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1、福建省工程建设地方标准DB工程建设地方标准编号：DBJT13XXXXXXX住房和城乡建设部备案号：J1XXXX-20XX建筑钢结构焊缝相控阵超声检测技术标准（征求意见稿）Technicalstandardforphasedarrayultrasonicinspectionofweldsinbuildingsteelstructures202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施福建省住房和城乡建设厅1总则12术语23检测人员74检测设备和器材84.1 总则84.2 仪器84.3 探头84.4 软件94.5 扫查装置94.6 试块104.7 耦合剂115检测技术等级125.1 总则125.2
2、 A级检测125.3 B级检测135.4 C级检测136一般要求156.1 检测工艺规程156.2 横向缺陷检测1663检测系统的校准、核查、检查与复核167检测方法197.1 检测准备197.2 检测参数校准2173检测实施227.4 检测数据的有效性评价237.5 缺陷的测量248缺陷评定268.1 评定等级与评定曲线268.2 缺陷评定269检测记录和报告28附录A常见形式焊接接头推荐的扫查位置30附录B焊接接头相控阵超声检测典型图谱36附录C建筑钢结构焊缝相控阵超声检测报告43本标准用词说明45引用标准名录46附：条文说明47Contents1 GeneralProvisions12
3、TermsandSymbols23 TestingPersonnel14 TestingEquipmentandDevices84.1 Generalprovisions84.2 Equipment84.3 Probe84.4 Software94.5 Scanningdevice94.6 Testingblock104.7 Couplingagent115 TestingTechnologyLevel125.1 Generalprovisions125.2 A-Ieveltesting125.3 B-Ieveltesting125.4 C-Ieveltesting136 GeneralReq
4、uirements156.1 TestingProcessProcedures156.2 Transversedefecttesting166.3 Calibration,verification,inspection,andreviewoftesting6.4 tems167 TestingMethod197.1 Preparationfortesting197.2 Calibrationoftestingparameters217.3 Implementationoftesting227.4 Evaluationofthevalidityoftestingdata237.5 Measure
5、mentofdefects248 DefectAssessment268.1 Ratinglevel268.2 Assessmentcurve268.3 Defectassessmen269 TestingRecordsandReports28AppendixARecommendedScanningPositionsForCommonFormsofWcldcdJoints30Appendix B TypicalDiagramofPhasedArrayUltrasonicInspectionofWeldedJoints36Appendix C ReportonPhasedArrayUltraso
6、nicInspectionofWeldSeamsinBuildingSteelStructures43ExplanationofWordinginThisStandard451.istofQuotedStandards46AdditioniExplanationofProvisions471总则.o.为满足建筑工程发展要求，统一采用相控阵超声技术的建筑钢结构焊缝检测技术等级、检测方法、质量分级要求及质量评定，特制定本标准。1.0.2本标准适用于厚度为RdOOmm的细晶钢焊缝检测与质量评定。1.0.3对于粗晶钢焊接接头，在考虑信噪比和声速各向异性的影响后，也可参照本标准；厚度超过100mm的焊缝
7、也可参照本标准进行检测。1.0.4建筑钢结构焊缝相控阵超声检测质量验收除应执行本标准外，尚应符合国家、行业和福建省现行有关标准的规定。2术语GBT12604.1和GB/T9445界定的以及下列术语和定义适用于本文件。2.0.1相控阵超声检测phased-arrayultrasonictesting根据设定的延迟法则激发相控阵探头各独立压电晶片(阵元)，合成声束并实现声束的移动、偏转和聚焦等功能，再按一定延迟法则对接收到的超声信号进行处理并以图像的方式显示被检对象内部状态的超声检测方法。2.0.2延迟法则delaylaw通过控制激发晶片的数量、时序和时间间隔，实现波束移动、偏转、聚焦以及接收合成
8、的控制法则。2.0.3激发孔径activeaperture相控阵探头单次激发晶片组的总长度。对于一维线阵探头，如图1所示，激发孔径长度L按式(1)计算。1.=nc-d=na+(n-)d(1)2.0.4探头前端距probeposition检测焊接接头时，探头前端距焊缝中心线的距离。2.0.5扫查scan探头与工件之间的相对移动。对于焊接接头，根据探头移动方向与焊缝长度方向之间的关系，常用的可分为沿线扫查、沿线格栅扫查、平行扫查与斜平行扫查。2.0.6沿线扫查mechanicalscanalongtheline沿线扫查时，探头置于焊缝外侧，探头激发声束方向垂直于焊缝中心线，如图2.0.5/所示。探
9、头扫查方向平行于焊缝中心线。2.0.7沿线栅格扫查multiplescanalongtheline沿线栅格扫查时，探头按照栅格式的轨迹行进，以实现对检测部位的全面覆盖或多重覆盖。如图3所示，对焊缝采用多个不同的探头前端距沿线扫查即形成沿线栅格扫查。图20.5-2沿线栅格扫查示意图2.0.8平行扫查parallelscan平行扫查前，应去除焊缝余高。平行扫查时，探头置于焊缝中心线上，探头激发声束方向平行于焊缝中心线，如图4所示。探头扫查方向平行于焊缝中心线,主要用于横向缺陷检测。2.0.9斜平行扫查ObliqUeParalleISCan斜平行扫查时，探头置于焊缝外侧，探头激发声束方向与焊缝中心线
10、呈一定夹角，如图5所示。探头扫查方向平行于焊缝中心线，主要用于横向缺陷检测。图2.0.54斜平行扫查示意图2.0.10电子扫描electronicscan通过延迟法则使声束在检测区域中发生移动或偏转。常用的可分为线扫描和扇扫描。2.0.11线扫描electronicIincascan对相控阵的不同晶片组施加相同的延迟法则，使每组晶片组均产生某一特定角度的声束，通过改变不同激活晶片组的位置，实现声束沿晶片阵列方向的移动。2.0.12扇扫描electronicsectorialscan对相控阵的晶片组施加不同的延迟法则，使晶片组在设定的角度范围内产生不同角度的声束。2.0.13角度增益修正（ACG
11、）anglecorrectedgain不同角度声束检测时，对相同声程和尺寸的反射体的回波幅度进行增益修正，使之达到相同幅值。2.0.14时间增益修正（TCG）timecorrectedgain对不同声程处相同尺寸的反射体的回波幅度进行增益修正，使之达到相同幅值。2.0.15A型显示A-display指以探头为原点的，以直角坐标方式显示距离和目标回波强度关系的图像。2.0.16B型显示Bdsplay工件检测区域在Y-O-Z平面的投影图像，图像中横坐标表示扫描的宽度，纵坐标表示扫描的深度，如图2.0.12所示。2.0.17C型显示Cdsplay工件检测区域在X-O-Y平面的投影图像，图像中横坐标表
12、示平行线扫查移动的距离，纵坐标表示扫描的宽度，如图2.0.12所示。2.0.18D型显示D-display工件检测区域在X-O-Z平面的投影图像，图像中横坐标表示平行线扫查移动的距离，纵坐标表示深度，如图2.0.12所示。CTH小图2012显示类型示意图2.0.19S型显示S-display由扇扫描声束形成的一定角度范围内的图像显示。3检测人员3.0.1从事相控阵超声检测的人员至少应符合GB/T9445或等效标准的要求，应通过有关相控阵检测技术的专门培训并取得相应证书。3.0.2相控阵超声检测人员应具有实际检测经验，熟悉检测的设备并掌握一定的金属材料、焊接及加工等方面的基本知识。4检测设备和器
13、材4.1 总则4.1.1 相控阵检测设备包括仪器、探头、软件、扫查装置等，检测器材包括试块和耦合剂等。4.1.2 检测设备各组成部分应成套或单独具有产品合格证或制造厂出具的合格文件.4.2 仪器4.2.1 仪器应具有多通道超声波延迟控制发射、接收、放大、数据自动采集、记录、成像显示和分析功能。其放大器增益调节步进不应大于IdB,4.2.2 放大器的3dB频带宽度宜在0.522MHZ范围内，且下限不高于IMHz,上限不低于15MHz2(MOoRB-31004.6.4 模拟试块主要用于验证检测工艺的有效性，也可用于检测灵敏度的校准、信噪比的评价。模拟试块的材质、形状、结构和表面条件均应与被检工件相
14、同或相近。模拟缺陷的类型、位置、尺寸和数量设置应考虑被检工件中可能存在的缺陷状态，应包括纵向和横向缺陷，体积型和面积型缺陷，表面和内部缺陷，也可含有用于校准的人工反射体。4.6.5 当出现以下情况之一时应在模拟试块上进行工艺验证试验。或经合同双方同意，使用经过认证的相控阵仿真软件计算，部分或全部代替工艺验证试验内容。1按C级检测的焊接接头；2按B级采用自动或半自动扫查的批量检测；3结构和形状复杂的工件；4非铁素体、粗晶粒钢工件检测；5检测条件（例如检测面）不能满足检测等级要求时：6合同要求进行。4.7耦合剂4.7.1 耦合剂应具有透声性较好且不损伤被检工件表面的性质，如机油、化学襁糊、甘油和水
15、等。4.7.2 实际检测采用的耦合剂应与检测参数校准时的耦合剂保持一致，且应至少在7.8.2规定的温度范围内能保持耦合稳定。5检测技术等级5.1 总则5.1.1 钢结构焊缝相控阵超声检测技术分为A级、B级、C级三个等级，相控阵超声检测技术等级选择应符合制造、安装、在用等有关规范、标准及设计图样的规定。5.1.2 制造（或安装）阶段的钢结构焊缝，宜采用B级检测；重要结构的焊接接头，可采用C级检测。5.2 A级检测5.2.1 A级检测适用于工件厚度为650mm且缺陷检出率要求较低的焊接接头的检测。5.2.2 检测时应保证相控阵声束对检测区域实现至少一次全覆盖。5.2.3 可选择横波倾斜入射的沿线扫
16、查+扇扫描或横波倾斜入射的沿线扫查+线扫描。一般从焊接接头单面双侧进行检测，如受条件限制，可选择双面单侧或单面单侧进行检测。5.2.4 A级检测一般不需要进行横向缺陷检测。5.2.5 A级不要求制作模拟试块。在对比试块上测量信噪比，应保证所有声束拟采用的声程范围内小3横通孔信噪比大于9dB05.3 B级检测5.3.1 B级检测适用于工件厚度为6-100mm的缺陷检出率要求较高的焊接接头的检测。5.3.2 检测时应保证相控阵声束对检测区域实现至少二次全覆盖，两次覆盖的声束尽量来自大致相互垂直的两个方向。若因条件限制，只能来自一个方向，则两次覆盖的声束夹角不得小于10oo5.3.3 当母材厚度6m
17、m50mm时，可选择横波倾斜入射的沿线扫查+扇扫描或横波倾斜入射的沿线扫查+线扫描进行检测，一般从焊接接头单面双侧进行检测，如受条件限制，可以选择双面单侧或双面双侧检测。当厚度50mm-lOOmm时，可选择横波倾斜入射的沿线扫查+扇扫描进行检测，扫查面为双面双侧。5.3.4 受条件限制，无法做到焊缝的单面双侧或双面双侧扫查时，可增加三次波扫查（较薄工件），或增加沿线格栅扫查（较厚工件），来增大覆盖范围和实现多角度声束覆盖。5.3.5 B级是否制作模拟试块由合同双方商定。在试块上测量信噪比，应保证所有声束拟采用的声程范围内d）3横通孔的信噪比大于12dBo5.4 C级检测5.4.1 C级检测适用
18、于工件厚度为6100mm的缺陷检出率要求很高的重要结构焊接接头检测。5.4.2 采用C级检测时应将对接接头的余高磨平。5.4.3 应保证相控阵斜入射声束对检测区域实现至少三次全覆盖，其中任两次覆盖的声束应尽量来自大致相互垂直的两个方向。若因条件限制只能来自一个方向，则任两次覆盖的声束夹角不得小于10。5.4.4 当母材厚度6mm50mm时，可选择横波倾斜入射的沿线扫查十扇扫描或横波倾斜入射的沿线扫查+线扫描进行检测，扫查而至少为焊缝单面双侧。当厚度50mm100mm时，可选择横波倾斜入射的沿线扫查+扇扫描进行检测，扫查面应为双面双侧。5.3.5 受条件限制，无法做到焊缝的单面双侧或双面双侧扫查
19、时，可增加三次波扫查（较薄工件），或增加沿线格栅扫查（较厚工件），来增大覆盖范围和实现多角度声束覆盖。5.3.6 C级要求制作模拟试块。在模拟试块上测量信噪比，应保证所有声束拟采用的声程范围内也3横孔的信噪比大于12dB5.3.7 C级检测应进行横向缺陷检测和在焊缝及附近母材的纵波直射声束扫描。6一般要求6.1 检测工艺规程6.1.1 检测前应编制相控阵检测工艺规程，至少应包括如下内容.表6.1.1相控阵检测工艺规程内容类型内容检测标准标准名称、标准编号等仪器器材设备仪器型号、仪器编号、探头型号及相关参数、楔块型号及相关参数、扫查装置、试块、耦合剂等被检工件情况母材厚度、材质、表面状态、热处理
20、情况、焊接方法、坡口形状尺寸、焊缝类型、余高情况等检测技术要求检测技术等级、检测面选择、检测比例、检测区域、检测时机、扫查方式、扫查速度、检测灵敏度、表面补偿、横向缺陷的补充检测方法（必要时）等检测参数选择与设置校准方法、激发孔径、聚焦深度、声束角度、探头前端距、扫描类型（线扫描/陶扫描）、扇扫角度或线扫步进、扫查步进等扫查示意图焊缝模拟检测示意图（声束覆盖情况）、扫查面、探头位置、扫查移动方向和移动范围其他编制人、编制时间等6.2 横向缺陷检测6.2.1 在发生下列情况时需对横向缺陷进行检测。1C级检测；2有横向裂纹发生倾向时；3合同或设计文件有相关要求时。6.2.2 横向缺陷检测可根据余高
21、情况确定。当余高磨平时，可采用扇扫描+平行扫查方式进行检测。当余高未磨平时，可采用扇扫描+斜平行扫查方式进行检测，控制探头声束方向与焊缝轴线角度夹角为1015。、6.2.3 在使用平行或斜平行扫查时，宜在沿线扫查灵敏度基础上提高6dB12dB。且扫查应在0方向和180方向两个方向进行；6.2.4 当采用手动平行或斜平行扫查时，探头在扫查的过程中应做5。的左右转动。6.3 检测系统的校准、核查、检查与复核6.3.1 每年至少对检测仪器和探头进行一次周期性校准并记录，测试要求应满足4.2、4.3相关规定。6.3.2 周期性运行核查应满足下列规定：1每隔6个月至少对仪器和探头组合性能中的垂直线性、水
22、平线性进行一次运行核查并记录，测试要求应满足425的规定。2每隔1个月至少对阵元有效性进行一次核查,测试要求应满足4.3.5的规定。6.3.3 检测前检查应满足下列规定：1每次检测前应检查仪器设备器材外观、线缆连接和开机信号显示等情况是否正常。2每次检测前应对位置传感器进行检查和记录，检查方式是使带位置传感器的扫查装置至少移动50Omm,将检测设备所显示的位移和实际位移进行比较，其误差应小于1%且最大不超过IOmmo6.3.4 检测过程复核应满足下列规定：1检测系统的复核包括对灵敏度复核及定位精度复核，在如下情况时应按照GBT32563附录B对检测系统进行复核。1）检测前；2）检测过程中检测设
23、备停机后开机或更换部件时；3）检测过程更换耦合剂；4）检测人员有怀疑时；5）连续工作4小时以上；6）检测结束时。2楔块角度的实测值与标称偏差范围应控制在-1Tl,若超出此范围，应对楔块进行修磨或更换楔块。3复核时用的参考试块应与初始设置时的参考试块相同。若复核时发现有偏离初始设置时的参数值，应按表634的要求进行修正。4当检测设备所显示的位移和实际位移的误差21%时，应对上次设置以后所检测的位置进行修正。表6.3.4检测系统的偏离与纠正复核偏离检测系统纠正灵敏度3dB调整软件增益进行纠正3dB找出原因重新设置并重新检测上次校准以来所检焊缝声程lmm不需要采取措施lmm找出原因重新设置并重新检测
24、上次校准以来所检焊缝续表6.3.4角度lo找出原因重新设置并重新检测上次校准以来所检焊缝7检测方法7.1 检测准备7.1.1 检测前，应了解焊缝的材质、厚度、焊接工艺、坡口形式、余高和背面衬垫等被检工件信息。7.1.2 应根据工件情况、相应标准及合同要求，确定检测技术等级，并根据第5章的规定，确定检测面及探头扫查方式。7.1.3 焊接接头检测区域应包含焊缝本身宽度加上两侧各IOmm或实际热影响区宽度，取二者较大值。7.1.4 探头和楔块选择应满足下列规定：1应根据被检工件的类型、规格尺寸、结构、材质、检测面以及检测方式综合选择相控阵探头、楔块和检测区域覆盖方式等。推荐使用的探头参数如表7.1.
25、4所示。表7.L4相控阵线阵探头推荐性选择最大探测厚度mm标称频率/MHz晶片间距mm偏转方向孔径尺寸mm6-155750.8).35-1015-504101.0).58-2550-1002-7.51.5).520-35100-200512.0).83(M52相控阵探头选择的般原则，对于薄工件焊接接头检测，多选用高频、小激发孔径的探头；对于厚工件焊接接头检测，多选用低频、大激发孔径的探头；在满足穿透的情况下，可选择孔径小的探头。3楔块的选择主要包括其类型和形状规格等，对于纵波直入射方式，一般选用0楔块，对于斜入射方式般选用带角度的楔块。对于曲面工件，当楔块与被检工件接触面的间隙大于0.5mm时
26、，应采用曲面楔块或对楔块进行修磨，同时考虑对声束的影响。7.1.5 聚焦设置应满足下列规定：1焊缝初始扫查的聚焦深度设置不宜在近场区。当检测声程范围在50mm以下时，聚焦深度可以设置在最大检测声程处；当检测声程范围在50mm以上时，聚焦深度可以选择检测声程范围的中间值或其他适当深度。2在对缺陷进行精确定量时，或对特定区域检测需要获得更高的灵敏度和分辨力时，可将焦点设置在该区域，但应注意聚焦区以外声场劣化问题。7.1.6 扇扫描的角度设置应满足下列规定：1当使用横波倾斜入射时，角度范围不得超出3575,建议在4070范围内，且还应符合楔块厂商推荐的角度范围。2当最大检测深度不超过IoOmm时，角
27、度步进不得大于1-当最大检测深度超过100mm时，角度步进不得大于0.5。7.1.7检测面与声束覆盖相关要求应满足下列规定：1应根据检测等级、检测区域的覆盖情况、检测实施的可操作性确定检测面和检测位置。2当对检测区域进行厚度扫查分区时，一次扫查检测深度范围内，最大声程处信噪比应满足第五章不同检测等级对应的信噪比要求。各分区应在厚度方向以此向上覆盖相邻分区深度范围的25%（焊缝接头中心线处）。7.1.8检测前，必须对检测面进行清理，去除扫查区域内的焊接飞溅、铁屑、油污以及影响透声效果的涂层等，表面应保持良好的声学接触，表面粗糙度应不大于12.5Um。7.2 检测参数校准7.2.1 检测前校准应满
28、足下列规定：1在检测前应使用ACG校准、TCG校准功能使不同角度的声束和不同距离处的信号对于相同类型和相同尺寸的反射体，信号显示能达到基本一致的幅度，且对最大声程处横孔同波的信噪比满足第五章不同检测等级对应的信噪比要求。2应对每个聚焦声束都进行校准和参考灵敏度的设定。7.2.2 灵敏度设置应满足下列规定：1可使用TCG和DAC两种方式设置灵敏度。2初始扫查时推荐采用TCG设置灵敏度。3设置TCG灵敏度，探测深度为6mm50mm时，将63X40横孔回波波幅调至满屏的适当高度（例如90%）,作为扫查灵敏度:探测深度大于50mm时，将63X40横孔回波幅度调至满屏的适当高度（例如80%）,作为扫查灵
29、敏度。4设置DAC灵敏度，探测深度为6mm50mm时，将DAC曲线的最大声程处的63X40横孔回波波幅调至满屏的适当高度（例如40%）,作为扫查灵敏度；探测深度大于50mm时，将DAC曲线的最大声程处的3X40横孔回波幅度调至满屏的适当高度（例如20%）,作为扫查灵敏度。5曲面工件检测时，检测面曲率半径RWW2/4时，TCG或DAC校准应在与检测面曲率相同或相近（试块曲率在工件曲率的0.97.5倍范围内）的对比试块上进行。6纵焊缝的增益及声程修正可通过相应的模拟试块测定，也可通过仿真软件计算实现。7工件的表面耦合损失和材质衰减应与试块相同，否则应进行传输损失补偿，在所采用的最大声程内最大传输损
30、失差小于或等于2dB时可不进行补偿。7.3 检测实施7.3.1 焊缝应冷却到环境温度后方可进行外观检测，无损检测应在外观检测合格后进行，具体检测时间应符合现行国家标准钢结构焊接规范GB50661的规定。7.3.2 被检工件表面温度应控制在OC50C,若工件表面温度在此范围外，应考虑采用特殊探头或耦合剂；检测系统校准与实际检测的温度差应控制在15C以内。7.3.3 焊缝的全面检测或抽查比例,应根据GB50661的规定进行,满足表7.3.3的规定。表733一级二级焊缝质量等级及超声相控阵检测要求焊缝质量等级一级二级内部缺陷超声相控阵探伤缺陷评定等级11III检测等级B级B级检测比例100%20%注
31、：二级焊缝检测比例的技术方法应按以下原则确定：工厂制作焊缝按照焊缝长度计算百分比，且探伤长度不小于200mm：工厂制作焊健按照焊健长度计算百分比，且探伤长度不小200mm：当焊缝长度小于200mm,应对整条焊缝探伤：现场安装焊缝应按照同一类型、同施焊条件的焊缝条数计算百分比，11不应少于3条继。7.3.4扫查步进相关参数设置主要取决于被检工件的厚度，其参数设置应符合表7.3.4的规定。表7.3.4扫查步进最大值工件国度t/mm扫查步进最大值AXZZmm6t101.0IOt15O2.015022扇扫X和Y或C和DA和EX和Y或C和D5(M00扇扫一次波A和B和E和F4扇扫X和Y或C和DC6-50
32、扇扫1次波和二次波A和B33扇扫C和D扇扫A和EC和D5(M00扇扫一次波A和B和E和F6扇扫C和D注:a）当表中所列探头位宜及位置数目满足不了覆盖次数的要求时，应增加探头位置和数目进行检测；b）当工件厚度较薄时，可以选择三次波增加探头位置和覆盖次数；c）当检测面或检测位置受到限制，仅靠一次波无法满足覆盖条件时，可采用二次波。A.0.2T型接头推荐的探头位置和扫查设置见图A.0.2和表A.0.2o图AO2T型接头探头位置示意图表,0.2T型接头推荐的扫查设置检测技术等级工件厚度Zmm纵向缺陷检测横向缺陷检测扫描方式扫描设置推荐探头位置探头位置总数覆X次数打描方式探头位置A6-50扇扫或线扫一次波和二次波A或B11/一次波C或D11B6-50扇扫一次波和二次波A和B22扇扫X和Y一次波C和D2X和Y501(X)扇扫一次波A和B42扇扫X和丫一次波C和D2X和YC6-50扇扫一次波和二次波A和B33扇扫X和丫一次波C和D33X和丫5(MOO扇扫一次波A和B63扇扫X和Y一次波C和D33X和丫注：a）当表中所列探头位置及位置数目满足不了覆盖次数的要求时，应增加探头位置和数目进行检测;b）建议增加直入射探头位置E作为纵向缺陷检测的探头位置之一；c）当工件厚度较薄时，可以选择三次波增加探头位置和覆盖次数；
