头，其占有(yǒu)宽度应不大于15mm。
4.1.4 仪器的水平線(xiàn)性、动态范围、分(fēn)辨力等均应符合ZB Y230的规定。
4.2 探头
4.2.1 探头的选用(yòng)见表1。
4.2.2 双晶直探头性能(néng)要求见附录A（补充件）。
表 1
板 厚 | 所采用(yòng)的 | 探头标称频率 | 探头晶片尺寸 |
mm | 探 头 | MHz | 双晶直探头 | 单直探头 |
6~20 | 双晶探头 | 5(4) | 晶片面积不小(xiǎo)于 | 圆晶片直径在14~25mm之间 |
>20~200 | 单直探头 | 2.5(2.25)(2) | 150mm2 | 或方晶片面积不小(xiǎo)于200mm２ |
注：试块要求见4.3.1条。
4.3 试块
4.3.1 试块材质应与被探钢板声學(xué)性能(néng)相同或相似，试块经超声波伤不得有(yǒu)Φ2平底孔当量以上的缺陷存在。
4.3.2 用(yòng)双晶直探头探测板厚小(xiǎo)于或等于20mm的钢板时，所用(yòng)灵敏度试块如图2所示。
4.3.3 用(yòng)单直探头探测板厚大于20mm的钢板时，灵敏度试块应符合图3和表2的规定。试块表面状态应与被探钢板相接近；试块厚度应与被探钢板厚度相接近，即当板厚小(xiǎo)于或等于100mm时，试块与被探钢板的厚度差不超过10%；板厚大于100mm时，厚度差不应超过15mm。
图1 测定仪器和探头组合性能(néng)试块 图2 板厚小(xiǎo)于或等于20mm双晶探头探测用(yòng)试
块
表 2
试块编号 | 被探钢板厚度 | 探伤面到平底孔的距离S | 试 块 厚 度 T |
1 | >20~40 | 15 | ≥20 |
2 | >40~60 | 30 | ≥40 |
3 | >60~100 | 50 | ≥65 |
4 | >100~160 | 90 | ≥110 |
5 | >160~200 | 140 | ≥170 |
5探伤条件
5.1 探伤时机
对于要求作淬火、正火或回火处理(lǐ)的钢板，其超声波探伤应在热处理(lǐ)后进行。
图3 板厚大于20mm单直探头探测用(yòng)试块
注：垂直度a随试块厚度变化见表3。
表3 mm
试块厚度 | >20~40 | >40~60 | >60~100 | >100~160 | >160~200 |
a | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.40 |
5.2 探伤面
被探钢板表面应**影响探伤的氧化皮、锈蚀、油污等。
5.3 探伤灵敏度
5.3.1 探伤灵敏度应计入灵敏度试块与被探钢板之间的表面耦合声能(néng)损失(dB)。
5.3.2 板厚小(xiǎo)于或等于20mm时，用(yòng)图2试块将与工件等厚的**次底波高度调整到满刻度的50%，再提高灵敏度10dB作為(wèi)探伤灵敏度。
5.3.3 板厚大于20mm时，探伤灵敏度按图3试块平底孔**次反射波高等于满刻度的50%来校准。
5.3.4 板厚大于60mm时，也可(kě)取钢板无缺陷的完好部位的**次底波来校准灵敏度，其结果应与5.3.3条要求一致。
6探伤方法
6.1 探伤部位
从钢板的任一轧制平面进行探伤。若探伤人员為(wèi)判定缺陷的需要或设计上有(yǒu)要求时，也可(kě)以对钢板的上下两轧制平面分(fēn)别进行探伤。
6.2 探头扫查形式
探头沿垂直于钢板压延方向，间距為(wèi)100mm的平行線(xiàn)进行扫查。在钢板周边50mm（当板厚大于50mm时，以板厚為(wèi)准）及剖口预定線(xiàn)两侧各25mm（当板厚超过50mm时，以板厚的一半為(wèi)准）内作100%扫查，扫查示意图如图4。
图4 探头扫查示意图
6.3 根据合同或技术协议或图样要求，也可(kě)以作其它形式的扫查或100%扫查。
6.4 扫查速度不得大于150mm/s，当采用(yòng)自动报警装置扫查时，不受此限制。
7缺陷的测定
7.1 在探伤过程中，发现下列三种情况之一者即作為(wèi)缺陷：
7.1.1 缺陷**次反射波(F1)波高大于或等于满刻度的50%，即F1≥50%者。
7.1.2 当底面**次反射波(B1)波高未达到满刻度，此时，缺陷**次反射波(F1)波高与底面**次反射波(B1)波高之比大于或等于50%，即B1<100%，而F1/B1≥50%者。
7.1.3 当底面**次反射波(B1)波高低于满刻度的50%，即B1<50%者。
7.2 缺陷的边界或指示長(cháng)度的测定方法
7.2.1 检出缺陷后，应在它的周围继续进行探伤，以确定缺陷的延伸。
7.2.2 用(yòng)双晶直探头确定缺陷的边界或指示長(cháng)度时，探头移动方向应与探头的声波分(fēn)割面相垂直，并使缺陷波下降到探伤灵敏度条件下荧光屏满刻度的25%或使缺陷**次反射波高与底面**次反射波高之比為(wèi)50%。此时，探头中心移动距离即為(wèi)缺陷的指示長(cháng)度，探头中心点即為(wèi)缺陷的边界点。
7.2.3 用(yòng)单直探头确定缺陷的边界或指示長(cháng)度时，移动探头，使缺陷波**次反射波高下降到探伤灵敏度条件下荧光屏满刻度的25%或使缺陷**次反射波高与底面**次反射波高之比為(wèi)50%。此时，探头中心移到距离即為(wèi)缺陷的指示長(cháng)度，探头中心点即為(wèi)缺陷的边界点。
7.2.4 确定7.1.3条中缺陷的边界或指示長(cháng)度时，移动探头，使底面**次反射波高升到探伤灵敏度条件下荧光屏满刻度的50%。此时，探头中心移动距离即為(wèi)缺陷的指示長(cháng)度，探头中心点即為(wèi)缺陷的边界点。
7.2.5 当采用(yòng)**次缺陷反射波和**次底面反射波来评定缺陷时，探伤灵敏度应以相应的**次反射波来校准。
8缺陷的评定方法
8.1 缺陷指示長(cháng)度的评定规则
8.1.1 一个缺陷按其表观的*大長(cháng)度作為(wèi)该缺陷的指示長(cháng)度。
8.1.2 对于一个缺陷其指示長(cháng)度小(xiǎo)于40mm时，其長(cháng)度可(kě)不作记录。
8.2 单个缺陷指示面积的评定规则
8.2.1 一个缺陷按其表观的面积作為(wèi)该缺陷的单个指示面积。
8.2.2 多(duō)个缺陷其相邻间距小(xiǎo)于100mm或间距小(xiǎo)于相邻小(xiǎo)缺陷（以指示長(cháng)度来比较）的指示長(cháng)度（取其较大值），其各块缺陷面积之和也作為(wèi)单个缺陷指示面积。
8.3 缺陷面积占有(yǒu)率的评定规则
8.3.1 在任一1m×1m探伤面积内，按缺陷面积占探伤面积的百分(fēn)比来确定。
9钢板质量分(fēn)级
9.1 钢板质量分(fēn)级见表4。
表 4
级 别 | 不允许存在的一个缺陷指示長(cháng)度mm | 不允许存在的单个缺陷指示面积cm2 | 在任一1m×1m探伤面积内不允许存在的缺陷面积百分(fēn)比 % | 以下单个缺陷指示面积不计cm2 |
Ⅰ | ≥60 | ≥25 | >3 | <9 |
Ⅱ | ≥80 | ≥50 | >4 | <15 |
Ⅲ | ≥120 | ≥100 | >5 | <25 |
Ⅳ | ≥150 | ≥100 | >10 | <25 |
9.2 在钢板周边50mm（板厚大于50mm时，以板厚為(wèi)准）及剖口预定線(xiàn)两侧各25mm（板厚大于50mm时，以板厚的一半為(wèi)准）内，一个缺陷的指示長(cháng)度不得大于或等于50mm。
9.3 在探伤过程中，探伤人员如确认钢板中有(yǒu)白点、裂纹等危害性缺陷存在时，则应予判废，不作评级。
10 横波探伤
10.1 在探伤过程中对缺陷有(yǒu)疑问时或供需双方技术协议书中有(yǒu)规定时，可(kě)采用(yòng)横波探伤。
10.2 横波探伤见附录B（补充件）。
11 探伤报告
探伤报告应具备下列内容：
11.1 工件情况：材料牌号、材料厚度等。
11.2 探伤条件：探伤仪型号、探头型式、探头标称频率、晶片尺寸、耦合剂、试块等。
11.3 探伤结果
11.3.1 缺陷位置及缺陷分(fēn)布示意图。
11.3.2 缺陷等级及其它。
11.4 探伤人员姓名，探伤日期，报告签发人的姓名，报告签发日期，探伤人员及报告签发人资格级别等。
附 录 A
双晶直探头性能(néng)要求
(补充件)
A1 探头性能(néng)
A1.1 距离—振幅特性曲線(xiàn)
用(yòng)图2试块，在各个厚度上测定其回波高度(dB)，并作出如图A1所示的特性曲線(xiàn)，该特性曲線(xiàn)须满足下列条件：
a. 在厚度19mm上的回波高度，与*大回波高度差须在－3~－6dB范围内。
b. 在厚度3mm上的回波高度，与*大回波高度差也必须在－3~－6dB范围内。
图A1 距离—振幅特性曲線(xiàn)
A1.2 表面回波高度
用(yòng)直接接触法的表面回波高度，必须比*大回波高度低40dB以上。
A1.3 检出灵敏度
图1试块Φ5.6平底孔回波高度，与*大回波高度差必须在－10±2dB范围内。
A1.4 有(yǒu)效波束宽度
对准图1试块Φ5.6平底孔，与声波分(fēn)割面平行地移动探头，测定从回波高度在*大值位置向两边移动到降低6dB的范围，其波束宽度必须大于16mm。
附 录 B
横波探伤
(补充件)
B1 适用(yòng)范围
B1.1 本附录对用(yòng)斜探头超声波（横波）探测钢板中非夹层性缺陷作出规定，它作為(wèi)直探头超声波探伤的一项补充。
B2 探伤装置
B2.1 探头原则上选用(yòng)45°斜探头，圆晶片直径应在Φ13~25mm之间，方晶體(tǐ)片面积应不小(xiǎo)于200mm２。如特殊需要也可(kě)选用(yòng)其它尺寸和角度的探头来作补充的探测评定。
B2.2 探伤频率為(wèi)2~5MHz范围内。
B3 灵敏度校准试块
B3.1 试块用(yòng)钢板应与被探钢板厚度相同，声學(xué)特性相同或相似。
B3.2 试块上的人工缺陷為(wèi)切槽，其几何形状应由制造厂和钢板用(yòng)户协商(shāng)确定；槽深為(wèi)板厚的3%，槽的長(cháng)度至少為(wèi)25mm；槽宽不超过深度的一倍。
B3.3 试块的尺寸、切槽位置符合图B1的规定。
B3.4 对于板厚超过50mm的钢板，要在钢板的底面配置**个如B3.3所述的校正切槽。
图B1 灵敏度校正试块
B4 灵敏度的确定
B4.1 厚度小(xiǎo)于或等于50mm的钢板。
B4.1.1 把探头放在试块有(yǒu)切槽的一面上，使声束对准切槽的宽边，并放置于能(néng)得出**个全跨距反射的*大幅度，且可(kě)与始脉冲清楚分(fēn)辨开的位置。调节仪器，使该反射的*大幅度為(wèi)满刻度的70%，在荧光屏上记下这一信号的位置。
B4.1.2 朝离开切槽方向移动探头，直到得到**个全跨距信号，并放置于能(néng)得出信号*大反射幅度，记下这一信号幅值点在荧光屏上的位置，在荧光屏上将这两个相继的切槽反射信号幅值点连成一直線(xiàn)，该直線(xiàn)就是这种材料的距离—振幅曲線(xiàn)（DAC曲線(xiàn)）。
B4.2 厚度大于50mm而小(xiǎo)于等于150mm的钢板。
B4.2.1 把探头放在试块面上，使探头声束对准试块背面切槽的宽边，并放置能(néng)达到1/2跨距反射的*大幅度位置。调节仪器，使这一反射波幅為(wèi)满刻度的70%，在荧光屏上记下这个信号的位置。不要改变仪器调整状态，在3/2跨距上重复操作。
B4.2.2 不要改变仪器调整状态，把探头再次放在试块面上，使波束对准试块表面上的切槽，并放置于能(néng)达到全跨距*大反射的位置。此时在荧光屏上记下这一幅值点。
B4.2.3 在荧光屏上将B4.2.1和B4.2.2所确定的点连成一条線(xiàn)，此線(xiàn)即為(wèi)记录这种材料的距离—振幅曲線(xiàn)（DAC曲線(xiàn)）。
B4.3 厚度大于150mm而小(xiǎo)于等于200mm的钢板。
B4.3.1 把探头置于试块表面上，使声束对准试块底面上的切槽的宽边，并放置于能(néng)达到1/2跨距反射的*大幅度位置。调节仪器，使这一反射波幅為(wèi)荧光屏刻度的70%，在荧光屏上记下这个幅值点。
B4.3.2 不要改变仪器的调整状态，把探头再次放在试块面上，以全跨距对准切槽获得*大反射，在荧光屏上记下这个幅值点。
B4.3.3 在荧光屏上将B4.3.1和B4.3.2所确定的点连成一直線(xiàn)。此線(xiàn)即為(wèi)这种材料的距离—振幅曲線(xiàn)（DAC曲線(xiàn)）。
B5 扫查形式
B5.1 以垂直和平行于钢板主要压延方向的格子線(xiàn)扫查钢板的一个主要表面，格子線(xiàn)中心间距為(wèi)200mm，扫查时把探头放在钢板的某一边缘附近，使声束对准该边，其方向与该边缘垂直，直到超过板材中心达两倍板厚的位置。从钢板的四个边缘起在所有(yǒu)格子線(xiàn)重复此扫查操作。
B5.2 当发现缺陷信号时，移动探头使之能(néng)在荧光屏上得到*大反射。
B5.3 对于每一个等于或超过DAC曲線(xiàn)的缺陷显示，应记录其位置，并移动探头使波幅降到满刻度的25%来测量其長(cháng)度。波幅低于DAC曲線(xiàn)的缺陷，指示長(cháng)度较長(cháng)时，也可(kě)以记录备案。
B5.4 在每一个记录曲線(xiàn)位置上，应以记录缺陷中心起，在200mm×200mm的區(qū)域作100%探伤。
B6 验收标准
等于或超过距离—振幅曲線(xiàn)的任何缺陷信号均应认為(wèi)是不合格的，但另用(yòng)纵波方法作补充探伤，表明其性质是分(fēn)层类缺陷除外。
附加说明：
本标准由國(guó)内压力容器标准化技术委员会提出。
本标准由國(guó)家机械工业委员会合肥通用(yòng)机械研究所负责起草(cǎo)。
本标准主要起草(cǎo)人阎長(cháng)周
自本标准实施之日起，原JB 1150—73标准作废。
压力容器用(yòng)钢板超声波探伤
编制说明
JB 1150—73“压力容器用(yòng)钢板超声波探伤”标准（以下简称JB 1150—73标准）自执行以来，对压力容器的**运行起到了积极作用(yòng)。近年来，随着探伤技术的不断发展和钢板进出口贸易的增加，原标准内容已不能(néng)满足需要。為(wèi)此，國(guó)内压力容器标准化技术委员会以(84)容技秘字第4号文(wén)和机械工业部以(86)机技函字第454号文(wén)下达标准化计划，由我所负责修订JB 1150—73标准。
一、修订原则
标准起草(cǎo)小(xiǎo)组围绕如何参照國(guó)外先进标准进行了函调，而后进行的讨论，大家一致认為(wèi)操作方法部分(fēn)主要参考日本工业标准JIS G 0801《压力容器用(yòng)钢板超声波探伤》，质量分(fēn)级方法以JB1150—73标准中合理(lǐ)有(yǒu)效的内容為(wèi)主，并参考日本、美國(guó)、西德等國(guó)外先进标准。因此本标准既有(yǒu)相当于國(guó)外标准的先进性，又(yòu)具有(yǒu)符合國(guó)情这一特点。
二、条文(wén)的说明
1. 按照GB1.1—87《标准化工作导则，编写标准的一般规定》编制标准，使之具有(yǒu)一般标准格式。
2. 把板厚适用(yòng)范围作了扩大，即从原来的板厚范围12~120mm改為(wèi)现在的6~200mm。目前，薄板（<<st1:chmetcnv w:st="on"tcsc="0"numbertype="1" negative="False" hasspace="False"sourcevalue="6"unitname="mm">6mm）探伤已有(yǒu)使用(yòng)标准，因此6~12mm范围内的板材探伤标准就出现了空白。另外根据调查结果，我们把120~200mm厚板材的探伤也列入标准中。日本工业标准JIS G 0801《压力容器用(yòng)钢板超声波探伤》板厚的适用(yòng)范围也是6~200mm。
3. 為(wèi)了保证探伤结果的可(kě)靠性，对探伤人员资格作出了要求，即“进行钢板超声波探伤的人员应进行培训，并取得锅炉压力容器无损检测人员资格证书”。同时，对所使用(yòng)的探伤仪和探头及其性能(néng)也作出了规定。
4. 本标准仍采用(yòng)人工试块来调节探伤灵敏度，对于板厚小(xiǎo)于20mm的钢板，采用(yòng)双晶直探头，试块為(wèi)阶梯试块，对于板厚大于20mm的钢板，采用(yòng)单直探头，其试块采用(yòng)平底孔试块。这里，阶梯试块和板厚适用(yòng)范围的划分(fēn)是参照日本工业标准JIS G 0801制订的，平底孔试块是原JB 1150—73标准采用(yòng)的。另外，标准中还规定，对于板厚大于60mm的钢板探伤，可(kě)以采用(yòng)无缺陷部位底波来调节探伤灵敏度，并应与试块调节的灵敏度相同。即采用(yòng)大平底计算法，使底波调节的灵敏度和该板厚所用(yòng)的平底孔试块调节的灵敏度相同。
5. 表1探头标称频率要求一栏是考虑进口探头的标称频率往往和國(guó)产探头的标称频率有(yǒu)一定差异，而这种差异对探伤结果的影响较小(xiǎo)，即标称频率4MHz和5MHz或2MHz、2.25MHz和2.5MHz的探头可(kě)以通用(yòng)。
6. 钢板探伤原则上在钢板制造厂进行，钢板使用(yòng)单位可(kě)根据压力容器产品的要求进行复探。為(wèi)了避免探伤方法不同制造的偏差而带来争议，复探时，应尽量在探头的选用(yòng)、探伤与钢板的接触方式等方面与制造厂一致。
7. 由于钢板表面耦合的好坏，会给探伤灵敏度带来很(hěn)大差异，因此标准中规定应测量表面耦合差(dB)并计入探伤灵敏度内，方法是用(yòng)厚度相同或厚度相近（标准已给出偏差范围）的试块和钢板，测量试块和钢板**次底面回波的高度差(dB)，并计入探伤灵敏度内。
8. 考虑到钢板边缘通常是焊缝结合处，边缘缺陷的严重程度会直接影响焊缝质量。因此，本标准增加了对沿钢板周围50mm（当板厚大于50mm时，以板厚為(wèi)准）及剖口预定線(xiàn)两侧各25mm（当板厚大于50mm时，以板厚的一半為(wèi)准）内作完全扫查的要求，并对其大小(xiǎo)也作出了规定，即除了整张钢板按表4分(fēn)级外，对于在钢板周边和剖口预定線(xiàn)两侧内，一个缺陷的指示長(cháng)度不得大于或等于50mm。
9. 标准对缺陷的概念作了明确的规定，即条文(wén)中的7.1.1、7.1.2和7.1.3条。
7.1.1条针对缺陷反射波的情况；7.1.2条针对缺陷波和底波同时存在而底波反射又(yòu)较低的情况；7.1.3条针对底波反射降低很(hěn)大的情况。这样明确后，可(kě)以避免探伤过程中的争议。
10. 标准增加了斜探头横波探伤，但只作為(wèi)补充件，主要目的是為(wèi)了在探伤中存在有(yǒu)争议或有(yǒu)疑问或制造厂和用(yòng)户协议书上有(yǒu)要求时，作為(wèi)一种补充的探伤方式，本附录主要参照美國(guó)ASME SA—577“钢板超声波斜射法检验规范”。
11. 本标准对缺陷分(fēn)级采用(yòng)3种方式，即：
⑴不允许存在的一个缺陷指示長(cháng)度；
⑵不允许存在的单个缺陷指示面积；
⑶在任一1m×1m探伤面积内不允许存在的缺陷面积百分(fēn)比。
关于**点，原JB1150—73标准是没有(yǒu)的，这次参考日本、西德等國(guó)标准，对一个缺陷指示長(cháng)度作出要求。**点的内容在JB1150—73标准是有(yǒu)的，这次仍采用(yòng)缺陷面积进行质量分(fēn)级，其原因一方面是原标准执行以来，厂家对此持异议较少，并為(wèi)广大探伤人员所接受。另外，西德、美國(guó)等在钢板质量分(fēn)级中也都采用(yòng)面积来进行分(fēn)档。第三点的内容在原JB1150—73标准中也是有(yǒu)的，它同日本标准中“密集度”及“占积率”的概念很(hěn)相似，我们认為(wèi)有(yǒu)必要保留。
國(guó)家机械工业委员会、化學(xué)工业部、劳动人事部、中國(guó)石油化工总公司1988-01-11批准
1988-06-01实施