GB/T 40101-2021 压水堆核燃料组件和相关组件用不锈钢棒、板、锻件超声波检测方法

　　ICS 77 . 040 . 20 H 26

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40101—2021

　　压水堆核燃料组件和相关组件用

　　不锈钢棒、板、锻件超声波检测方法

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　　nuclearfuelassemblyandassociatedassembly

　　2021-05-21 发布 2021-12-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40101—202 1

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国核工业集团有限公司提出。

　　本标准由全国核能标准化技术委员会(SAC/TC 58)归口 。

　　本标准起草单位：中核建中核燃料元件有限公司、西部新锆核材料科技有限公司。

　　本标准主要起草人：夏健文、黄小龙、唐荣涛、马代雄、李宋明、李冉、王健。

　　GB/T 40101—202 1

　　压水堆核燃料组件和相关组件用不锈钢棒、板、锻件超声波检测方法

　　1 范围

　　本标准规定了压水堆核燃料组件和相关组件用不锈钢棒、板、锻件的超声波检测的一般要求、仪器和探头、对比试块、检测程序、结果判定和记录及检验报告。

　　本标准适用于压水堆核燃料组件和相关组件用不锈钢棒、板、锻件的超声波检测。 不锈钢棒检测直径 9 mm~70 mm,不锈钢板检测厚度为 9 mm~50 mm,不锈钢锻件检测厚度小于或等于 400 mm。 其他规格或材质的金属棒、板、锻件也可参照使用。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　JB/ T 10061 A 型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件

　　3 一般要求

　　3 . 1 从事超声波检测的人员应取得认证机构颁发的超声检测 Ⅰ 级或 Ⅰ 级以上资格证书，签发及解释超声检测报告的人员应取得认证机构颁发的超声检测 Ⅱ级或 Ⅱ级以上资格证书。

　　3 . 2 环境温度应在 10 ℃ ~35 ℃ , 相对湿度 ≤80%。 超声检测场地附近不应有影响超声探伤设备正常工作的电磁场、振动、腐蚀性气体和其他干扰。

　　3.3 检测对象表面粗糙度应 ≤3 . 2 μm,被检表面不应有外来物质，如氧化皮、金属碎屑、污物、油漆等。

　　3.4 耦合剂(包括添加剂)不应损害被检材料的表面状态，卤素(氯和氟)总含量应 ≤250 μg/g,硫含量应 ≤250 μg/g。

　　3 . 5 不锈钢棒的超声检测采用水浸法，不锈钢板和锻件的超声检测采用接触法。

　　3 . 6 水浸法检测时可使用清洁的自来水作耦合剂，可添加防锈剂或润湿剂，水中应无影响超声检测的气泡等因素。

　　3 . 7 接触法可使用机油、甘油或水等作耦合剂，耦合剂的黏度和表面润湿性应保证超声能量传入工件。

　　4 仪器和探头

　　4 . 1 应使用具有 A 型显示的脉冲反射式超声探伤仪，仪器应符合 JB/ T 10061 的要求。

　　4 . 2 检测不锈钢棒采用直探头或聚焦探头，探头频率 5 MHz~25 MHz。

　　4 . 3 检测不锈钢板采用单晶或者双晶直探头，探头频率 2 MHz~5 MHz。

　　4 . 4 检测不锈钢锻件采用单晶直探头，探头频率为 1 MHz~5 MHz。 当检测不锈钢 T 形锻件的结合部(R角)时，可采用单晶斜探头，斜探头的折射角宜为 45°(K=1) 。

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　　5 对比试块

　　5 . 1 对比试块应与被检材料具有相同的材质、直径或厚度、表面状态及热处理工艺。

　　5 . 2 应预先用超声检测方法检查对比试块用材，不应有影响使用的回波存在。

　　5 . 3 对比试块平底孔的尺寸及公差应符合产品技术条件要求或由供需双方根据产品用途协商规定。使用双晶直探头检测不锈钢板时，可使用阶梯试块。 对比试块的制备参见附录 A。

　　5 . 4 除非另有规定，平底孔的深度见表 1 。

　　表 1 平底孔深度 单位为毫米

　　5 . 5 对比试块发生形变，或外表面磕、砸、划伤影响标准缺陷信号显示时，应更换对比试块。

　　6 设备校验

　　6 . 1 以下情况应校验设备：

　　a) 开始检测前;

　　b) 检测结束后;

　　c) 检测人员发生变化时;

　　d) 连续工作达 2 h;

　　e) 更换探头或其他探伤状态发生变动时。

　　6 . 2 设备校验通过在确定的参数下检测对比试块来进行。

　　6 . 3 校验时，若对比试块上的标准缺陷信号幅值大于或等于标定幅值，则设备校验合格。 若标准缺陷信号幅值低于标定幅值，则设备校验不合格。 若检测过程中或检测结束时设备校验不合格，应重新调试和标定设备，且上次校验合格以后的产品应重新检测。

　　7 检测程序

　　7 . 1 不锈钢棒的检测 — 水浸法

　　7 . 1 . 1 核对被检不锈钢棒的批号等信息，了解缺陷当量等相关技术要求。

　　7 . 1 . 2 调整仪器设备，使对比试块上最大声程和最小声程的平底孔回波幅度达到荧光屏满幅度的50%~90%。

　　7 . 1 . 3 纵波检测时，调整水层使不锈钢棒的第二次界面波出现在第一次底波之后。

　　7 . 1 . 4 横波检测时，使探头倾斜入射在不锈钢棒中产生横波，并使对比试块的各反射体回波达到荧光屏满幅度的 50%~90%。

　　7 . 1 . 5 自动探伤时，根据探伤设备实际情况，在标定值的基础上给予灵敏度补偿，以确保探伤过程中标准缺陷的信号幅值不会因为波动而低于标定幅值。

　　7 . 1 . 6 对不锈钢棒表面进行 100%的扫查，扫查间距不超过探头声束长度的 80%。手动检测时扫查速

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　　度 ≤150 mm/s。当信噪比不满足要求时，可分区检测或者采用距离波幅补偿。

　　7 . 2 不锈钢板的检测 — 接触法

　　7 . 2 . 1 核对被检不锈钢板的批号等信息，了解缺陷当量等相关技术要求。

　　7 . 2 . 2 双晶直探头检测时，用与不锈钢板等厚的阶梯对比试块部位将第一次底波高度调整到荧光屏满幅度的 50%,再提高 10 dB作为基准灵敏度。 单晶直探头检测时，用平底孔对比试块将平底孔第一次反射波高调整到荧光屏满幅度的 50%~90%作为基准灵敏度，再提高 3 dB~6 dB作为扫查灵敏度。

　　7 . 2 . 3 双晶直探头测定缺陷大小时，分别进行 x 和 Y 方向扫查。 x 方向扫查时探头的声束分割面向主轧制方向平行放置，与轧制方向垂直扫查。Y 方向扫查时探头的声束分割面向主轧制方向垂直放置，与轧制方向平行扫查。

　　7 . 2 . 4 不锈钢板截面厚度<3 倍近场区距离时，采取对比试块调试灵敏度。 钢板截面厚度 ≥3 倍近场区时，使用对比试块法或者大平底计算法调试灵敏度。

　　7 . 2 . 5 选定好检测面，对不锈钢板表面进行 100%的扫查，扫查速度 ≤150 mm/s,探头扫查轨迹的重叠部分 ≥10%。如有需要，也可选择不锈钢板的上、下轧制面分别进行检测。

　　7 . 3 不锈钢锻件的检测 — 接触法

　　7 . 3 . 1 核对被检不锈钢锻件的批号等信息，了解缺陷当量等相关技术要求。

　　7 . 3 . 2 将探头对准对比试块的平底孔，使每个平底孔波型清晰。 将平底孔第一次反射波高调整到荧光屏满幅度的 50%~90%作为基准灵敏度，再提高 3 dB~6 dB作为扫查灵敏度。

　　7 . 3 . 3 对不锈钢锻件表面进行 100%的扫查，扫查速度 ≤ 150 mm/s。对于 T 形锻件柱体，扫查速度 ≤100 mm/s。探头扫查轨迹的重叠部分 ≥15%。

　　8 结果判定和记录

　　8 . 1 判废线依据产品技术条件或供需双方协商制定。

　　8 . 2 出现以下情况时应判定为不合格：

　　a) 底面反射波幅度低于 30%满屏高度时;

　　b) 被检材料缺陷信号幅值达到或超过判废线时;

　　c) 其他由供需双方协商应判废的情况时。

　　8 . 3 除 8 . 2 中存在的情况外，被检不锈钢材无缺陷信号或缺陷信号幅值低于判废线时，应判合格。

　　8 . 4 记录不合格产品的缺陷位置和缺陷回波幅值。

　　9 检验报告

　　检验报告至少应给出以下内容：

　　a) 检测对象名称、规格、批号;

　　b) 使用的检测标准;

　　c) 仪器名称、型号、对比试块、探头;

　　d) 检测结果;

　　e) 检验人员签名及资格、报告日期。

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　　附 录 A (资料性附录)超声对比试块

　　A.1 不锈钢棒对比试块

　　不锈钢棒对比试块示意图参见图 A. 1,平底孔的深度为 Y4 T、Y2 T、Y4 T。

　　单位为毫米

　　图 A.1 不锈钢棒对比试块示意图

　　A.2 不锈钢板对比试块

　　A.2 . 1 不锈钢板平底孔对比试块示意图见图 A. 2,平底孔的深度为 Y2 T。

　　单位为毫米

　　图 A.2 不锈钢板平底孔对比试块示意图

　　图 A.3 不锈钢阶梯对比试块示意图

　　A.3 不锈钢锻件对比试块

　　A.3 . 1 不锈钢平板锻件对比试块示意图参见图 A. 4,平底孔的深度 ≥10 mm。

　　单位为毫米

　　图 A.4 不锈钢平板锻件对比试块示意图

　　A.3 . 2 不锈钢 T形锻件对比试块示意图参见图 A. 5 。在其内部具有相应深度的平底孔，孔深参见表 1 。当锻件存在 R 角时，根据需要可在 R 角处设置垂直于 R 角深度 ≥10 mm 的平底孔。

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　　图 A.5 不锈钢 T 形锻件对比试块示意图