適用于GB/T 11345-2013技術(shù)2的平底孔試塊及靈敏度設(shè)定

孟倩倩，金宇飛，劉 洋，李 晴

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

適用于GB/T 11345-2013技術(shù)2的平底孔試塊及靈敏度設(shè)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(jì)寧272400；2.上海材料研究所，上海200437）

對焊縫超聲檢測國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11345－2013《焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定》中技術(shù)2和GB/T 29712－2013《焊縫無損檢測超聲檢測驗(yàn)收等級》所適用的平底孔試塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，介紹了用此平底孔試塊來設(shè)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(biāo)準(zhǔn)GB/T 11345－2013《焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、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(yàn)收等級》于2013年9月18日頒布、2014年6月1日實(shí)施。該系列標(biāo)準(zhǔn)為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，分別對應(yīng)焊縫超聲檢測的技術(shù)方法和檢測等級、顯示特征判定以及焊縫質(zhì)量驗(yàn)收三個(gè)方面［1－2］，代替了GB/T 11345－1989標(biāo)準(zhǔn)。

新標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)2，明確規(guī)定了采用不同直徑平底孔來設(shè)定參考靈敏度，但標(biāo)準(zhǔn)中并沒有給出參考試塊的圖樣。因此，用戶需依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)所給出的條件自行設(shè)計(jì)試塊。為方便用戶的使用，專門設(shè)計(jì)出了適用于新標(biāo)準(zhǔn)的平底孔試塊。

1 平底孔試塊的設(shè)計(jì)

1.1 平底孔試塊設(shè)計(jì)依據(jù)

該類試塊的設(shè)計(jì)依據(jù)是GB/T 11345－2013標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)2要求:以規(guī)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(jù)GB/T 11345－2013的要求（見表1），設(shè)計(jì)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?yàn)樘筋^折射聲束有一定的范圍，應(yīng)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(yīng)設(shè)計(jì)在規(guī)定角度的斜面上。

依據(jù)GB/T 11345－2013的要求（見表2），設(shè)計(jì)平底孔試塊（制作DGS曲線）。

表1 技術(shù)2的驗(yàn)收等級2和驗(yàn)收等級3的參考等級（斜射波束橫波檢測）

表2 技術(shù)2的驗(yàn)收等級2和驗(yàn)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(shè)計(jì)內(nèi)容

檢測8 mm≤t＜15 mm厚焊縫時(shí)，以?1.5 mm平底孔為基準(zhǔn)設(shè)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(dòng)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(qū)，一次反射波可檢測根部以上區(qū)域及熱影響區(qū)。此類試塊設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)構(gòu)示意分別見表3和圖1。

表3 HL-I系列試塊設(shè)計(jì)參數(shù)

圖1 HL-Ia，HL-Ib，HL-Ic試塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意

檢測15 mm≤t＜40 mm厚焊縫時(shí)，選用1.5～2.5 MHz頻率時(shí)，以?2.5 mm平底孔為基準(zhǔn)設(shè)定檢測靈敏度；選用3～5 MHz頻率時(shí)，以?2 mm平底孔為基準(zhǔn)設(shè)定檢測靈敏度，探頭角度選擇范圍為35°～70°之間，探頭移動(dòng)距離為1.25P，直射波可檢測根部及熱影響區(qū)，一次反射波可檢測根部以上區(qū)域及熱影響區(qū)。此類試塊設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)構(gòu)示意分別如表4和圖2，3所示。

圖2 HL-IIa，HL-IIb，HL-IIc試塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意

表4 HL-II和HL-III系列試塊設(shè)計(jì)參數(shù)

檢測40 mm≤t＜100 mm厚焊縫時(shí)，探頭頻率選用1.5～2.5 MHz或3～5 MHz，以?3 mm平底孔為基準(zhǔn)設(shè)定檢測靈敏度，探頭角度選擇范圍為35°～70°之間，探頭移動(dòng)距離為1.25P，直射波可檢測根部及熱影響區(qū)，一次反射波可檢測根部以上區(qū)域。此類試塊設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)構(gòu)示意分別見表5和圖4。

表5 HL-IV系列試塊設(shè)計(jì)參數(shù)

圖3 HL-IIIa，HL-IIIb，HL-IIIc試塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意

圖4 HL-IVa，HL-IVb，HL-IVc試塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意

試塊依據(jù)檢測范圍的不同共設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)內(nèi)容

因標(biāo)準(zhǔn)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(qū)內(nèi)，反射聲壓不穩(wěn)定，因此設(shè)計(jì)了多個(gè)平底孔用于制作曲線。此類試塊設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)示意分別見表6和圖5。

當(dāng)檢測范圍在40 mm≤t＜100 mm時(shí)，用?60 mm的圓柱，加工?3 mm×15 mm平底孔。此類試塊設(shè)計(jì)見表7和圖6。

表6 ZL-I系列試塊設(shè)計(jì)參數(shù)

圖5 ZL-Ⅰ系列試塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意

表7 ZL-Ⅱ系列試塊參數(shù)

圖6 ZL-Ⅱ系列試塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意

2 用平底孔試塊設(shè)定參考靈敏度

2.1 橫波檢測用平底孔試塊靈敏度設(shè)定

步驟1:根據(jù)被檢工件技術(shù)要求及規(guī)格參照標(biāo)準(zhǔn)要求，確定檢測用探頭角度（誤差不得大于2°）。

步驟2:依據(jù)所選探頭及驗(yàn)收等級確定靈敏度調(diào)整所用試塊。

步驟3:將已校驗(yàn)好的探頭分別置于圖7中a、b、c、d位置，前后移動(dòng)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(diào)整至滿屏的80%高度，分別記錄此時(shí)各自的dB值，此即為DGS曲線的第一、第二、第三、第四點(diǎn)，將以上四點(diǎn)連成一條曲線，即為標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)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(shè)定

依據(jù)所檢工件厚度選擇合適的試塊，將已校驗(yàn)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(diào)整至滿屏的80%高度，分別記錄此時(shí)的dB值，將所有記錄各點(diǎn)連成一條曲線，此曲線即為標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)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(shè)定示意圖

3 DGS曲線的制作

GB/T 29712－2013標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在焊縫超聲檢測時(shí)，應(yīng)評定所有等于或超過評定等級的不連續(xù)顯示信號，因此檢測靈敏度的設(shè)定值至少應(yīng)為評定等級。評定等級與驗(yàn)收等級有關(guān)，即與焊縫的質(zhì)量等級有關(guān)。

對于驗(yàn)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(yàn)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(guān)。因此按該標(biāo)準(zhǔn)評定焊縫中的顯示，對于驗(yàn)收等級2級的焊縫，其檢測靈敏度至少應(yīng)為參考等級－8 dB，對于驗(yàn)收等級3級的焊縫其檢測靈敏度至少應(yīng)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(shí)，為方便及時(shí)評定還應(yīng)增加指示長度不同時(shí)所對應(yīng)的驗(yàn)收等級與記錄等級。

縱波與橫波檢測依據(jù)檢測范圍與驗(yàn)收等級的不同均應(yīng)采用相同的方式設(shè)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(shí)，評定等級線與記錄等級線重合。圖9中t＞l時(shí)，參考等級與驗(yàn)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(shí)記錄等級與t＜l時(shí)驗(yàn)收等級2線重合；t＜l時(shí)，記錄等級與評定等級線重合。圖11中t＜l時(shí)驗(yàn)收等級3級、t≥l＞ 0.5t時(shí)記錄等級線與參考等級線重合；t＜l時(shí)記錄等級與評定等級線相重合。

圖8 驗(yàn)收等級2級，8 mm≤t＜15 mm

圖9 驗(yàn)收等級3級，8 mm≤t＜15 mm

圖10 驗(yàn)收等級2級，15 mm≤t≤100 mm

圖11 驗(yàn)收等級3級，15 mm≤t≤100 mm

4 結(jié)語

標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11345－2013與GB/T 11345－1989相比，在技術(shù)要求方面存在有較大的差異，尤其是在試塊及靈敏度設(shè)定方面差異最大。作為無損檢測人員應(yīng)充分理解標(biāo)準(zhǔn)，合理設(shè)計(jì)或選擇試塊，正確調(diào)整參考靈敏度，嚴(yán)格按照檢測工藝規(guī)程實(shí)施，才能夠確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)的平底孔試塊系列，不僅符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，更利于現(xiàn)場檢測的實(shí)際需求，為使用者正確理解和使用標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)工藝方法研究工作。