郭　丹（廣東省建筑材料研究院）

GB/T11345-2013和NB/T47013.3-2015缺陷定量靈敏度的比較

郭丹
（廣東省建筑材料研究院）

GB/T11345-2013與NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)各自成體系，檢驗(yàn)中不可混用。

超聲波檢測(cè)；定量靈敏度；反射當(dāng)量差值；長(zhǎng)橫孔

1　前言

在超聲波檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用最廣泛的是GB/T11345-2013和NB/T47013.3-2015，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在一定時(shí)期內(nèi)同時(shí)存在。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之間缺陷定量時(shí)靈敏度的比較對(duì)正確評(píng)價(jià)焊縫質(zhì)量將大有好處。為此，我們根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)量，作出如下比較。

2　標(biāo)準(zhǔn)定量試塊及定量靈敏度

2.1標(biāo)準(zhǔn)定量試塊

GB/T11345-2013和NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)的定量試塊及人工缺陷尺寸列于表1。

CSK-ⅡA系列試塊適用于工件壁厚范圍為6mm～200mm的焊接接頭，CSK-Ⅳ系列試塊適用于工件壁厚范圍為200mm～500mm的焊接接頭。CSK-ⅢA適用于工件壁厚范圍為8mm～120mm的焊接接頭，但其對(duì)靈敏度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整與CSK-ⅡA試塊保持一致。（CSK-ⅡA試塊上人工缺陷為Φ2長(zhǎng)橫孔。其反射波特征為線性缺陷，與焊接時(shí)產(chǎn)生的危害性缺陷反射類型接近。而CSK-ⅢA試塊上人工缺陷為Φ1×6短橫孔，在近場(chǎng)區(qū)反射波為線性缺陷特征、遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)為點(diǎn)狀缺陷特征。因此標(biāo)準(zhǔn)推薦使用CSK-ⅡA系列試塊。）

Φ3×40mm與Φ2×60mm人工缺陷，理論上都屬于長(zhǎng)橫孔，實(shí)際測(cè)量時(shí)，兩孔分貝差基本穩(wěn)定。下面主要討論CSK-ⅡA-3試塊與RB-Ⅲ試塊定量靈敏度的差別。

表1　標(biāo)準(zhǔn)定量試塊

表2　兩標(biāo)準(zhǔn)距離-波幅曲線靈敏度

2.2標(biāo)準(zhǔn)定量靈敏度

GB/T11345-2013和NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)劃分了A、B、C三個(gè)驗(yàn)收級(jí)別，超聲波檢驗(yàn)通常選用檢測(cè)技術(shù)等級(jí)B級(jí)。其靈敏度如表2所列。其中GB/T11345-2013標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：應(yīng)評(píng)定所有等于或超過(guò)評(píng)定等級(jí)的顯示。GB/T29712-2013中表A.1給出了技術(shù)1～4的評(píng)定等級(jí)。

3　參數(shù)計(jì)算

測(cè)試時(shí)所用的探頭型號(hào)及計(jì)算數(shù)據(jù)列于表3。計(jì)算時(shí)，2.5MHz超聲波鋼中橫波波速Cs2=3230m/s，表中近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度：

表3　測(cè)試用探頭及參數(shù)

F——波源面積；

λs2——介質(zhì)Ⅱ中橫波波長(zhǎng)；

N——近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度，由假想波源O算起；

L1——入射點(diǎn)至波源的距離；

L2——入射點(diǎn)至假想波源的距離；

α——縱波入射角；

β——橫波折射角。

計(jì)算時(shí)L1統(tǒng)一近似取5mm。

測(cè)試時(shí)，采用CTS-2020型超聲波探傷儀，以機(jī)油作耦合劑，儀器各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。用GB/T11345-2013的RB-Ⅱ試塊和NB/T47013.3-2015的CSK-ⅡA-3試塊，實(shí)際測(cè)得相同條件下相同深度的Φ3×40mm和Φ2×60mm孔反射當(dāng)量差值列于表4。

4　GB/T11345-2013的Φ3×40mm孔與NB/T47013.3-2015的Φ2×60mm孔反射當(dāng)量差值換算

如圖1所示，在x≥3N的波源軸線上有一長(zhǎng)橫孔，長(zhǎng)橫孔直徑較小，長(zhǎng)度大于波束截面尺寸，超聲波垂直入射到長(zhǎng)橫孔上全反射。當(dāng)x1=x2時(shí)，

△12——不同孔徑的分貝差；

P1、P2——探頭波源的起始聲壓；

Df1、Df2——孔徑。

圖1　

因此，Φ3×40mm與Φ2×60mm短橫孔回波分貝差差值為：按公式3計(jì)算得不同深度的反射當(dāng)量差值列于表4。

表4　Φ3×40mm和Φ2×60mm標(biāo)準(zhǔn)孔反射當(dāng)量差

5　結(jié)果分析

計(jì)算過(guò)程中，所列x≥3N是對(duì)一定頻率的超聲波，計(jì)算值和實(shí)測(cè)值存在一定差距，是由計(jì)算誤差和測(cè)量誤差所引起的。但綜合看來(lái)，Φ3×40mm與Φ2×60mm孔的反射當(dāng)量差值是隨聲程的增大而減小。由表4綜合比較可看出，GB/T11345-2013比 NB/T47013.3-2015低2dB左右。NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)中見(jiàn)表2，評(píng)定線、定量線、判廢線各線間靈敏度差為6dB。GB/T29712-2013標(biāo)準(zhǔn)中，評(píng)定等級(jí)、記錄等級(jí)、驗(yàn)收等級(jí)各線間靈敏度等級(jí)隨顯示長(zhǎng)度不同而變化。以基準(zhǔn)靈敏度來(lái)看，GB/T11345-2013比NB/T47013.3-2015低6dB。

就缺陷的判定，GB/T11345-2013標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，先發(fā)現(xiàn)波幅超過(guò)評(píng)定等級(jí)顯示，再根據(jù)顯示的長(zhǎng)度所在靈敏度等級(jí)區(qū)域來(lái)判定顯示是否合格。而NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)顯示波幅的高低變化判定，再根據(jù)顯示的長(zhǎng)度來(lái)判定是否合格。

6　結(jié)論

GB/T11345-2013和NB/T47013.3-2015兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，因兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)所引用概念不同，因此缺陷顯示當(dāng)量值無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)比。由以上實(shí)測(cè)和計(jì)算可看出，用NB/T47013. 3-2015標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收合格時(shí)，用GB/T11345-2013標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)的同一情況下，同一缺陷反射驗(yàn)收也不一定合格，因此應(yīng)執(zhí)行各自標(biāo)準(zhǔn)不得混用。以兩標(biāo)準(zhǔn)分別驗(yàn)收合格為準(zhǔn)。

個(gè)人認(rèn)為GB/T11345-2013標(biāo)準(zhǔn)中焊縫檢測(cè)板厚的范圍8～100mm，對(duì)于板厚超過(guò)100mm的焊縫，建議引用NB/T47013.3-2015標(biāo)準(zhǔn)。●

［1］GB/T11345-2013，焊縫無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定［S］.

［2］GB/T29712-2013，焊縫無(wú)損檢測(cè)超聲檢測(cè)驗(yàn)收等級(jí)［S］.

［3］NB/T47013.3-2015，承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)［S］.

［4］超聲檢測(cè).中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出辦社.