焊缝无损检测——超声波检测
焊缝中缺陷的特征
目录
序言 1范围 2标准参考 3种类与定义 3.1概述 3.2使用惯例 3.3回波高度标准
3.3.1低波幅（步骤1） 3.3.2高波幅（步骤2）
3.4定向反射特征条件（步骤3） 3.5回波静态波形条件（步骤4） 3.6回波动态波形条件（步骤5） 3.7补充检测
附录A（规范性附录）焊缝内部缺陷分类—分类流程图 附录B（资料性附录）扫查入射角
附录C（资料性附录）反射体的基本动态回波波形
附录ZA（资料性附录）选择欧标条款的基本要求或欧盟其它规程的规定 序言
平面状或非平面状缺陷显示的分类应依据以下几个参数： ——焊接技术：
——显示的几何位置； ——最大回波高度； ——定向反射特性；
——静态回波波形（即A显示）； ——动态回波波形。
分类的步骤包括检测每个参数（不同于其它参数），以得到一个正确的结论。
作为指导，附录A的流程图给出了适用于焊缝内部显示缺陷的分类方法。流程图应结合上述的基本参数来应用。
若规范有规定，最好根据EN1712标准要求来完成这些分类。 1. 范围
本标准给了一个流程框图，见附录A，此流程图专用于平面状或非平面状内部显示缺陷的分类。
本标准仅适用于距焊接接头（未打磨）表面5mm以下的显示缺陷的定位，见图1。
1551焊缝（定位）范围 图1：显示缺陷的定位
2. 参考标准
本欧洲标准引用了来自其它标准中注册日期或未注册日期的资料和条款。这些标准资料引用在本文中适合的位置，篇名如下。对于注册日期的引用标准，只适用于通过补充或修订内容并入引用标准后，才可用于本标准。
EN 1712 焊缝的无损检测—焊接接头的超声波检验—验收等级 3. 种类定义
3.1概述
通过几个不同条件的逐步应用来完成（缺陷）分类： ——回波幅度； ——定向反射特性；
——静态回波波形（A显示）； ——动态回波波形。
当满足上述条件之一时，流程图流程即终止。
作为一般原则，分类时使用的探头应与检测时使用的探头相同。
流程图应标准化成为一种分类质量控制体系。通过比较波幅曲线（DAC）的差值，或通过比较由不同入射角探头检测到的不连续性之间的最大回波高度，用分贝（dB）规定几个级别。
表1给出了在流程图中不同步骤的推荐dB值。
流程图中的不同步骤 S1 DAC-10dB S2 DAC+6dB S3 DAC-6dB S4 9dB/15dB 流程图分成5个步骤，每一步骤都有一个明确的目标。 ——步骤1：低回波幅度显示的不须分类；
——步骤2：对所有具有高回波幅度的平面状显示分类； ——步骤3：主要对未熔合进行分类； ——步骤4：主要对夹渣进行分类； ——步骤5：主要对裂纹进行分类。
注：在流程图中，同时存在夹渣和未熔合，可分类为平面状显示。图A.3给出了这类缺陷的示例。 3.2使用惯例
参考线可在Φ3mm长横孔上制作获得。 依照惯例：
——负值表示（缺陷）显示回波幅度低于参考线； ——正值表示（缺陷）显示回波幅度高于参考线。 3.3回波高度标准
3.3.1低波幅（步骤1）
5 一般认为，回波幅度比级别S1（DAC-10dB）低的一类显示并不重要。 作为特殊应用，若规范有规定，S1的值可以更低。 3.3.2高波幅（步骤2）
假设，来自平面状显示的回波高度至少等于级别S2（DAC+6dB）。 3.4定向反射特性标准（步骤3）
在流程图中，本步骤适用于所有的显示，如果规范有规定，则仅适用于那些超过规定长度的显示，对壁厚范围为8mm≤t＜15mm，这一长度为t；对壁厚＞15mm，这一长度为t/2或20mm（取较大者）。对不超过规定长度的显示，可继续步骤4。
对下列条件，相对于DAC曲线而言，以入射角探头产生的最高回波作为一个参考值（Hdmax）。同样，相对于DAC曲线，以另一入射角探头得到的最低回波幅度（Hdmin）作为另一参考值，并将Hdmin与Hdmax进行比较。
若符合定向反射特性，应同时满足下列二个条件：
1）至少有一个入射角的（缺陷）显示反射率高于或等于S3（DAC-6dB）。 2）有一个高的定向反射特性，即符合下述条件之一：
a）若采用横波检测，在二种检测入射角之间至少要有9dB的差别： ︳Hdmax—Hdmin︱≥9dB b）若一个采用横波探头，另一个采用纵波探头，则在二种检测入射角之间至少应有15dB的差别：
︳Hdmax—Hdmin︱≥15dB
检测入射角是探头折射角和检测条件的共同影响的结果（半跨距、全跨距）。附录B给出了一些示例。
在图A.2中给出了应用这些条件的一些示例。 应当考虑焊缝的衰减影响。 应用条件：
a）通常，不同检测入射角的波长差不多相同（例如：4MHz纵波和2MHz横波）； b）在所有情况下，二探头入射角之差应≥10º（考虑名义折射角）； c）在（缺陷）显示最高反射特性的位置，应进行回波反射特性的比较； d）只有在确信被比较的回波来自同一反射体时，这种比较才有意义； e）在应用这些条件之前应确定如下几条： ——在母材金属中没有偏析；
——无锈蚀，若使用全跨距检测，两侧应平行； ——材料各向同性。
3.5回波静态模型条件（步骤4）
在这一阶段，应考虑回波静态模型（即A显示）。 要求回波高度适宜（既不高，也不低），有较低的定向反射特性，如果静态回波波形单一平滑，则可归类为非平面状缺陷显示。
如果静态回波图形不单一不平滑，可转入流程图的下一步骤。 静态回波波形取决于使用的探头和仪器。因此，必须与来自参考反射体（Φ3mm长横孔）的显示变形进行比较。
3.6回波动态模型条件（步骤5）
若静态回波波形不单一不平滑，则可以分为单个波形、参差不齐的波形，或是多重波形。在应用流程图第5步骤时要注意到这一点。
一个反射体在横轴上的动态回波波形就是当超声波束横向通过时引起的包络线。在分析时不但要考虑包络线曲线形状，而且要考虑包络线内回波的动态特性。
回波波形可按附录C所示分为四种类型。
如果至少用两种入射角度的探头检测，其横向动态回波波形均呈现波形模式3（不同的类型），则可以分为平面状显示。
通常，选择的两种入射角度的探头应是能产生最高反射特性的探头。
如果检测用的探头中只有一种角度的探头可产生回波动态波形3，则可能要使用第三种入射角度的探头来检测，或要求做一些补充检测（见3.7）。 其它类型的回波动态模型归类为非平面状显示： ——模型1：单一的非平面状显示； ——模型4：密集的非平面状显示。
在流程图的本步骤中得不到模型2，因为在前面的步骤中，这些显示应该已经归类为平面状显示了（高反射特性）。 3.7补充检测
在有怀疑的情况下，应当进行下列检测： ——在探头横向移动中分析回波动态 ——使用另外的探头
——分析用其它无损检测方法获得的结果（即：射线检测）。 上述各条不受限制。 附录（规范性附录）
焊缝内部缺陷显示的分类——流程图程序 流程图程序按图A.1规定进行。
表A.1：流程图程序 S1 DAC-10dB S2 DAC+6dB S3 DAC-6dB S4 9dB/15dB Hd是显示的回波波幅 1）（S1= DAC-10dB）：表示低于此线的显示不用分类。 2）（S2= DAC+6dB）：至少等于参考回波两倍反射波幅的显示，可归类为平面状显示。 3）（S3= DAC-6dB）：若显示的回波幅度至少是参考回波的一半，若显示的不平衡反射特性大于或等于S4，则可归类为平面状显示。 ——关于S4=9dB 指采用横波检测；
——关于S4=15dB 用横波和纵波检测得到的两次反射回波间的差。
入射到显示上的超声波束角度应至少相差10º。波幅的比较应在（缺陷）显示的同一区域进行。
4）和5） 这些条件至少应用二种探测角度来完成。
5）如果回波动态波形不呈现模式3，则归类为非平面状显示。 回波模式就是在附录C中的那些定义。 注：参考回波应当用Φ3mm长横孔制作。
步骤1Hd＜S1否步骤2Hd＜S2否是无分类的必要是否适用于所有不连续性(不考虑长度大小)是步骤2Hd＜S2是否 步骤3 Hd＜S3且Hdmax-Hdmin＞S4是否是 步骤4A扫描呈现单一平滑的回波否 步骤5A扫描呈现单个参差不齐的回波且横向回波静态波形呈现模式3(不同的类型)是非平面状指示平面状指示
图A.1流程图程序
位置1位置2
位置1 位置2 图A.2：定向反射条件应用示例
图A.3混合缺陷样例——夹渣和未熔合
附录B（资料性附录） 扫查入射角
1局部磨光
图B.1.a：横波（T） 图B.1.b：纵波（L）
附录C（资料性附录）
反射体的基本回波动态模式 C.1波形模式1
反射体特性曲线只有一个高点（图C.1）。在任意探头位置，A显示均呈现单一尖锐回波。在波幅平滑地下降至噪声水平前，随着探头移动，回波波幅平滑地上升到单一的最高点。 C.2波形模式2
延长了平滑反射体曲线范围，如图C.2示。在探头的任何位置，A显示均呈现一个尖锐回波。当超声波束沿着反射体移动，回波平滑地上升至一个稳定高度，且波幅变化较小，或只在4dB之内变化，直到超声波束移离反射体，回波也会平滑地降到噪声水平。 C.3波形模式3
延长了粗糙反射体曲线范围。这一波形模式有二个变量，取决于探头波束在反射体上的入射角度。
C.4波形模式3.a
声束接近垂直入射，见图C3.a。在任何探头位置，A显示均呈现单一且参差不齐的回波。探头移动时，波幅显示会有大的不规则起伏（＞±6dB）。这种起伏是来自反射体不同小平面的反射造成的，或且是来自一群小平面散射引起波的不规则干涉。 C.5波形模式3.b
倾斜入射“游动回波模式”，见图C.3.b。在任何探头位置，A显示显示呈钟形脉冲包络线的一系列连续信号（有多个小波峰）。探头移动时，每个小波峰也在脉冲包络线里移动，在接近包络线的中心，波峰先是上升到最大值，然后再下降。全部信号波幅均呈现大的不规则起伏（＞±6dB）。 C.6波形模式4
多重反射体（缺陷）波形模式，见图C.4。在任何探头位置，A显示均呈现一群密集信号，这些密集信号有时不能分辨。探头移动时，回波信号呈不规则的上升和下降，如能分辨，则每个单独信号均呈现波形模式1的特点。
波幅A-显示最大反射波幅度变化波幅A-显示最大反射波幅度变化声程探头位置反射体声程探头移动位置反射体反射体反射体长度方向
图C.1：超声波形模式1 图C.2：超声波形模式2
A-显示波幅A-显示最大反射波幅度变化波幅最大反射波幅度变化声程声程探头移动位置反射体探头移动位置有一定范围的反射体反射体焊缝反射体
图C.3.a：超声波形模式3a 图C.3.b：超声波形模式3b
A-显示波幅最大反射波幅度变化声程探头移动位置反射体焊缝反射体高度方向长度方向反射体
图C.4：超声波形模式4
附录ZA （参考性附录）
选择欧洲标准条款的基本要求或欧盟其它规程的规定
本欧洲标准已经由欧盟自由贸易协会指定的CEN（欧洲标准化委员会）编制完成，并支持欧洲会议EU97/23/EC的基本要求和1998年5月29日成员国理事会关于压力设备的有关法规指令。
注意 其它要求和其它欧盟规程可能适用于低于本标准范畴的产品。
在表ZA.1和表ZA.2中列出的条款可能支持97/23/EC和97/404/EEC的要求。
表ZA.1-本标准和97/23/EC规程之间的对应之处
本标准的条款或低于本标准的条款 全部 97/23/EC规程的基本要求 附录L，§3.1.2 资格的注释/注解 无损检测
表ZA.2-本标准和97/23/EEC规程之间的对应之处 本标准的条款或低于本标准的条款 97/404/EEC规程的基本要求 资格的注释/注解 全部 附录L，§3.1.2 受压零件焊接
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