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2025-08-04 17:35
升高法蘭（Raised Face Flange）鍛件的超聲波檢測（UT）需針對(duì)其特殊幾何結(jié)構(gòu)（如密封凸臺(tái)、螺栓孔過渡區(qū)）和承壓要求制定專項(xiàng)檢測方案。以下是系統(tǒng)化的檢測方法及技術(shù)要點(diǎn)：
1. 檢測標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
通用標(biāo)準(zhǔn)
ASTM A388/A388M（大型鍛件UT）
ASME B16.5/B16.47（法蘭制造標(biāo)準(zhǔn)中的無損檢測要求）
NB/T 47013.3-2015（承壓設(shè)備超聲檢測）
行業(yè)特殊標(biāo)準(zhǔn)
API 6A（井口裝置法蘭）
EN 10228-3（歐盟壓力容器鍛件UT）
2. 檢測區(qū)域優(yōu)先級(jí)
區(qū)域高風(fēng)險(xiǎn)缺陷類型檢測重點(diǎn)
密封凸臺(tái) 近表面裂紋、夾雜 斜探頭檢測（橫波）
頸部過渡區(qū) 軸向裂紋、鍛造折疊 縱波+橫波復(fù)合掃查
螺栓孔周邊 周向應(yīng)力裂紋 相控陣扇形掃描（S掃描）
法蘭背面 疏松、偏析 直探頭徑向掃查
3. 檢測方法選擇
(1) 縱波直探頭檢測（厚度方向）
探頭參數(shù)
頻率：2.5~5MHz（碳鋼用2.5MHz，高合金鋼用1~2MHz）
晶片尺寸：Φ20mm（大法蘭）或Φ10mm（小法蘭密封面）
靈敏度校準(zhǔn)
使用CS-2試塊，以Φ3mm平底孔為基準(zhǔn)（法蘭厚度≤100mm時(shí)）
厚度＞100mm時(shí)，按1.5倍壁厚設(shè)置二次底波監(jiān)控
(2) 橫波斜探頭檢測（密封面及過渡區(qū)）
探頭參數(shù)
角度：45°（K1）檢測橫向缺陷，60°（K2）檢測縱向缺陷
頻率：2~2.5MHz（兼顧穿透力和分辨率）
掃查方式
密封面：沿圓周螺旋掃查（步進(jìn)≤10mm）
過渡區(qū)：鋸齒形掃查（覆蓋R角區(qū)域）
(3) 相控陣超聲檢測（PAUT）
優(yōu)勢：適用于復(fù)雜幾何區(qū)域（如螺栓孔周圍）
參數(shù)設(shè)置
陣元數(shù)：64~128（聚焦深度覆蓋法蘭全厚度）
扇形掃描：角度范圍45°~70°，步進(jìn)0.5°
成像模式
B掃描：顯示厚度方向缺陷分布
C掃描：平面視圖定位缺陷周向位置
4. 耦合與校準(zhǔn)
耦合劑：高溫型（如硅脂）用于預(yù)熱工件，常規(guī)用水基凝膠
曲面補(bǔ)償：
密封凸臺(tái)區(qū)域使用弧形楔塊（曲率半徑匹配±10%）
軟件自動(dòng)補(bǔ)償（PAUT設(shè)備）
試塊選擇：
縱波：IIW2型（厚試塊）或自制仿形試塊
橫波：CSK-IA（校準(zhǔn)K值）
5. 缺陷評(píng)定與驗(yàn)收
缺陷定量
當(dāng)量法：對(duì)比試塊平底孔回波幅度（如Φ2mm當(dāng)量）
測長法：6dB降落法（裂紋類缺陷）
驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（以ASME B16.34為例）
缺陷類型允許極限
單個(gè)缺陷 ≤Φ4mm當(dāng)量（非密封區(qū)）
密集缺陷 間距＜20mm且總長＞25mm拒收
線性缺陷（裂紋） 任何尺寸均拒收
6. 特殊問題處理
粗晶材料（如F91馬氏體鋼）
改用低頻探頭（1MHz）并增加濾波
采用TOFD（衍射時(shí)差法）輔助檢測
密封面堆焊層檢測
雙晶探頭檢測熔合區(qū)（頻率4MHz，焦距5~10mm）
對(duì)比試塊需含人工堆焊層缺陷
7. 報(bào)告與記錄
必備內(nèi)容
檢測工藝卡（探頭參數(shù)、靈敏度、掃查覆蓋率）
缺陷分布圖（標(biāo)注與螺栓孔的相對(duì)位置）
耦合劑類型及環(huán)境溫度
數(shù)據(jù)存檔
原始A掃描波形（含時(shí)基標(biāo)記）
PAUT的B/C掃描圖像（分辨率≥300dpi）
8. 案例參考
某石化加氫法蘭鍛件（材料F22，DN500）檢測
方法：縱波（2.5MHz）+ PAUT（64陣元）
發(fā)現(xiàn)缺陷：密封面下2mm處Φ3.2mm夾雜
判定：按ASME B16.5允許修復(fù)（磨削后復(fù)檢合格）
通過定制化的UT方案，可有效控制升高法蘭的制造質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于核電、超臨界工況用法蘭，建議增加X射線數(shù)字成像（DR）對(duì)UT結(jié)果進(jìn)行復(fù)核。
