ICSCCSJDB32/T5134—風(fēng)電機組螺栓相控陣超聲導(dǎo)波成像檢測技術(shù)導(dǎo)則Technicalguidelineforphasedarrayultrasonicguidedwaveimaginginspectionofwindturbinebolts2025-05-21發(fā) 2025-06-21實江蘇省市場監(jiān)督管理 發(fā)中國標(biāo)準(zhǔn)出版 出DBDB32/T5134—DBDB32/T5134— 前 范 規(guī)范性引用文 術(shù)語和定 檢測原 人員要 安全要 檢測工藝規(guī) 檢測設(shè)備和器 檢測準(zhǔn) 檢測設(shè) 檢測實 缺陷評 檢測記錄及報 參考文 本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由江蘇省特種設(shè)備安全檢驗與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出并歸口。運維江蘇有限公司、華能江蘇清潔能源分公司、揚子石化股份有限公司。DBDB32/T5134—DBDB32/T5134—風(fēng)電機組螺栓相控陣超聲導(dǎo)波成像檢測技術(shù)導(dǎo)則范圍本文件描述了風(fēng)電機組螺栓相控陣柱面超聲導(dǎo)波成像檢測與缺陷評定方法。本文件適用于外徑不小于10mm且不大于100mm1500mm、長度與外徑比值不小于10的碳鋼及低合金鋼制在役風(fēng)電機組螺栓周向缺陷的不拆卸檢測。風(fēng)電機組其他類型和材質(zhì)的螺栓周向缺陷檢測以及役前檢測可參照執(zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文包括所有的修改單適用于本文件。GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證GB/T無損檢測術(shù)語超聲檢測GB/T無損檢測術(shù)語第13GB/T無損檢測儀器相控陣超聲設(shè)備的性能與檢驗1GB/T無損檢測儀器相控陣超聲設(shè)備的性能與檢驗2GB/T無損檢測儀器相控陣超聲設(shè)備的性能與檢驗3JB/T 無損檢測超聲相控陣探頭通用技術(shù)條件術(shù)語和定義GB/T12604.1GB/T12604.13界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。周向線陣circumferentiallinear同一平面上多個晶片沿周向排列形成一個圓環(huán)形（控制方向的平面陣列。如圖1所示。標(biāo)引符號說明：d——圓形晶片的內(nèi)徑；D——圓形晶片的外徑。圖 周向線B掃描圖像cylinderBscan以螺栓外圓周探頭1號晶片對應(yīng)位置為零點，螺栓外圓周展開長度方向為橫坐標(biāo)，螺栓軸向長度方如圖2所示。

標(biāo)引符號說明：X——螺栓外徑展開方向；Y——螺栓長度方向；a——缺陷顯示。

圖 柱面B掃描圖像示意柱面C掃描圖像cylinderCscan通過平面投影內(nèi)部超聲信號波幅方式在與螺栓檢測端面平行的剖面所形成的聲場圖像示超聲信號幅度的顯示方式。3所示。標(biāo)引符號說明：a——無缺陷區(qū)域；b——缺陷顯示區(qū)域和方位。檢測原理

圖 柱面C掃描圖像示意相控陣超聲柱面掃描是一種針對周向線陣超聲探頭的相位控制技術(shù)。該技術(shù)通過合成沿圓柱面掃描的聲束實現(xiàn)成像顯示。縱波以接近90°的入射角在圓柱側(cè)面產(chǎn)生掠射現(xiàn)象，其中部分縱波轉(zhuǎn)換為橫波，射角射向圓柱對側(cè)，在對側(cè)的圓柱面又部分轉(zhuǎn)換為縱波，如此反復(fù)。這些超聲波在圓柱結(jié)聲柱面導(dǎo)波遠(yuǎn)距離檢測原理4所示。標(biāo)引序號說明：1——周向線陣；L——超聲縱波；S——超聲橫波。圖 超聲柱面導(dǎo)波遠(yuǎn)距離檢測原人員要求檢測人員應(yīng)按GB/T9445的要求或者合同各方同意的體系進(jìn)行資格鑒定與認(rèn)證。檢測人員應(yīng)進(jìn)行專項培訓(xùn)缺陷產(chǎn)生機理等相關(guān)知識，應(yīng)能按規(guī)定的檢測工藝要求熟練操作。安全要求從事檢測的人員應(yīng)遵守安全工作的有關(guān)規(guī)定檢測工藝規(guī)程檢測工藝規(guī)程制訂時應(yīng)考慮表1所列相關(guān)因素。相關(guān)因素的變化超出規(guī)定時，應(yīng)重新編制或修訂工藝規(guī)程。表 檢測工藝規(guī)程涉及的相關(guān)因序號相關(guān)因素的內(nèi)容螺栓信息（包括規(guī)格型號、材質(zhì)等檢測面狀態(tài)檢測儀器探頭耦合劑對比試塊及校準(zhǔn)方法檢測覆蓋范圍及探頭放置位置靈敏度設(shè)定檢測結(jié)果評定檢測記錄與報告檢測設(shè)備和器材儀器設(shè)備儀器檢測儀器除應(yīng)滿足GB/T42399.1的要求外，還應(yīng)滿足如下要求：0.5MHz~15MHz（按-3dB測量接收激發(fā)通道不小于16/64；c）50V；增益調(diào)節(jié)范圍不小于80dB最小調(diào)節(jié)步進(jìn)不大于0.1掃查圖像顯示至少包括ABC掃描圖像；具備全程動態(tài)聚焦功能。探頭探頭除應(yīng)滿足GB/T42399.2的要求外，還應(yīng)滿足如下要求：探頭頻率范圍應(yīng)滿足檢測要求；采用周向線陣；探頭中心頻率實測平均值與標(biāo)稱頻率值誤差應(yīng)不大于探頭-6dB相對帶寬平均值應(yīng)不小于探頭數(shù)據(jù)表中規(guī)定的相對帶寬；同一探頭晶片間靈敏度差值應(yīng)不大于4dB晶片靈敏度的均勻性應(yīng)滿足均方差不大于1dB；f）探頭激發(fā)孔徑范圍內(nèi)不應(yīng)存在失效晶片。若失效晶片不可避免，則在確保檢測靈敏度滿足要求的前提下，在環(huán)陣任意1/4圓周范圍內(nèi)的失效晶片的數(shù)量不能超出激發(fā)晶片總數(shù)的15%且不應(yīng)存在相鄰的失效晶片。組合性能檢測儀器和探頭的組合性能除應(yīng)滿足GB/T42399.3的要求外，還應(yīng)滿足如下要求：a）最大檢測聲程處，探測0.5mm人工切槽時其靈敏度余量應(yīng)不小于10dB；b）儀器和探頭的組合頻率與公稱頻率誤差應(yīng)不大于10%。當(dāng)出現(xiàn)以下情況時應(yīng)測定儀器和探頭的組合性能：新購置的儀器和探頭；儀器或探頭在維修或更換主要部件后；檢測人員認(rèn)為有必要時。每隔3個月應(yīng)按GB/T42399.1~GB/T42399.3方法對儀器、探頭及其組合系統(tǒng)進(jìn)行一次性能測試或校準(zhǔn)。對比試塊檢測系統(tǒng)調(diào)校應(yīng)采用對比試塊進(jìn)行。螺栓對比試塊的直徑應(yīng)在被檢螺栓公稱直徑0.9倍~1.1倍范圍內(nèi)，應(yīng)選取與被檢工件聲學(xué)性能相同或相近的材料制成，對比試塊的結(jié)構(gòu)形式和表面粗糙度應(yīng)與被檢螺栓相同或相近，其長度應(yīng)不小于最大檢測聲程，該材料內(nèi)部不應(yīng)有大于或等于?1mm平底孔當(dāng)量直徑的缺陷。2%最小深度為0.5mm寬度不大于0.5mm，各切割槽間隔120°，加工位置示意圖見圖56，加工部位見表2。在滿足靈敏度等要求時需要增加對比試塊上刻槽數(shù)量或調(diào)整刻槽尺寸。標(biāo)引符號說明：a——人工槽1；b2；c3圖 單頭螺紋螺栓對比試塊人工缺陷加工位置示意標(biāo)引符號說明：a——人工槽1；b2；c3圖 雙頭螺紋螺栓對比試塊人工缺陷加工位置示意表 對比試塊加工部刻槽編號刻槽部位單頭螺紋1個螺紋根部螺桿中間螺桿與端頭圓弧過渡處雙頭螺紋檢測端本側(cè)螺母與墊圈結(jié)合的絲扣處螺桿中間檢測端對側(cè)螺母與墊圈結(jié)合的絲扣處 在滿足靈敏度等要求時，可采用被檢螺栓工件自身作為等效對比試塊進(jìn)行靈敏度設(shè)置。耦合劑宜采用透聲性好，且不損傷檢測表面的水基耦合劑。當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時，耦合劑中應(yīng)添加防凍液。在保證同等耦合效果情況下，也可采用其他類型耦合劑。檢測采用的耦合劑應(yīng)與檢測系統(tǒng)設(shè)置和校準(zhǔn)時的相同。檢測準(zhǔn)備查閱資料檢測前應(yīng)查閱被檢螺栓的相關(guān)資料歷次檢測資料。檢測面準(zhǔn)備影響探頭與檢測面耦合的銹蝕、鍍鋅層凸起和污物等應(yīng)予以清除。探頭選擇檢測前應(yīng)根據(jù)螺栓規(guī)格尺寸選擇合適探頭。當(dāng)螺栓公稱直徑M>20mm時，探頭的晶片數(shù)應(yīng)不小于64晶片；當(dāng)螺栓公稱直徑M≤20323探頭直徑應(yīng)與螺栓工件匹配，探頭直徑與螺栓公稱直徑相差應(yīng)不大于10mm探頭外徑應(yīng)為螺栓公稱直徑的0.75倍~1.2倍范圍，探頭內(nèi)徑應(yīng)為探頭外徑的0.2倍~0.5倍范圍，探頭推薦尺寸4。3探頭推薦頻率螺栓長度200≤L<1L≥1探頭頻率4探頭推薦尺寸單位為毫米螺栓直徑探頭外徑探頭內(nèi)徑螺栓直徑探頭外徑探頭內(nèi)徑檢測設(shè)置掃查范圍設(shè)置掃查范圍設(shè)置應(yīng)至少大于被檢螺栓工件長度50mm聲束應(yīng)能覆蓋到螺栓的全部被檢區(qū)域。儀器檢查每次使用前或連續(xù)工作一周以上時，應(yīng)對晶片有效性按照J(rèn)B/T11731的規(guī)定進(jìn)行測試檢查。檢測靈敏度設(shè)置利用對比試塊設(shè)置將檢測探頭放置在螺栓對比試塊相應(yīng)檢測端，探頭中心線與試塊中心重合并耦合穩(wěn)定，調(diào)整儀器掃描范圍使底波出現(xiàn)在80%時基處，閘門起點位于5%時基處，閘門終點位于螺栓底波前，調(diào)節(jié)增益使柱面B掃描圖像中三個人工刻槽信號同時清晰可見并標(biāo)定顏色色標(biāo)，且圖像中三個刻槽的A掃描信號幅度均不低于滿屏的20%6dB為檢測靈敏度。利用螺栓工件自身設(shè)置將檢測探頭放置在待檢螺栓檢測端，探頭中心線與試塊中心重合并耦合穩(wěn)定，調(diào)節(jié)儀器掃描范圍使螺栓底波出現(xiàn)在80%時基位置處，調(diào)節(jié)增益使底波波高達(dá)到滿屏高的80%，在此基礎(chǔ)上增益12dB~18dB，使螺栓本體噪聲波（結(jié)構(gòu)噪聲除外不高于滿屏高20%記錄儀器增益為檢測靈敏度。若噪聲波高于滿屏高20%應(yīng)使用對比試塊進(jìn)行調(diào)節(jié)。檢測實施檢測將探頭放置在被檢螺栓檢測端面上程中保持探頭固定不動。對所有A掃描信號幅度達(dá)到或超過滿屏幕20%的相關(guān)顯示信號均應(yīng)確定其距檢測端面的位置和最大反射波幅，并通過柱面C掃描圖像確定其在螺栓的圓周位置。缺陷指示長度測定缺陷指示長度測定應(yīng)采用半波高度法（-6dB法。放置探頭找到缺陷最強反射波80%屏高，圓周方向移動光標(biāo)，當(dāng)波高降到40%屏高位置時進(jìn)行標(biāo)記；反方向移動光標(biāo)至同樣使波高降到40%屏高位置并做好標(biāo)記，兩標(biāo)記間的距離即為缺陷指示長度。復(fù)核出現(xiàn)下列情形之一時，應(yīng)對儀器和探頭組合系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)核：探頭、耦合劑發(fā)生改變；檢測人員懷疑超聲傳播速度設(shè)置或檢測靈敏度設(shè)置有變化；4h以上；檢測工作結(jié)束時。檢測靈敏度的復(fù)核復(fù)核時，發(fā)現(xiàn)檢測靈敏度與校準(zhǔn)時相比下降超過2dB，則應(yīng)對上一次復(fù)核以來所有檢測的螺栓進(jìn)行復(fù)檢。缺陷評定檢測到最大反射波幅大于檢測靈敏度或柱面B掃圖像中超過標(biāo)定顏色色標(biāo)的顯示信號長度不小于5mm時，應(yīng)判定為裂紋。指示長度小于5mm的顯示信號不判定缺陷性質(zhì)