超声波检测工艺规程.docx

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1、超声波检测工艺规程1 目的 本规程规定了检测人员的资格、仪器探头试块、检测范围、方法和质量分级等。2 适用范围2.1本规程采用 A 型脉冲反射式超声探伤仪器对钢板、锻件和焊缝进行检测。2.2本规程依据JB4730的要求编写。符合?容规?和 GB150的要求。2.3 检测工艺卡是本规程的补充，必要时由 II 级人员按合同要求编制，其检测参数规定的 更具体。3 引用标准JB4730?压力容器无损检测?GB150?钢制压力容器?JB4126?超声检测用试块的制造和控制?ZBJ04001 ?A 型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试方法?ZBY230?A 型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件?ZBY2

2、32?超声探伤用1号标准试块技术条件?ZBY231 ?超声探伤用探头性能测试方法?4 通用规那么4.1 检测人员4.1.1 检测人员必须经过培训，按?锅炉压力容器无损检测人员资格考核规那么?的要求，经 理论和实际考试合格，取得相应等级资格证书的人员担任。检测由 II 级以上人员进行， I 级人员仅做检测的辅助工作。4.1.2 检测员人员必须每年检查一次身体，其矫正视力不低于1.0。4.2 仪器、探头和试块现使用的仪器为汕头超声仪器厂生产的 CTS-22 和 CTS-26 型仪器和探头。4.2.1 仪器1 仪器和探头的组合灵敏度：在到达所检工件最大声程时，其灵敏度余量应?10dBo2衰减器精度：

3、任意相邻 12dB 误差在± 1dB 以内，最大累计误差不超过 1dB。3水平线性：水平线性误差不大于 1%。4垂直线性：在荧光屏满刻度的 80%范围内呈线性显示。垂直线性误差不大于5%4.2.2 探头1 晶片有效面积除另有规定外一般不应超过50m m,且任意一边长不大于25mm。2单斜探声束轴线水平偏离角不应大于 2°，主声束垂直主方向不应有明显的双峰。3 直探头的远场分辨力应大于或等 30dB，斜探头的远场分辨力应大于或等于 6dB。 仪器和探头的系统性应按 ZBJ04001 和 ZBY231 的规定进行测试。4.2.3 试块1试块应采用与被检工件相同或近似声学的材料制

4、成，该材料用直探头检测时，不 得有大于© 2mm平底孔当量直径的缺陷。2试块的制造要求应符合中 ZBY232和JB4126的规定。3现场检测时，也可采用其它型式的等效试块。4.3 检测的一般方法4.3.1 检测复盖率检测时，探头的每次扫查复盖率应大于探头直径的15%。4.3.2 探头的移动速度探头的扫查速度不应超过150m m/s。当采用自动报警装置扫查时，不受此限。4.3.3 扫查灵敏度扫查灵敏度至少比基准度高 6dB。耦合剂采用机油、桨糊、甘油和水等透声性好，且不损伤检测外表的耦合剂。4.3.5 检测面1检测面和检测范围确实定原那么上应保证检查到工件被检局部的整个面积。对于钢板

5、和锻件应检查到整个工件；而对熔接焊缝应检查到整条焊缝。2检测面应经外观检查合格，所有影响超声检测的锈蚀、飞溅和污物都应予以去除， 其外表粗糙度应符合检测要求。4.3.6 校准校准应在基准试块上进行，校准中应使超声主声束垂直对准反射体的轴线，以获得稳定的和最大的反射信号。4.在仪器开始使用时，应对仪器的水平线性进行测定，测定方法按 ZBY230 的规定进 行。在使用过程中，每隔三个月至少应对仪器的水平线和垂直线性进行一次测定。探头校准1在探头开始使用时，应对探头进行一次全面的性能校准。测定方法按ZBY231 的有关规定进行。2斜探头校准 使用前，斜探头至少应进行前沿距离、 K 值、主声束偏离、灵

6、敏度余量和分辩力 等的校准。使用过程中，每个工作日应校准前沿距离、 K 值和主声束偏离。3直探头校准 直探头的灵敏度余量和分辩力应每隔一个月检查一次。4.3.6.3 仪器和探头系统的复核1复核时机 每次检测前均应对扫描线、灵敏度进行复核，遇有下述情况应随时对其进行重新核查：a. 校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋纽发生改变时；b. 开路电压波运或者检测者疑心灵敏度有变化时；c. 连续工作4小时以上时；d 工作结束时。2扫描量程的复核如果距离一波幅曲线上任意一点在扫描线上的偏移超过扫描读数的10%，那么扫描量程应予以修正，并在检测记录中加以说明。3距离一波幅曲线的复核复核时，校核应不少一于 3点。

7、如曲线上任何一点幅度下降 2dB，那么应对上一次以来 所有的检测结果进行复验；如幅度上升 2dB，那么应对所有的记录信号进行重新评定。4.4报告和资料的存档按厂统一表样由 II 级以上人员填写报告，经责任工程师认可。钢板、锻件送委托人转检验处存档；压力容器焊缝检测报告，与其它检测报告一起交检验处存档。资料存档不少 于7年。5压力容器钢板超声检测5.1检测范围和一般要求本条适用于板厚为6-250mm的钢制压力容器用板材的超声检测和缺陷等级评定。奥氏 体钢板材的超声检测也可参照本条执行。5.2探头选用探头的选用应按表1的规定执行5.3标准试块用双晶直探头检测壁厚小于或等于 20mm的钢板时，采用标

8、准试块如图1所示。用单直探头检测板厚大于20mm的钢板时，标准试块应符合图 2和表2的规定。试块 厚度应与检钢厚度相近。5.4检测灵敏度板厚小于或等20mm时，用图1所示的试块将工件等厚部位第一次底波高度调整到满 刻度的50%，再提高10dB作为检测灵敏度。板厚大于20mm时，应将图2所示的试块平底孔第一次反射波高调整到满刻度的50%作为检测灵敏度。表1探头选用板厚(mm)采用探头公私频率探头晶片尺寸双晶探头单晶直探头6-20双晶探头5MHz晶片面积不小于150mm>20-250单晶直探头2.5MHz圆晶片直径为14-25mm， 或方晶片面积不小于2200mm表2试块编号被检钢板厚度检测

9、面平底孔的距离S试块厚度 T1> 20-4015> 202> 40-6030> 403> 60-10050> 654> 100-16090> 1105> 160-200140> 1706> 200-250190> 220图2板厚大于20mm单直探头检测用试5.5.5检测方法检测面可选钢板的任一轧制平面进行检测。假设检测人员认为需要或设计上有要求时，也可对 钢板的上下两轧制平面分别进行检测。扫描方式图3探头搜查示意图1) 探头沿垂直于钢板压延方向，间距为100mm的平行线进行扫查。在钢板坡口预定 线两侧各50mm(当板厚超过

10、100mm,以板厚的一半为准)内应作100%扫查，扫查示意图 3。2) 根据合同、技术协议书或图样的要求，也可进行其它形式的扫查。5.6缺陷记录在检测过程中，发现以下三种情况之一者作为缺陷：1) 缺陷第一次反射波(F1)波高大于或等于波刻度的50%，即F1>50%者。2) 当底面第一次反射波(B1)波高未到达满刻度，此时第一次反射波 (F1)波高与波底面 第一次反射波(B1)波高之比大于或等于50%,即卩B1 V 100%，而F1/B1?50%者。3) 当底面第一次反射波(B1)波上下于满刻度的50%，即B1 V 50%者。缺陷的边界或指示长度的测定方法1) 检出缺陷后，应在它的周围继续

11、检测，以确定缺陷的延伸。2) 用双晶直探头确定缺陷的边界或指示长度时，探头的移动方向应与探头的声波分割面相垂直，并使缺陷波下降到检测灵敏度条件下荧屏满刻度的25%或使第一次反射波高底面第一次反射波高之比为 50%。此时，探头中心的移动距离即为缺陷的指示长度，探头中 心点即为缺陷的边界点。两种方法测得的结果以较严重者为准。3) 用单直探头确定缺陷的边界或指示长度时，移动探头，使缺陷波第一次反射波高低 降到检测灵敏度条件下荧屏满刻度的 25%或使缺陷第一次反射波与底面第一次反射波高之 比为50%，此时，探头中心移动距离即为缺陷的指示长度，探头中心点即为缺陷的边界点。两种方法测得的结果以较严重者为准

12、。5当采用第二次缺陷波和第二次底波来评定缺陷时，检测灵敏度以相应的第二次反 射波来校准。5.7缺陷的评定方法缺陷指示长度的评定规那么一个缺陷按其指示的最大长度作为该缺陷的指示长度。单个缺陷面积的评定规那么1 一个缺陷按其指示的最大面积作为该缺陷的单个指示面积。当其小于表3的规定 时，可不作记录。2多个缺陷其相邻间距小于 100mm或间距小于相邻小缺陷的指示长度取其较大值 时，其各块缺陷面积之和作为单位个缺陷指示面积。缺陷面积占有率的评定规那么在任一 1mx 1m检测面积内，按缺陷面积所占的百分比来确定。表3等级单个缺陷扌曰示长度mm单个缺陷扌曰示面积cm在任一 1mx 1m检测面积内存在的缺陷

13、面积百分比%以下单个缺陷指 示面积不记cm2IV 100V 25< 3V 9IIV 100V 100< 5V 15IIIV 120V 100< 10V 25IVV 150V 100< 10V 255.8钢板缺陷等级评定钢板等级划分见表3在坡口预定线两侧各50mm板厚大于100mm时，以板厚的一半为准内，缺陷的指示 长度大于或等于50mm时，那么应判废，不作评级。在检测过程中，检测人员如确认钢板中有白点、裂纹等危害性缺陷存在时，贝U应判 废，不作评级。6压力容器锻件超声波检测6.1检测范围和一般要求本条适用于压力容器用碳素钢和低合金钢锻件的超声检测和缺陷等级评定。本条不适

14、用于奥氏体钢等粗晶材料的超声检测，也适用于内外半径之比小于80%的环形和筒形锻件的周向横波检测。6.2试块 621纵波直探头标准试块试块应采用CS1和CS2试块，也可自行加工，其形状和尺寸按表 4和图4的规定。表4纵波直探头采用的标准试块尺寸mmL56100150200D50608080纵波双晶直探头标准试块1工件检测距离小于45mm时，应米用纵波双晶直探头试块。2 纵波双晶直探头标准试块的形状和尺寸按图5和表5的规定图4纵波直探头标准试块图5纵波双晶直探头标准试块表5纵波双晶直探头标准试块尺寸序号1234567© 2© 3© 4© 6检测 距离 L51

15、015202530354045检测面是曲面时，应采用比照试块来测定由于曲率不同而引起的声能损失，其形状和 尺寸按图6所示。6.3检测时机原那么上应安排在热处理后，槽、孔、台阶加工前进行。假设热处理后锻件形状不适合超 声检测时也可在热处理前进行，但在热处理后仍对锻件进行尽可能完全的检测。检测面的外表粗糙度Ra为6.3卩m。6.4 检测方法 锻件一般应进行纵波检测。对筒形锻件还应进行横波检测，但扫查部位和验收标准应 由供需双方商定图 6 曲面比照试块6.4.1 横波检测横波检测应按附录A补充件的要求进行。6.4.2 纵波检测1原那么上应从两个相互垂直的方向进行检查，尽可能地检测到锻件的全体积。主要

16、检 测方向如图 7 所示。其它形状的锻件也可参照执行。2锻件厚度超过400mm时，应从相对两端面进行100%的扫查。6.5 检测灵敏度确实定6.5.1 纵波直探头检测灵敏度确实定当被检部位的厚度大于或等于探头的三倍近场区时，原那么上可选用底波计算法确定检 测灵敏度。对由于几何形状所限，不能获得底波或壁厚小于探头的三倍近场区时，可直接 采用试块法来确定检测灵敏度。6.5.2 纵波双晶直探头检测灵敏度确实定根据需要选择不同直径平底孔的试块，并依次测试一组不同检测距离的平底孔至少三个 。调节衰减器，使其中最高的回波幅度到达满刻度的80%。不改变仪器的参数，测出其它平底孔回波的最高点，将其标在荧光屏上

17、，连接这些点，即是对应于不同直径平底 孔的纵波双晶直探头的距离一波幅曲线，并以此作为检测灵敏度。检测灵敏度一般不低于最大检测距离处的C 2mm平底孔当量直径。6.6 工件质衰减系数的测定6.6.1 在工件无缺陷完好区域，选取三处检测面与底面平行且有代表性的部位，调节仪器使第一次底面回波幅度B1为满刻度的50%，记录此时衰减器的读数，再调衰减器，使第二次底面回波幅度B2为满刻度的50%，两次衰减器读数之差即为B1-B2的dB的差值。662衰减系数的计算公式：B1-B 2 6dBa=2T式中：a衰减系数，dB/m单程B1-B2两次衰减器的读数之差，dBT工件检测厚度，mm工件上三处衰减系数的平均值

18、即为该工件的衰减系数。6.7缺陷当量确实定采用AVG曲线及计算法确定缺陷当量。对于三倍近场区内的缺陷，可采用单直探头 或双晶直探头的距离一波幅曲线来确定缺陷当量。也可采用其它等效方法来确定。计算缺陷当量时，当材质衰减系数超过4dB/m,应考虑修正。6.8缺陷记录记录当量直径超过© 4mm的单个缺陷的波幅和位置。密集性缺陷：记录密集性缺陷中最大当量缺陷的位置和分布。饼形锻件应记录大于或 等于© 4mm当量直径的缺陷密集区，其它锻件应记录大于或等于© 3mm当量直径的缺陷密集区。缺陷密集区面积以 50mmx 50mm的方块作为最小量度单位，其边界可以6dB法决定。应按

19、表7要求记录底波降低量。6.9缺陷等级评定单个缺陷的等级评定见表 6。底波降低量的等级评定见表 7。密集区缺陷等级评定见表 &表6、表7和表8的等级应作为独立的等级分别使用。如果工件的材质衰减对检测结果有较大的影响，应重新进行热处理。如果被检测人员判定为危害性缺陷时，可以不受上述条文的限制。图7检测方向垂直检测法注：T为必须检测方向；为参考检测方向表6单个缺陷的等级评定等级IIIIIIIVV缺陷当量直径w © 4© 4-(> 0-8dB)© 4+(> 8-12dB)© 4+(> 12-16dB)> © 4+16d

20、B表7由缺陷引起底波降低量的等级评定等级IIIIIIIVV底波降低量BG/BFw 8> 8-14> 14-20> 20-26> 26注：本表仅适用于程大于一倍近场区的缺陷表8 密集区缺陷的等级评定等级IIIIIIIVV密集区缺陷占检测总面积的百分比 %0> 0-5> 5-10> 10-20> 20锻件修补后，应按本标准的要求进行检测和评定7钢制压力容器焊缝超声波检测7.1检测范围和一般要求本条规定了焊缝缺陷的超声检测方法及检验结果的等级评定。本条适用于母材厚度为8-120mm全焊透熔化焊钢对接焊缝和管座角焊缝的超声检测。本条不适用于铸钢及奥氏体钢

21、焊缝，外径小于159mm的钢管对接焊缝，内径小于或等于200mm的管座角焊缝，也不适用于外径小于250mm或内外径之比小于80%的纵向焊缝检测。7.2试块7.采用的标准试块为 CSK-IA、CSK-IIA和CSK-IIIA。其形状和尺寸应分别符合图8、图9和图10。7.2.3 CSK-IA、CSK-IIA和CSK-IIIA试块适用壁厚范围为8-120mm的焊缝，在满足灵敏度 要求时，也可采用其它形式的等效试块。检测曲面工件时，如检测面曲率半径R小于等于W2/4W为探头接触面宽度，环缝检测时为探头宽度，纵缝检测时为探头长度时，应采用与检测面曲率相同的比照试块。一 个比照试块可检其0.91.5倍的

22、工件。7.3 检测准备图8 CSK I A试块7.3.1 检测面1压力容器焊缝检测一般采用一种 K 值探头，利用一次反射法在焊缝的单面双侧对 整个焊接接头进行检测。当母材厚度大于 46mm 时，利用双面双侧直射波检测。对于要求 比拟高的焊缝，根据实际需要也可将焊缝余高磨平，直接在焊缝上检测。2 检测区域的宽度应是焊缝本身，再加上焊缝两侧各相当于母材厚度30%的一段区 域，这个区域最小为 10mm。3探头移动区应去除焊接飞溅、铁屑、油垢、及其它杂质。检测外表平整光滑，便于探头的自由扫查，其外表粗糙度 Ra应为6.3卩m, 般应进行打磨。a. 采用一次反射法检测时，探头移动区不小于1.25P;P=

23、2TK式中：P跨距，mm，T母材厚度，mm，K 探头K值，b. 采用直射法检测时，探头移动区不小于 0.75P；4去除余高的焊缝，应将余高打磨到与母材平齐。保存余高的焊缝，如果焊缝外表 有咬边、较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡，以免影响检验结果的 评定。图9 CSK H A试块L试块长度，由使用的声程确定；T试块厚度，由被检材料厚度确定；I标准孔位置，由被检材料厚度确定；根据检测需要可在试块上添加标准孔；图10 CSK川A试块732探头K值斜探头K值选取可参照表9的规定。条件允许时，应尽量采用较大 K值探头。表9推荐应用的斜探头K值板厚TmmK8253.0 2.0> 2

24、5 462.5 1.5>461202.0 1.0>1203002.0 0733母材的检验斜探头扫查声束通过的母材区域，应先用直探头检测，以便检测是否有影响斜探头检 测结果的分层或其它种类缺陷存在。该项检测仅作记录，不属于对母材的验收检测。母材 检测的规程要点如下：1方法：接触式脉冲反射法，采用频率 25MHz的直探头，晶片1025mm；2灵敏度：将无缺陷处第二次底波调节为荧光屏满刻度的100%;3记录：凡缺陷信号幅度超过荧光屏满刻度 20%的部位，应在工件外表作出标记，并 予以记录。7.4距离一波幅曲线的绘制距离一波幅曲线按所用探头和仪器在试块上实测的数据绘制而成，该曲线由评定线，

25、定量线和判废线组成，评定线与定量之间包括评定线为I区，定量线与判废线之间包括定量线为U区，判废线及其以上区为川区。如图11所示。742距离一波幅曲线的灵敏选择1壁厚为8120mm的焊缝，其距离一波幅曲线灵敏按表 10的规定。2直探头的距离一波幅曲线灵敏度按表 11的规定。距离一3 检测横向缺陷时，应将各线灵敏度均提高 6dB。4检测面曲率半径R小于或等于W2/4时，距离一波幅曲线的绘制应在曲面比照试块 上进行。5工件的外表耦合损失和材质衰减应与试块相同。6搜查灵敏度不低于最大声程处的评定线灵敏度。图11距离一波幅曲线表10距离一波幅曲线的灵敏度试块型式板厚mm评定线定量线判废线CSKU A84

26、6>461202X 40 18dB2X 40 14dB 2X 40 12dB 2X 408dB 2X 40 4dB 2X 40+2dB815 1X 6 12dB 1 X 66dB 1 X6+2dBCSK川 A> 1546 1X 6 9dB 1 X 63dB 1 X6+5dB>46120 1X 6 6dB1 X 6 1 X6+10dB表11直探头距离一波幅曲线的灵敏度评定线定量线判废线2mm平底孔3mm平底孔6mm平底孔7.5检测方法平板对接焊缝的检测1为检测纵向缺陷，原那么上采用一种 K值探头或两种K值探头在焊缝的单面双侧进 行检测。母材厚度大于 46mm时，采用双面双侧检测

27、，如受几何条件限制，也可在焊缝双 面单侧采用两种K值探头进行检测。斜探头就应垂直于焊缝中心线放置在检测面上，作锯 齿形扫查，见图12。探头前后移动范围应保证扫查到全部焊缝截面。在保持探头垂直焊缝 作前后移动的同时，还应作10°15°的左右转动。图12锯齿型扫查2为检测焊缝及热影响区的横向缺陷应进行平行和斜平行扫查。检测时，可在焊缝两侧边缘使探头与焊缝中心线成10°20。作斜平行搜查。见图13。焊缝余高磨平时，可将探头放在焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查，见图14。焊缝母材超过 100mm时，应在焊缝的两面作平行扫查或采用两种K值探头K1和K1.5或K1和K2并

28、用作单面两个方向的平行扫查；对电渣焊缝还应增加与焊缝中心线成45°的扫查。图14平行扫查图13余平行扫查3为确定缺陷的位置、方向和形状。观察缺陷动态波形和区分缺陷信号或伪缺陷信 号，可采用前后、左右、转角、环绕等四种探头根本扫查方法，见图15。图15四种探头根本扫查方法曲面工件对接焊缝的检测1检测面为曲面时，可尽量按平板对接焊缝的检测方法进行检测。对于受几何形状限制，无法检测的部位应予以记录。2纵向检测时，比照试块的曲率半径与检测面曲率半径之差应小于10%。a.根据工件的曲率和材料厚度选择探头K值，并考虑几何临界角的限制，确保声束能扫查到整个焊缝。b.板探头接触面修磨后，应注意探头入

29、射点和K值的变化，并用曲线试块作实际测定。c. 当检测面曲率半径R大于W2/4且采用平面比照试块调节仪器时，应注意到荧光屏指示的缺陷深度或水平距离与缺陷实际的径向埋藏深度或水平距离弧长的差异，必要时进行 修正。3环缝检测时比照块的曲率半径应为检测面曲率半径0.91.5倍。管座角焊缝的检测1一般原那么在选择检测面和探头时应考虑到各种类型缺陷的可能性，并使声束尽可能垂直于该焊 接结构中的主要缺陷。2检测方式根据焊缝结构形式，管座角焊缝的检测有五种探测方式，可选择其中一种或几种方式 组合实施检测。检测方式的选择应由合同双方商定，并考虑检测主要检测对象和几何条件 的限制。图16、图17。位置3位置1图

30、16插入式管座角焊缝a.在接管内壁采用直探头检测，见图16位置1b.板在容器内壁采用直探头检测，见图17位置1c在接管外壁采用斜探头检测，见图17位置2d在接管内壁采用斜探头检测，见图16位置3和图17位置3。e在容器外壁采用斜探头检测，见图 16位置237.6缺陷定量检测 灵敏度应调到定量线灵敏度。对所有反射波超过定量线的缺陷，均应确定其位置、最大反射波幅和缺陷当量 L。缺陷 当量应根据缺陷最大反射波幅确定缺陷当量直径C或缺陷指示1缺陷当量直径C,用当量平底孔直径表示，主要用于直探头检测，可采用公式计算 距离一波幅曲线和试块比照来确定缺陷当量尺寸。2缺陷指示长度 L的测定采用以下方法：a当缺

31、陷反射波只有一个设点，且位于U区时，用6dB法测其指示长度。b当缺陷反射波峰值起仪变化，有多个设点，且位于U时，应以端点6dB法测其指示长度。c当缺陷反射波峰位于I区，如认为有必要记录时，将探头左右移动，使波幅降到评 定线，以此测定缺陷指示长度。7.7缺陷评定超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征，如有疑心时，应采取改 变探头K值，增加检测面、观察动态波形并结合结构工艺特征作判断，如对波形不能判断 时，应辅以其它检测方法作综合判定。缺陷指示长度小于10mm时按5mm计。相邻两缺陷在一直线上，其间距小于其中较小的缺陷长度时，应做为一条缺陷处理，以两缺陷长度之和作为其指示长度不考虑间

32、距。7.8缺陷等级评定不允许存在以下缺陷：1反射波幅位于判废线及川区的缺陷；2检测人员判定为裂纹等危害性的缺陷；最大反射波幅位于；U区的缺陷，应根据其指示长度按表12的规定予以评级。最大反射波幅低于定量线的非裂纹类缺陷，均评为I级。不合格的缺陷应予以返修。返修部位及热影响区仍按本标准进行检测和等级评定。表12 U区缺陷的等级评定等级板厚T单个缺陷指示长度I多个缺陷的累积指示长度L'I8 120>1203001L= _T，最小为10,最大不超过 3031L= 一T,最大不超过 503在任意9T焊缝长度范围内 L '不超过T在任意9T焊缝长度范围内 L '不超过Tn8 1201L= _T,最小为12,最大不超过 403在任意4.5T焊缝长度范围内L'不超过T>120300最大不超过75在任意4.5T焊缝长度范围内L'不超过T超过H级者注：板厚不等的焊缝，以薄板 为准当焊缝长度缺乏 9T( I )或4.5T( H级时)，可按比例折算。