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高温紧固螺栓超声检测技术导则 |
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作者：admin 来源：本站 发表时间：2015-6-23 10:57:48 点击数：3446 |
DL
2012-08-23发布
2012-12月-01实施
中华人民共和国电力行业标准
DL/T 694-2012
高温紧固螺栓超声检测技术导则
The technical guide of ultrasonic inspection for high-temperature tight bolts
国家能源局 发布
目 次
前言.................................................................................. II
1 范围................................................................................. 1
2 规范性引用文件....................................................................... 1
3 一般要求............................................................................. 1
4 检测工艺............................................................................. 2
5 检测方法............................................................................. 3
6 评定................................................................................. 8
7 记录................................................................................. 9
8 报告................................................................................. 9
附录A （规范性附录） 高温紧固螺栓超声小角度纵波检测对比试块.......................... 10
附录B （规范性附录） 高温紧固螺栓超声爬波检测对比试块................................ 11
附录C （资料性附录） 螺栓声速测定及定位修正.......................................... 12
附录D （资料性附录） 高温螺栓超声相控阵检测技术...................................... 14
附录E （资料性附录） 国内超临界、超超临界火电机组螺栓钢种............................ 18
前 言
本标准是根据《国家能源局关于下达2010年第一批能源领域行业标准制（修）订计划的通知》（国能科技[2010]320号文）的安排进行修订的。
高温紧固螺栓是火力发电厂热动力设备的重要部件。在长期运行中，由于高温及高应力的作用及安装工艺不当等原因而产生裂纹导致螺栓失效，从而危及机组安全运行。DL/T694-1999自颁布实施以来，对于实现高温紧固螺栓的有效检测，保障机组的安全运行起到了积极有效的作用。
近年来，国内超临界、超超临界火电机组发展迅速，许多耐高温、高强度、抗疲劳性能的新材料（马氏体钢及镍基高温合金）螺栓被广泛应用，对检测技术提出了新的要求。在这期间，一些新的检测技术得到了开发应用，与此同时，广大无损检测工作者在长期的试验研究和应用实践中积累了丰富的经验，这些都给本标准的修订提供了重要的科学依据。
本标准首次发布时间为2000年2月24日,本次为第一次修订。
本标准主要修订内容如下：
——增加了高温合金耐热钢等新材料螺栓的检测工艺和方法；
——对原标准中相关的检测工艺和方法作了进一步的改进和完善；
——补充了纵波直探头检测工艺和方法；
——增加了爬波检测工艺和方法；
——补充了编制检测工艺内容；
——对原标准中的检测用试块作了设计改进；
——增加了相控阵检测技术（附录D）；
——补充了国内超临界、超超临界火电机组螺栓钢种（附录E）；
——对原标准体例作了较大幅度的修订；对章节重新作了编排；删除了原标准中的附录B和附录C；对一些专业用语作了修改。
本标准附录A、附录B是规范性附录。附录C、附录D、附录E是资料性附录。
本标准由中国电力企业联合会提出。
本标准由电力行业电站金属材料标准化技术委员会归口。
本标准负责起草单位：华东电力试验研究院有限公司、华东电力试验研究院科技开发有限公司、神华国华（北京）电力科学研究院、徐州电力试验中心、新疆电力科学研究院、江苏省电力建设第三工程公司、西安热工研究院有限公司、安徽省电力科学研究院、福建省电力试验研究院、河北省电力研究院、河南电力试验研究院、内蒙古电力科学研究院、山东济宁模具厂、常州超声电子有限公司、通用电气检测技术（上海）有限公司、上海冠域检测科技有限公司
本标准由电力行业电站金属材料标准化技术委员会负责解释。
本标准主要起草人：蒋云 赵慧传 王维东 李文胜 印高明 陆云严晓东 蔡辉 陈朝阳 林德源 张涛王亦民 陈立 牛晓光 蔡红生 汪毅 、卫志刚、魏忠瑞 潘振新 朱春旺 韩向文 韩玉峰 段鹏 曹云峰 关瑞中
高温紧固螺栓超声检测技术导则
1 范围
本标准规定了高温紧固螺栓超声检测工艺方法和评定标准。
本标准适用于火电发电机组汽缸、汽门、各种阀门和蒸汽管道法兰等直径大于或等于M32的高温紧固螺栓的超声检测。
其它紧固螺栓的超声检测也可参照本标准。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
DL/T 675 电力工业无损检测人员资格考核规则
JB/T 7913 超声波检测用钢制对比试块的制作与校验方法
JB/T 9214 A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试方法
JB/T 10061 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件
JB/T 10062 超声探伤用探头性能测试方法
JB/T 10063 超声探伤用Ⅰ号标准试块技术条件
3 一般要求
3.1 无损检测人员
3.1.1 按本标准从事检测的人员，应按DL/T 675 的规定进行培训考核，并取得相应的资格证书，从事与该方法和该资格级别相应的无损检测工作。
3.1.2 检测人员应熟悉本标准的各项规定，并按规定的检测方法和工艺操作。
3.2 安全及工作环境
从事检测的人员应遵守电力安全工作有关规定，当检测条件符合安全作业条件及本标准的工艺要求时，方可进行检测。
3.3 检测设备
3.3.1 超声探伤仪
a）采用A型脉冲反射式超声波探伤仪。
b）探伤仪的性能指标和测试方法应符合JB/T10061及JB/T9214规定的条款。
c) 超声波探伤仪应具有产品合格证或合格的证明文件，并应定期校验。
3.3.2 超声探头
a）本标准主要采用小角度纵波斜探头、纵波直探头和横波斜探头,爬波探头与相控阵线阵探头可作为辅助检测用。
b）探头性能参照JB/T10062进行测定。
c) 单斜探头声束轴线水平偏离角不应大于2°，主波束在垂直方向不应有明显的双峰或多峰。
d) 探头的中心频率允许偏差应不大于±0.5MHz。
3.3.3 探伤仪和探头组合系统性能
a）探伤仪和探头组合系统性能按JB/T9214和JB/T10062的规定测试。
b) 灵敏度余量：在达到所探工件的最大检测声程时，其有效灵敏度余量应不小于10dB。
c）分辨率：小角度纵波斜探头和直探头的远场分辨率应不小于30dB；爬波探头和横波斜探头的分辨率应不小于6dB。
d）探伤仪与探头的组合频率与公称频率误差应小于±10%。
3.4 对比试块
3.4.1 对比试块是指本标准规定的用于检测校准和比对的试块，本标准采用的对比试块有：
a) 小角度纵波检测用对比试块：LS-Ⅰ，见附录A(规范性附录)。
b) 爬波检测用对比试块：LS-Ⅱ，见附录B(规范性附录)。
3.4.2 对比试块用20号优质碳素结构钢加工制成。试块的形状和尺寸见附录A(规范性附录)和附录B(规范性附录)。
3.4.3 对比试块尺寸精度应符合本标准的要求，并有出厂计量合格证书。
3.4.4 对比试块的其它制作要求应符合JB/T10063和JB/T7913的规定。
3.5 耦合剂
耦合剂应且有良好的透声性能和润湿能力，且对工件无害，易清除。可选择甘油、机油或水质浆糊等作为耦合剂。
3.6 检测前的准备
3.6.1 检测前应查阅被检螺栓的相关资料,主要包括:
a）螺栓的名称、规格、材质及螺栓结构型式等；
b）大修时螺栓的检测资料。
3.6.2 应将螺栓拆下进行检测，检测表面应打磨，其粗糙度Ra≤6.3µm。端面须平整且与轴线垂直。
3.6.3 超声检测前须经宏观检查合格。
3.6.4 螺栓应标有永久性编号标识。
3.6.5 确定螺栓的检测区域:螺栓的检测区域应覆盖螺栓的全体积。应关注应力集中部位,如：接合面附近一至三道螺纹根部；螺栓中心孔内壁高温加热区；马氏体钢及镍基高温合金螺栓光杆内外壁以及非全通孔螺栓中心孔的底部等。
3.6.6 马氏体钢及镍基高温合金螺栓，在进行超声检测前应做声速测量，如螺栓声速与对比试块声速偏差大于或等于100m/s时应作定位修正，声速测定及定位修正方法见附录C(资料性附录)。
3.7 探伤仪、探头及系统校准和复核
3.7.1 校准和复核应在对比试块上进行，任何影响仪器线性的控制器（如抑制器或滤波开关等）都应放在“关”的位置或最低的水平上。
3.7.2 每次检测结束前，应对扫描时基线比例进行复核，如发现任意一点在扫描时基线上的偏移超过时基线刻度读数的2%时，扫描比例应重新调整，前次校准后已经检测的试件应重新检测。
3.7.3 每次检测结束前，应对灵敏度进行复核。如幅度下降2dB或20%，则应对上一次复核以来所有的检测结果进行复检；如幅度上升2dB或20%，则应对所有的记录信号进行重新评定。
4 检测工艺
4.1 螺栓超声检测应编制检测工艺卡。工艺卡由Ⅱ级或Ⅲ级无损检测人员根据通用工艺规程、产品标准、有关技术文件和本标准的要求编制，无损检测责任工程师审核。无损检测工艺卡修订、更改时也应履行本条程序。
4.2 检测工艺卡应包括以下内容：
a）工艺卡编号；
b）螺栓名称、编号、材质、规格、结构型式、表面状态等；
c）检测设备和器材，包括：超声波探伤仪型号和编号、探头规格参数、试块和耦合剂等；
d）检测工艺参数，包括：检测方法、检测部位、仪器时基线比例和检测灵敏度调整及扫查方式等；
e）检测工艺和技术要求、执行标准、评定验收等；
f）检测示意图；
g）编制人员（资质级别）、审核人（资质级别）和批准人；
l）编制日期。
5 检测方法
5.1 检测方法的选择
螺栓超声检测主要采用小角度纵波法、纵波直探头法和横波法三种方法，爬波法和相控阵检测法（见附录D）可作为辅助检测。检测方法选择如下：
a) 螺栓两端均为平面，或一端为平面，另一端具有不小于约5mm宽度的平面时可采用小角度纵波法或直探头纵波法；
b) 螺栓端面无法放置小角度纵波斜探头或纵波直探头时应采用横波法；
c) 当无法采用小角度纵波法、纵波直探头法和横波法检测时，可用爬波法检测。爬波法检测灵敏度与螺栓螺纹和光杆面高度差有关，一般适用于高度差小于或等于1mm的柔性螺栓；
d）当用一种检测方法无法作出正确判定时，应用其它方法进行验证。
5.2 小角度纵波法
5.2.1 小角度纵波检测适用范围
小角度纵波检测适用范围规定如下：
a)低合金钢螺栓: 适用于无中心孔刚性螺栓本侧与对侧；无中心孔柔性螺栓本侧；长度符合表1规定的无中心孔柔性螺栓的对侧和有中心孔柔性螺栓的本侧检测。
b)马氏体钢及镍基高温合金螺栓：适用范围与5.2.1a)相同，但对侧检测长度应不大于250mm。
c)有中心孔柔性螺栓：本侧中心孔内壁缺陷检测。
表1 小角度纵波检测适用范围
螺栓规格mm
(柔性无中心孔)
可探裂纹深度
mm
裂纹距探测面距离
mm
螺栓长度
mm
M32
≥1
≤110
≤150
M36
≥1
≤130
≤180
M42
≥1
≤160
≤210
M48
≥1
≤180
≤230
M52
≥1
≤200
≤250
M56
≥1
≤220
≤280
M64
≥1
≤260
≤320
M72
≥1
≤300
≤380
M76
≥1
≤320
≤400
5.2.2 探头选择
探头选择规定如下：
a）低合金钢螺栓的检测：小角度纵波探头折射角一般取βL6°～βL8.5°，频率为5MHZ；探头晶片尺寸根据螺栓规格选择，见表2。（小角度纵波探头入射角一般取α3°～α4°），探头上只标入射角度。如α4°=βL8.5°。
b）马氏体钢及镍基高温合金螺栓的检测：探头折射角一般取βL6°～βL12°频率为2.5MHZ；探头晶片尺寸根据螺栓规格选择，见表2。（小角度纵波探头入射角一般取α5°～α6°），探头上只标入射角度。如α5°=βL10°。
表2 小角度纵波斜探头晶片尺寸的选择
低合金钢螺栓
螺栓规格mm
＜M56
M56～M100
＞M100
晶片尺寸mm×mm
7×12
9×12
13×13
马氏体钢及镍基高温合金螺栓
螺栓规格mm
＜M56
M56～M100
＞M100
晶片尺寸mm×mm
9×12
13×13
18×18
5.2.3 扫描速度的调整
扫描速度可用附录A （规范性附录） LS-1试块 按深度定位法调整，扫描时基线比例应依据螺栓（螺纹）长度确定。最大检测范围应至少达到时基线满刻度的80%。
5.2.4 小角度纵波检测灵敏度
小角度纵波检测灵敏度规定如下：
a)小角度纵波检测灵敏度采用 LS-1试块调整：将LS-1试块上与被检螺栓最远端螺纹距离相近的Ø 1横孔最高反射波，调整到80%屏高作为基准灵敏度，再根据被检螺栓的规格和型式提高一定的增益（dB）作为检测灵敏度，小角度纵波检测灵敏度选择见表3。
b)当检测范围超过200mm时，每增加10mm，应在原有的检测灵敏度基础上再增加1 dB。对于有中心孔柔性螺栓本侧中心孔内壁及无中心孔刚性螺栓本侧与对侧的检测灵敏度,可参照表3。
小角度纵波检测灵敏度选择
低合金钢螺栓
螺栓型式
被检部位
检测灵敏度
判伤界限
无中心孔柔性
本侧
Ø 1mm-6dB
Ø 1mm-4dB
对侧
Ø 1mm -14dB
Ø 1mm-10dB
有中心孔柔性
本侧
Ø 1mm -6dB
Ø 1mm-0dB
马氏体钢及镍基高温合金螺栓
无中心孔柔性
本侧
Ø 1mm -12dB
Ø 1mm-8dB
对侧
Ø 1mm-18dB
Ø 1mm-14dB
有中心孔柔性
本侧
Ø 1mm-12dB
Ø 1mm-6dB
c)无中心孔刚性螺栓的检测灵敏度选择参考表3。
5.2.5 探头位置及扫查方式
根据螺栓的结构型式选择探头位置及扫查方式，规定如下：
a)符合表1条件的无中心孔柔性螺栓，从一侧端面一次扫查本侧与对侧，见图1位置 ；
b)有中心孔柔性螺栓的检测，采用从两头端面扫查。当端面无法放置小角度纵波斜探头或直探头时，应用横波斜探头或爬波扫查，见图2。
位置1为小角度纵波斜探头检测螺栓本侧裂纹；
位置2为纵波直探头检测螺栓本侧裂纹；
位置3为爬波检测螺栓裂纹；
位置4为横波检测螺栓裂纹；
位置5为横波检测螺栓中心孔内壁裂纹。
图1 无中心孔柔性螺栓扫查
图2 有中心孔柔性螺栓扫查
5.2.6 指示长度的测定
采用半波高度（6dB）法测定缺陷指示长度：移动探头，找到缺陷最强反射波，将波高调到80%屏高，向左（或向右）移动探头，当波高降到40%屏高时，在探头中心线所对应的螺栓上作好标记，然后向右（或向左）移动探头，同样使波高降到40%屏高并作好标记，两标记间的距离即为缺陷的指示长度。
5.3 直探头纵波法
5.3.1 检测适用范围
直探头纵波法检测适用于端面为平面的螺栓的检测，其规定如下：
a)低合金钢螺栓:无中心孔柔性螺栓本侧；长度符合表1规定的无中心孔柔性螺栓的对侧和有中心孔柔性螺栓的本侧检测。
b)马氏体钢及镍基高温合金螺栓：适用范围与5.3.1a）相同，但对侧检测长度应不大于250mm。
c)对于柔性螺栓或长度大于等于400mm的螺栓，以检测本侧螺纹根部裂纹为主。
5.3.2 探头频率和晶片尺寸的选择
根据被检螺栓的规格材质选择探头的频率和晶片尺寸，选择原则如下：
a)低合金钢螺栓：探头的频率一般选择5 MHz，规格较大的螺栓可选择2.5 MHz。探头的晶片尺寸一般选择Ø12或Ø14，规格较大的螺栓可选择Ø20。
b)马氏体钢及镍基高温合金螺栓：探头的频率一般选择2.5MHz，探头的晶片尺寸选择与5.3.2a）相同。
5.3.3 扫描速度的调整
应根据螺栓的长度调整扫描速度，通常最大检测范围应至少达到时基线满刻度的80%。
5.3.4 检测灵敏度
直探头纵波法检测灵敏度采用 LS-1试块调整，方法是：将LS-1试块上与被检螺栓最远端螺纹距离相近的Ø1横孔最高反射波，调整到80%屏高作为基准灵敏度，再根据被检螺栓的规格和型式提高一定的增益（dB）作为检测灵敏度。低合金钢螺栓检测灵敏度选择可在表3灵敏度的基础上增益6dB，对于有中心孔柔性马氏体钢及镍基高温合金螺栓本侧检测，则应增益12dB。
直探头纵波法检测灵敏度也可采用其他方法进行调整，但应不低于1mm模拟裂纹的检测灵敏度。
5.3.5 探头位置及扫查方式
将探头置于螺栓端面上进行扫查,探头移动速度应缓慢,移动间距不大于探头半径,移动时探头适当转动，探头晶片不应超出端面或覆盖中心孔。
5.3.6 缺陷指示长度的测定
缺陷指示长度的测定方法同5.2.6。
5.4 斜探头横波法
5.4.1 检测适用范围
斜探头横波法主要适用于：
a) 端面无法放置小角度纵波斜探头和纵波直探头的螺栓；
b) 螺栓光杆处表面、螺纹根部处以及中心孔内壁的检测。
5.4.2 探头选择
横波探头 K值一般取1.7。频率选择：低合金钢螺栓为5MHZ；马氏体钢及镍基高温合金螺栓为2 MHz～2.5 MHz。晶片尺寸选择见表4。
表3 横波探头晶片尺寸的选择
低合金钢螺栓规格mm
M32～M100
＞ M100
晶片尺寸mm×mm
8×12
13×13
马氏体钢及镍基高温合金螺栓规格mm
M32～M100
＞M100
晶片尺寸mm×mm
13×13
18×18
5.4.3 探头曲面的选择
横波探头移动时要求保持与检测面的良好耦合，应选择与螺栓曲面相匹配的探头，横波探头曲面
的选择见表5。
表4 横波探头曲面的选择
螺栓规格mm
≤M80
＞M80～M100
＞M100～M120
＞M120～M140
＞M140～M160
＞M160
探头曲面直径mm
Ø 80
Ø 100
Ø 120
Ø 140
Ø 160
平面
5.4.4 扫描速度的调整
扫描速度可用LS-1试块按水平定位法或深度法调整，扫描时基线比例应依据螺栓（螺纹）长度调整为满刻度的80%。
5.4.5 检测灵敏度
检测灵敏度的调整方法如下：
a) 检测螺纹根部裂纹一般是以螺栓的螺纹反射波来调整检测灵敏度。调整方法：前后移动探头，找到检测部位的螺纹反射波，一般应出现4～6个螺纹波，且无明显杂波，然后将螺纹反射波调到60%的屏高即可。如果此时杂波高度达到20%屏高且无法清晰识别螺纹波动态范围时，应采用爬波检测。
b)检测螺栓光杆处表面或中心孔内壁裂纹采用LS-1试块调整，方法是：将探头置于试块上，找到与被检螺栓检测范围相近的Ø1横孔反射波，调到60%屏高再增益6dB即可。
5.4.6 探头位置及扫查方式
将探头置于螺栓的光杆部位，沿外圆周向及轴向前后移动，绕螺栓扫查一周。
5.4.7 缺陷指示长度的测定
如以螺栓的螺纹反射波来调整检测灵敏度时，探头周向移动，当被遮挡的螺纹反射波上升到与正常螺纹波相同高度，此时探头所移动的距离即为缺陷的指示长度。而以Ø1横孔来调整时，则采用半波高度法测定,方法同5.2.6。
5.4.8 横波检测时螺纹根部处裂纹波的识别
当螺栓某个螺纹根部处出现裂纹时，其后邻近的第1个螺纹反射波可能被裂纹遮挡。当裂纹较大时，第2第3个螺纹波也将被遮挡。如发现缺陷的反射波幅与其后的第1螺纹反射波幅之差大于或等于6dB，且指示长度大于或等于10mm时，即可判定为裂纹，见图3。
图3 横波检测时的裂纹识别
5.4.9 马氏体钢及镍基高温合金螺栓横波检测
对于马氏体钢及镍基高温合金螺栓，横波检测无正常螺纹反射波时，应采用爬波法检测。
5.5 爬波检测法
5.5.1 探头的选择
采用并联式爬波探头。频率为2.0 MHz～2.5MHz,检测大于或等于M 140的螺栓选用2MHz。 根据螺栓的规格选择探头晶片尺寸与曲面直径，见表6。检测大于M160的螺栓可用与螺栓曲面相近的探头。
表5 爬波探头晶片尺寸与曲面直径的选择
螺栓规格mm
M32～M76
＞M80～M100
＞M100～M120
＞M120～M140
＞M140～M160
晶片尺寸mm×mm
14×22×2
14×22×2
16×26×2
16×26×2
16×26×2
探头弧面直径mm
Ø 80
Ø 100
Ø 120
Ø 140
Ø 160
5.5.2 扫描速度的调整
爬波检测扫描速度按水平定位法调整，扫描时基线比例根据被检螺栓螺纹的长度将范围调整到50mm～100mm。
5.5.3 检测灵敏度
采用附录B（规范性附录）LS-Ⅱ试块调整检测灵敏度。将探头置于试块上，找出距探头前沿5mm、深度为1mm模拟裂纹反射波，调整到80%屏高，增益6dB作为基准灵敏度。见表7。
表6 爬波检测灵敏度
检测灵敏度
检测裂纹当量
判伤界限
深度1mm模拟裂纹、80%波高增益6dB
大于或等于深1mm模拟裂纹
1mm
5.5.4 探头位置及扫查方式
将探头置于螺栓光杆部位，探头前沿距第一道螺纹槽5mm左右，沿螺栓周向进行扫查。见图4。
图4 爬波检测扫查方式及裂纹识别
5.5.5 缺陷指示长度的测定
缺陷指示长度的测定采用半波高度（6dB）法，方法同5.2.6。
5.5.6 缺陷位置的确定
根据探头在探测面上的位置和最高反射波在示波屏上的水平位置来确定缺陷的周向和轴向位置。
6 评定
6.1 凡判定为裂纹的螺栓应判废
6.2 小角度纵波检测
6.2.1 刚性螺栓
缺陷信号波幅大于或等于Ø1mm反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。
6.2.2 柔性螺栓
a) 无中心孔柔性螺栓: 缺陷信号位于本侧，其反射波幅大于或等于Ø1mm-4dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。缺陷信号位于对侧，其反射波幅大于或等于Ø1mm-10dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。
b) 有中心孔柔性螺栓:缺陷信号波幅大于或等于Ø1mm反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。
6.2.3 马氏体钢及镍基高温合金螺栓
a) 无中心孔柔性螺栓: 缺陷信号位于本侧，其反射波幅大于或等于Ø1mm-8dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。缺陷信号位于对侧，其反射波幅大于或等于Ø1mm-14dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。
b) 有中心孔柔性螺栓:缺陷信号位于本侧，波幅大于或等于Ø1mm-6dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。
6.3 纵波直探头检测
6.3.1 低合金钢螺栓
a) 无中心孔柔性螺栓: 缺陷信号位于本侧，其反射波幅大于或等于Ø1mm-6dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。缺陷信号位于对侧，其反射波幅大于或等于Ø1mm-16dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。
b) 有中心孔柔性螺栓:缺陷信号位于本侧，波幅大于或等于Ø1mm-12dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。
6.3.2 马氏体钢及镍基高温合金螺栓
a) 无中心孔柔性螺栓: 缺陷信号位于本侧，其反射波幅大于或等于Ø1mm-12dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。缺陷信号位于对侧，其反射波幅大于或等于Ø1mm-18dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。
b) 有中心孔柔性螺栓:缺陷信号位于本侧，波幅大于或等于Ø1mm-18dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。
6.4 斜探头横波检测
6.4.1 螺纹处缺陷，按5.4.8条判定。
6.4.2 螺栓光杆处表面或中心孔内壁缺陷，如缺陷信号波幅大于或等于Ø1mm-0dB反射当量，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。
6.4.3 裂纹当量判定
裂纹当量判定方法如下：
a)低合金钢螺栓
缺陷反射波幅大于或等于螺纹波幅6dB，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹深度大于或等于1mm。
b)马氏体钢及镍基高温合金螺栓
缺陷反射波幅大于或等于螺纹波幅6dB，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹深度大于或等于2mm。
6.5 爬波检测
缺陷反射波波幅大于或等于深度1mm模拟裂纹反射当量，且指示长度大于或等于10mm应判定为裂纹。
6.6 伪信号识别
应注意区别由于螺栓结构、形状和规格的不同，采用的检测方法不同而产生的伪信号，伪信号主要有固有信号、变形波以及螺栓顶针孔造成的杂波等。
对于不足以判定为裂纹的信号应作好记录，并记录该螺栓的编号标识和安装位置，便于跟踪复查。
7 记录
每次检测应做好原始记录，逐只记录检测结果。记录内容至少应包括如下信息：
a) 委托单位、检测时间和地点；
b) 机组编号、容量等；
c) 螺栓的信息，包括：名称、编号、规格、结构型式等；
d) 采用的检测工艺参数，包括：探伤仪、探头、试块、耦合剂和灵敏度等；
e) 缺陷的详细参数，包括：缺陷的当量大小、指示长度、位置及性质等；
f) 其它需要的说明，如因受结构或其它原因限制而无法检测到的部位，应加以说明；
g) 检测人员的签字。
8 报告
检测报告至少应包括下列内容：
a） 委托单位、报告编号等；
b） 工件名称、数量、编号、规格、结构型式、表面状态等；
c） 采用的检测工艺参数，包括：探伤仪、探头、试块、耦合剂和灵敏度等；
d） 缺陷的详细参数，包括：缺陷的当量大小、指示长度、位置及性质等；
e） 检测方法、技术标准等；
f） 检测结果、缺陷的评定等；
g） 检测人员和责任人员签字；
h） 报告日期。
附 录 A
（规范性附录）
高温紧固螺栓超声小角度纵波检测对比试块
A.1 用于高温紧固螺栓超声小角度纵波检测的对比试块，简称 LS-Ⅰ试块 ，其形状和尺寸如图A．1所示。
图 A.1 LS-Ⅰ试块
A.2 技术要求
1) 试块材料为20号优质碳素结构钢，内部经检测后应无缺陷；
2) 试块外形垂直度、平行度不大于0.05mm，探测面粗糙度Ra≤1.6µm，其余面粗糙度Ra≤3.2µm；
3) 试块尺寸及缺陷位置尺寸公差±0.05mm；
4) 试块经计量部门检定合格；
5）其他制造要求应符合JB/T7913和JB/T10063的规定。
附 录 B
（规范性附录）
高温紧固螺栓超声爬波检测对比试块
B.1 用于高温紧固螺栓超声爬波检测的对比试块，简称LS-Ⅱ试块，其形状和尺寸如图B.1所示。
图 B.1 LS-Ⅱ试块
试块各R面所对应的曲率见表B.2。
表 B.1试块各R面所对应的曲率
R面编号
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
曲率（直径mm）
40
50
60
70
80
90
100
平面
B.2 技术要求
1）试块材料为20号优质碳素结构钢，内部经检测后应无缺陷；
2）试块模拟裂纹为环形等深槽，弧长为30mm，宽度为0.25±0.05mm，每个弧面设计为2个槽，深度分别为2±0.02mm和1±0.02mm。1#、4#、5#、8#槽深为2±0.05mm，3#、6#、7#槽深为1±0.05mm；
3）试块外形垂直度和平行度不大于0.05mm，探测面粗糙度Ra≤1.6µm，其余面粗糙度Ra≤3.2µm，试块外形尺寸及缺陷位置尺寸公差±0.05mm；
4）试块经计量部门检定合格；
5）其他制造要求应符合JB/T7913和JB/T10063的规定。
附 录 C
（资料性附录）
螺栓声速测定及定位修正
C.1 螺栓声速的测定
C.1.1 测量螺栓外径尺寸
螺栓外径尺寸的测量可用游标卡尺直接进行测量，见图C.1。
C.1.2 测量螺栓内径尺寸
螺栓内径尺寸的测量可用内径量表进行测量，见图C.2，或用内径卡钳，配合游标卡尺测量出内径尺寸，见图C.3。
C.1.3 计算螺栓的壁厚（有中心孔螺栓）
如上述测量结果尺寸无偏差，则视为螺栓外径与内孔同心，可直接将测得的外径减去内孔尺寸再除2即为螺栓的壁厚值。如有偏差，则视为螺栓外径与内孔不同心，则在测量处做好标记，记录偏移量，用外径减去内孔尺寸然后除以2即得出理论壁厚值，再加上或减去偏移量，即得出实际壁厚值。
图 C.1用游标卡尺测螺栓外径
图 C.2用内径量表测内径
图 C.3用内径卡钳测内径
C.1.4 将壁厚值输入仪器
C.1.5 采用5MHzØ10直探头，调整仪器，分别将一、二次底波调节到80%屏高，并将回波限制在闸门内，读出声速值。
C.2 定位修正
螺栓裂纹反射波在仪器横坐标上的实际读数（hA值）按下式计算：
即：
式中：
XA—螺栓裂纹波的指示值；
CC—超声波在对比试块中的纵波声速（取5900m/s）；
CA—超声波在螺栓中的纵波声速。
附 录 D
（资料性附录）
高温螺栓超声相控阵检测技术
D.1 范围
本附录规定了采用超声相控阵检测技术检测螺栓缺陷的工艺方法和质量评定。
本附录检测适用最大深度为350mm。
D.2 引用标准
ASTM E2491《超声相控阵检验仪器和系统特性评估标准指南》
ASME 2557 《超声相控阵扇形扫查使用手册》
D.3 检测人员
从事螺栓超声相控阵检测的人员应经过50小时以上技术培训。
D.4 检验装置
D.4.1 超声相控阵检测设备
D.4.1.1 可采用手工检测方式，具有脉冲A扫描显示、扇形B扫描显示功能，且能脉冲波形、扇形扫描同屏显示的超声相控阵检测仪，其中扇形扫查图像应具备可标定图中任意处超声波发射方位及该处对应A扫描波形的功能。
D.4.1.2 检测仪的性能指标和测试方法应符合ASTM E2491规定的相应条款。
D.4.1.3 检测设备应能将脉冲A扫描和扇形B扫描图像输出或保存在储存介质中。
D.4.2 超声相控阵检测探头
D.4.2.1 可采用线阵探头，其频率不大于5MHz，探头有效面积不小于140mm2，阵元长度不小于12mm。
D.4.2.2 应根据螺栓的材质、规格、结构及位置条件选取适宜的相控阵探头。探头阵元面一般不应超出检测面。
D.4.2.3 纵波检测时，相控阵探头不宜加装楔块。如使用探头保护膜，不应影响检测效果。
D.4.2.4 横波检测时，探头楔块形状应与螺栓表面曲率相匹配。
D.4.3 仪器和探头组合性能
D.4.3.1 仪器和探头的组合灵敏度余量：在所探工件最大声程处，有效检测灵敏度余量不小于10dB。
D.4.3.2 仪器和探头组合分辨率应不小于10dB。
D.5 试块
D.5.1 校准试块
采用本标准3.4条款对比试块。
D.5.2 对比试块
对比试块采用与被检螺栓规格、材料、结构形式和表面光洁度相同的整根或一段螺栓制作，其长度应大于最大检测声程。在相当于最大检测声程或最远被检螺纹根部处加工一道深1mm、宽0.25mm、长10mm的直切槽作为模拟裂纹。
D.6 检测
D.6.1 纵波相控阵检测
D.6.1.1
裂纹
裂纹波
A扫描
扇形扫描端面为平面的螺栓应将探头置于螺栓端面进行纵波检测，扫查本侧。
D.6.1.2
裂纹
裂纹波
A扫描
扇形扫描应使扇形扫查的波束正对被检螺纹方向，扫描范围应保证螺纹成像完整。
D.6.1.3 以缺陷最大反射波的位置、当量作为其定量、测长和质量评定的依据。反射体回波为扇形扫描显示中反射体图像，在A扫描显示中为对应的同声程波形。最大反射波为该反射体回波范围内显示幅值最高的反射波，见图D.1、图D.2。
图 D.1纵波端部检测1mm直切槽A扫/扇扫图像
图 D.2横波杆部检测2mm直切槽A扫/扇扫图像
D.6.1.4 扫描速度的调整
采用 LS-1试块按深度定位法调整扫描速度，扫描时基线比例应依据受检螺纹范围确定。最大检测范围应至少达到时基线满刻度的80%。
D.6.1.5 检测灵敏度
纵波检测灵敏度的调整方法见表D.1。
表 D.1纵波检测灵敏度的调整方法
试块
检测灵敏度调整
裂纹检测能力
LS-1试块
将试块上检测最大声程处Ø1横孔最高反射波，调整到A扫描显示满幅波高的80%作为基准灵敏度，再增益6dB作为检测灵敏度。（当检测范围超过200mm时，每增加10mm，应在原有的检测灵敏度基础上再增加1dB。）
深1mm模拟裂纹
螺栓对比试块
将试块上检测最大声程处深1mm直切槽最大反射波，调整到A扫描显示满幅波高的80%作为基准灵敏度，再增益6dB作为检测灵敏度。
深1mm模拟裂纹
D.6.1.6 指示长度的测定
缺陷的指示长度测定采用半波高度（6dB）法。
D.6.2 横波检测
D.6.2.1 横波超声相控阵检测扇形扫描角度范围应为 35～70°。横波检测时，探头频率应不大于2.5MHz。
D.6.2.2 扫描速度的调整
扫描速度的调整采用 LS-1试块按水平定位法或深度法调整，扫描时基线比例应依据螺栓（螺纹）长度调整为满刻度的80%。
D.6.2.3 探头位置及扫查方式
将探头置于螺栓的光杆部位，沿外圆周向及前后移动，绕螺栓扫查一周。
D.6.2.4 检测灵敏度
横波检测灵敏度的调整方法见表D.2。
表 D.2横波检测灵敏度的调整方法
试块
检测灵敏度
裂纹检测能力
螺栓对比试块
将试块上检测最大声程处深1mm直切槽最大反射波，调整到A扫描显示满幅波高的60%作为基准灵敏度，再增益6dB作为检测灵敏度。
深1mm模拟裂纹
螺栓本体
前后移动探头，找到检测部位的螺纹反射波，一般应出现10个左右螺纹波，且无明显杂波，然后将第一丝扣螺纹最大反射波调到A扫显示满幅波高的60%提高3dB作为基准灵敏度，再增益6dB作为检测灵敏度。
深2mm模拟裂纹
D.6.2.5 指示长度的测定
缺陷的指示长度测定采用半波高度（6dB）法。
D.7 评定
D.7.1 凡判定为裂纹的螺栓应判废。
D.7.2 纵波检测
凡缺陷最大反射波幅大于或等于基准灵敏度，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。
D.7.3 横波检测
凡缺陷最大反射波幅大于或等于基准灵敏度，且指示长度大于或等于10mm，应判定为裂纹。
D.7.4 记录信号
对于不足以判定为裂纹的较小信号应作好记录，并对安装位置进行记录跟踪，便于复查。
D.8 记录及报告
D.8.1 a)-g)同正文。
D.8.2 记录缺陷相控阵A扫、扇扫描图像。
附 录 E
（资料性附录）
国内超临界、超超临界火电机组螺栓钢种
E.1 国内超临界、超超临界火电机组主要用螺栓钢种见表E.1。
表 E.1国内超临界、超超临界火电机组主要用螺栓钢种
最高温度 ºC
材料牌号
标准
国外牌号
钢种
570
20Cr1Mo1VTiB
GB/T20410-2006
ЭП182
CrMoV低合金钢
570
20Cr1Mo1VNbTiB
GB/T20410-2006
ЭП44
CrMoV低合金钢
570
2Cr12WMoVNbB
GB/T1221-1992
DIN X19CrMoVNbN11.1
11%CrMoWVNbN
580
1Cr10Co3MoWVNbNB
A1SI616
MTB10A
改型12%Cr钢
570
1Cr11MoNiW1VNbN
A1SI616
10705MBU
改型12%Cr钢
570
2Cr12NiMo1W1V
A1SI616
10705BU
改型12%Cr钢
600
2Cr10MoVNbN
K9A62A
K9A62A
改型12%Cr钢
650
GH80A
GB/T14992-2005
Nimonic80A
镍基高温合金
650
InconelAlloy 783
/
R30783
镍基高温合金
650
GH4169
K62N68A
Inconel718
镍基高温合金
677
GH4145
Q/YB04133-90Y
InconelX-750
镍基高温合金
677
R－26
B/HJ418-2004
Refractoloy-26
镍铬钴基高温合金
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