SY T 4065-1993 石油天然气钢质管道对接焊缝超声波探伤及质量分级.pdf

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1、1 总贝q中华人民共和国石油天然气行业标准石油天然气钢质管道对接焊缝超声波探伤及质量分级批准部门z中华人民共和国能源部批准日期:199303-27 实施日期1993-09-01SY 4065一19931. O. 1 根据石油天然气管线的特殊条件，确保管线的安全性，同时获得最佳经济效益，特制定本标准。1. O. 2 本标准适用于壁厚为5-30mm，管径为571200 mm碳素钢和低合金钢石油天然气长输、集输及其他油气管道环向对接焊缝的超声波探伤与评级e不适用于弯头与直管、带颈法兰与直管、国弯头与直管对接焊缝的超声波探伤与评级。1. O. 3 本标准规定了检验焊缝及热影响区的缺陷，并确定了缺陷位置

2、、尺寸和缺陷评定的一般方法及探测结果的分级方法。J1. O. 4 非标准只限于使用手工型脉冲反射式超声波探伤仪。1. O. 5 从事管道焊缝起声波探伤的检验人员必须掌握超声波管道探伤的基础技术，具备足够的焊缝超声波探伤经验，并掌握一定的材料、焊接基本知识。1. O. 6 从事管道焊缝超声波探伤的检验人员应持有关考核组织颁发的资格证书，从事与考核项目相对应的检验工作。1. O. 7 越声波检验人员的视力应每年检查一次，校正视力不低于1.0。1. 0.8 ，1用标准包括:GB 11345 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级ZIW 230 A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件ZBY 231

3、超声波探伤用探头性能测试方法ZBY 344 超声波探伤用探头型号命名方法ZBY 232 超声波探伤用1号标准试块技术条件ZBj 04001 A型脉冲反射式超声波探伤系统工作性能测试方法1. O. 9 本标准的用词说明见附录L。2 探伤仪、探头及系统性能2. 1 探伤仪2. 1. 1 使用A型显示脉冲反射式起声波探伤仪，其工作频率范围至少为15MHz，探伤仪应配备衰减器或增益控制器，步进级每档不大于2dB，总调节量应大于60dB，水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。2. 1. 2 超声波探伤仪的其他性能指标以及性能指标的测试方法应符合ZBY230(A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条

4、件的规定。2. 1. 3 在设备首次使用及每隔3个月应检查探伤仪的垂直线性和水平线性。2.2 探头1030 SY 4065-1993 2. 2. 1 采用工作频率为45MHz，前沿距离不大于12mm，晶片有效面积不大于96m旷的方晶片斜探头。但探测外径;159mm管线环缝时，宜采用频率为5MHz的方晶片小径管专用探头。探头晶片边长不应大于8mm.前沿距离不应大于10mm，且探头的接触面应与管壁对中，吻合良好。2.2.2 探头在钢中的折射角应符合表2.2.2的要求。表2.2. 2 探头折射角或K僵选择表管壁厚度(mm) 探头折射角n 探主K值5-8 71. 568. 2 32. 5 830 68

5、. 256. 3 2.51.5 2. 2. 3 擦头主声柬垂直方向的偏离不应有明显的双峰，水平方向偏离角不应大于2。2.2.4 探头应按ZBY344(超声波探伤用探头型号命名方法的规定做出标志。2.2.5 X才探测外径大于500mm管线环焊缝的探头其性能测试方法应符合ZBY231(超声波探伤用探头性能测试方法的规定。对探测外径小于或等于500mm管线的环焊缝的探头，其性能测试方法应符合附录C的规定。2. 3 超声检测系统性能2. 3. 1 系统有效灵敏度余量必须大于评定线灵敏度10dB以上。2.3.2 超声束的近场分辨率应大于6dB，近场分辨率的测试方法应符合附录C的要求。2.3.3 探头及系

6、统性能必须按表2.3. 3规定时间检查。理费2.3.3制探头及系统性能榆董周期寝检查项目检查周期前沿距离首次使用及每隔6个工作日折射角或K值首次使用及每隔6个工作日灵敏度余量首次使用、修补后及每隔l个月分辨率首次使用、修补后及每隔1个月偏斜角每次使用前3 试块3. O. 1 本标准规定采用SGB试块和SRB试块。3. 0.2 SGB试块用于测定探伤仪、探头和系统的性能以及对仪器做调整和校验。SGB试块适用范围见表3.O. 2，其形状见附录A。表3.O. 25GB试块适用范围寝自1盯卫编号弧面半径R适用管外径SG B- 1 30 5789 SGB- 2 48 89140 SGB-3 76 140

7、-210 SGB-4 120 210360 SGB-5 200 360-600 SGB-6 平面600 1031 SY 4065-1993 3. O. 3 SRB试块用于比较焊缝根部未焊透深度。试块形状和尺寸应符合附录B的要求。SRB试块允许平行于轴线方向截取，便于现场携带。截取后的试块宽度不宜小于50mm，避免出现端角反射。3.0.4 鼠块应采用与被检材料相同或声学性能相近的钢材制成。其材料在白平底孔灵敏度探伤时，不得出现大于以归平底孔回波幅度1/4的缺陷信号。4 检验前的准备4. 1 探伤面4. 1. 1 检验区域的宽度应是焊缝本身再加上焊缝两侧各10mm一段区域。4. 1. 2 探头移动

8、区应清除焊缝飞溅、铁屑、油污及其他外部杂质，探伤表面应平整光滑，便于探头自由扫查，其表面粗糙度不应超过6.3m.4. 1. 3 探头移动区的确定应符合下列要求:4.1.3.1 采用直射法探伤时，探头移动区应大于P。P = iJ K +50 (4. 1. 3-1 ) 式中P探头移动区(mm); 占板厚(mm); k一折射角正切值。4. 1. 3. 2 采用一、二次反射波探伤时，探头移动区为P。P=niJK十50(4. 1. 3-2) 式中，n 一次反射时n=2，二次反射时n=3.4.2 焊缝表面4. 2. 1 焊缝表面应经外观检验合格，当焊缝表面及探伤面的不规则状态影响检验结果评定时，做适当的修

9、磨，并做圆滑过渡。4.3 探头参数选择4. 3. 1 检验频率应在45MHz范围内选择，推荐选用5MHz. 4. 3. 2 探头角度应依据被检管线壁厚，预期探测的缺陷种类，按表2.2. 2的规定选择。应尽量使直射波扫查到焊缝根部以上区域，并垂直于主要缺陷的取向。4.4 祸合剂4. 4. 1 应选用适当的液体或糊状物作为销合剂，桐合剂应具有良好的透声性和适宜的流动性，不应对人体和材料有损伤作用，同时便于检验后清理。典型的藕合剂为水、机油、甘油和浆糊，精合剂中可加人适宜的润滑剂或活性剂，改善捐合性能。4. 4.2 E试块上调节仪器和检验产品应采用相同的精合剂。5 仪器调整与校验5. O. 1 时基

10、扫描线刻度按比例调节，可代表缺陷水平距离、简化水平距离、深度h或声程5，应在SGB型试块t作时基扫描调节，扫描比例依据工件厚度和选用探头角度来确定，具体的调整方法见附录D。5.0.2 距离波幅曲线(DAC)的绘制要求如下z5.0.2.1 距离波幅曲线应按所选用的仪器-探头系统在标准试块上的实测值(波幅绘制，其绘制方法见附录E.曲线由判废线RL、定量线SL和评定线EL组成。实测绘制的距离-波幅曲线DAC为基准1032 线，各线灵敏度见表5.O. 2，评定线至定量线以下为I区，定量线至判废线以下为E区，判废线及以上为田区(见图5.O. 2)。5.0.2.2 受检表面藕合损失应计入距离波幅曲线，损失

11、差的测定见附录F.在最大跨距声程内最大传输损失差在2dB内不计。5.0.2.3 在整个检验范围内，曲线应处于荧光屏满幅度的20%以上，如果做不到，可采用分段绘制的方法。睡揭SY 4065-1993 判匾线(RL)定量线(sL)评定线(EL)距离(mm)图5.O. 2 距离-波幅曲线覆5日.2 距离-波幅画线安徽度管壁厚度a(mm)5运8运30判废线(RL)DAC-2 dB 定量线(SL)DAC-8 dB 评定线(EL)DAC-14 dB 5.0.3 为发现和比较根部未焊透深度，应在5RB试块上测定人工矩形槽的反射波幅度，测定方法应符合附录G的要求。5.0.4 每次检验前应在5GB试块上对时基扫

12、描线比例和距离波幅曲线灵敏度进行调节或校验，校验点应不少于2个。5.0.5 检验过程中每间隔4小时或检验工作结束后应对时基扫描线和灵敏度进行校验.校验应在5GB试块上进行。5.0.6 扫描调节校验时，如发现校验点反射波在扫描线上偏移超过原校验点刻度读数的10%或满刻度的5%(两者取较小值).则扫描比例应重新调整，前次校验后已经记录的缺陷，位置参数应重新测定，并予以更正。5.0.7 灵敏度校验时，如校验点的反射波比距离-波幅曲线降低20%或2dB以上，则仪器灵敏度应重新调整，而前次校验完后，检验的全部焊缝应重新检验。如校验点的反射波幅比距离曲线增加20%或2dB以上，仪器灵敏度应重新调整，已经记

13、录的缺陷，应对缺陷尺寸参数重新测定并予以评定。6 检验6. O. 1 检验前探伤人员应了解被检管线的材质、厚度、曲率、组对状况、坡口形式、焊接方法、焊缝种类、焊缝余高、焊缝宽度及沟槽等情况。6.0.2 采用单面双侧直射法及一次反射法或二次反射法。6.0.3 探伤灵敏度应不低于评定线灵敏度，对未焊透缺陷的探测灵敏度应不低于SRB试块人工矩形槽反射波峰值点高度。6.0.4 扫查速度不大于150mm/s.相邻两次探头移动间隔至少有探头宽度10%的重叠。6.0.5 对波幅超过评定线的反射波应根据探头位置、方向，反射波在荧光屏上的波形和位置及6.O. 1 条的焊缝情况判定是否为缺陷。为探测纵向缺陷，探头

14、应垂直焊缝中心线做矩形扫查或锯齿形扫查，探头前后移动范围应保证能扫查全部焊缝截面及热影响区。6.0.6 对反射波幅位于或超过定量线的缺陷以及判定为根部未焊透的缺陷，应确定其位置、最大反射波所在区域和缺陷指示长度，波幅测定允许误差2dB , 6.0.7 缺陷最大反射波幅与定量线SL的dB差，记为SL土dB，1033 SY 4065-1993 6.0.8 缺陷位置以获得最大反射波的位置表示，根据相应的探头位置和反射波在荧光屏上的位置确定，在焊缝周向分度点为起点，沿介质流出方向投影，顺时针进行标记。深度标i己是以缺陷最大反射波的深度值表示。6.0.9 当缺陷反射波只有一个高点时，降低6dll相对灵敏

15、度法测定缺陷指示长度，当缺陷反射波起伏变化，有多个高点时，贝tl将缺陷两端反射波极大值之间探头的移动长度定为指示长度。6. O. 10 缺陷指示长度小于10mm时，按5mm计。6. O. 11 相邻两缺陷各向间距小于8mm时，两缺陷指示长度之和作为单个缺陷的指示长度。7 缺陷评定及检验结果的等级分类7. O. 1 如缺陷信号具有裂纹等危害性缺陷特征，其汲幅不受幅度限制，均评为lV级，如不能准确判定，应辅以其他检验作综合判定。7.0.2 缺陷反射波幅位于定量线以下的非危害性缺陷均评为I级。7.0.3 最大反射波位于H区的缺陷以及波高小于SRIl试块人工矩形槽反射波峰值点的禾焊透缺陷，应根据缺陷的

16、指示长度，按表7.0.3的规定于以评定。表7.O. 3 缺陷等级分类评定等级开口缺陷(未焊透)总长非开口缺陷(条形缺陷总长一一I 不允许不允许H 4%L.且任意300mm内不大于124%L，且任意300mm内不大于25E 8%L.旦任意300mm p句不大于258%1-.且任意300mm内不大于50一一一H 超过E级者超过田级者注J!I为管道焊缝长度;但)高低错口单侧未焊透，按非开口缺陷处理。7. o. 4 波高大于等于SRB试块人工矩形槽反射波峰值点的未焊透缺陷应评为lV级。7.0.5 J呈射波幅位于判废线或囚区的缺陷，无论指示长度如何，均评为lV级。ml 7.0.6 不合格的缺陷，应予返修

17、。返修区域补焊后，返修部位及补焊受影响的区域，应按原探伤条件进行复验，复验部位的缺陷亦应按本章要求评定。8 记录与报告8. O. 1 厄录的主要内容:管线名称，编号，材质，规格，焊缝代号，焊工号，坡口形式，焊缝种类，表面情况，探伤方法，检验规程，验收标准，使用仪器，探头参数，锅台剂，试块，扫描比例，探伤灵敏度，缺陷性质，指示氏度，最大反射波高，指示长度小于表7.0.3的非开口缺陷，检验人员，俭验日期。8.0.2 报告内容.管线名称，规格，编号，类别，探伤方法，探伤比例，探伤部位.验收标准，缺陷情况，返修情况，探伤结论，检验人员及审核人员签字。报告应附有标明焊缝编号和探伤部位的管线系统图。8.0

18、.3 报告格式见附录H。1034 SY 4065-1993 附录ASGB试块形状令命令令命令令图ASGB试块形状附录BSRB试块形状与尺寸200 被检管线外径;a被检管线公称壁厚gh 内璧环状矩形槽的槽深.h=10%且h1.5 mm 图BSRB试块形状与尺寸 附录C探头主要参数的测试方法C1 斜探头入射点及前沿距离的测定C 1. 1 按图C1.1所示，将探头置于SGB基准试块的位置1。C 1. 2 前后移动探头，向RZ5，凡。圆弧面发射超声波，直到这两个弧面的回波幅度最大。C 1. 3 与SGH试块侧面困弧中心记号刻线对应的探头侧面刻度点为人射点，入射点到探头前端的距离为前沿距离。用刻度尺测出

19、前沿距离，读数应精确到0.5ffiffio 1035 SY 4065一19931 2 3 4 5 + + 今6 今+ D 6 1 ll l 图C1.1探头主要参数测试C2 斜探头折射角的测定C2. 1 按mC1. 1所革将探头置于SGB试块的位置3，观察深度为30mm的归横通孔回波。C2.2 前后移动探头直到孔的回波最高，固定探头位置。C2.3 折射角卢的计算。测定入射点到p2孔中心的水平距离L，则卢二arctgL/h 式中L入射点到P2孔中心水平距离;h 骨2孔中心与探测面垂直距离; 卢斜探头折射角。C3 斜探头近场分辨力的测定C3. 1 按|到C1.1所示，将被测斜探头置于SGB试块的位置

20、2上，探测何、归阶梯孔。( C2. 3 ) C3.2 前后移动探头，适当调整衰减器，使内、归两孔反射波高h相同，均为满幅度的30%40%，记下哀V.x器i主数D，0 C3.3 再调节衰减器，使你、归两反射波之间的波谷上升到原波峰高度(见图C3.3) ，记下衰减器读数D20C3.4 衰减器的两次读数差D，-D, (dBl为仪器和探头组合分辨率。去 图C3.3斜探头分辨力测定时荧光屏上的波形1036 SY 4065一1993C4 斜探头主声束偏斜的扭定C4. 1 按图C1.1所示，将探头置于SGB试块的位置6.探测试块的下棱边。C4.2 前后移动和左右摆动探头，使所测棱边反射波达到最大值，然后固定

21、探头，沿探头侧面在试块上刷一条宣线。C4. 3 用量角器测量上述直线与试块棱边法线的夹角。即声轴偏斜角。C5 主声轴在无双峰的测定C5. 1 用斜探头探测p2X20横通孔。C5.2 按图C1.1所示，将探头分别置于位置3、4、5，保持声轴与试块侧面平行，前后移动探头，使横孔反射波最高，并在附近位置前后移动探头，观察波形变化情况。C5.3 按t述方法依次探测不同深度的横孔，测定不同深度上声束垂直方向有元双峰(见阁C5.3)。单峰双峰图C5.3单、双峰示意图附录D仪器扫描线的调整D1 接水平距离调节仪器扫描线D1. 1 计算图D所示的SGB试块儿5和R圆弧面反射波对应的水平距离L，、Lz0 L ,

22、 = K. RZ5 i一一一-/IF K R L2 -二三乏tz2Idl、1+ K2 -D D1. 1-2) 式中K斜探头的实测K值。D1.2 将探头置于图D所示的位置上，使RZ5和孔。圆弧面的反射波在荧光屏上均达到最大。D1.3 调节仪器的水平和微调旋钮，使RZ5和R50反射波分别对准荧光屏上的水平刻度线上1、L2，则按水平距离调节的扫描速度为1 1。D2 按深度调节仪器扫描线D2. 1 计算图D所示的SGB试块儿5和瓦。因弧面反射波对应的深度d1、d20R dl =一O/IF d，二旦- 2d, v1十走2D2.1-1) D2.1-2) 1037 SY 4065-1993 D2.2 采用D

23、1.2.D1.3的操竹方法，使R和R汕反射波分别对准荧光屏L的水平刻度线矶、此，则按深度调节的扫描速度为1: 1。l-, l唱_1，_ 唱-1、图D扫描线调节示意图附录EDAC曲线板绘制步骤EO. 1 将测试范围调整到探伤使用最大探测范围，并按水平或深度法调整时基扫描比例。EO.2 依据l件由率选择合适的基准试块5GB，选取能产生最大反射波幅的横孔为第一基准孔。EO.3 调节增益，使该孔的反射波为荧光屏满幅度的80%，将其峰值点标记在荧光屏前辅助面板上。依次探测其他横孔，并找到最大反射波高，分别将峰值点标记在辅助面板上，用曲线板连接各峰值点即成D川、曲线板。如果分段绘制可调节衰减器，提高基准孔

24、的反射波高度，分段绘制曲线。EO.4 将31敏度提高8dB，将表示定量线灵敏度再提高6dB或降低6dB，该线将分别代表评定线和判废线。1038 80 26O V 幢40蝠20 。I百基准蜡判直线直量线评定线E 30 辜百四度(mm)水平距离(mm)图E距离波幅曲线SY 4065一1993附录F表面声能损失差的测定FO. 1 取与工件同材质、同曲率、同厚度且表面粗糙度与SGB试块相同的曲面状试块。FO.2 用两个同型号的斜探头置于曲面试块的凸表面上，做一发收探测，探头间距应约为实际检验时探头至焊缝截面中心距离的两倍。找到接收波的最大波帽，调节衰减器，使波高仍为满刻度的60%。.0. 3 用同样的

25、方法，使斜探头置于工件上，不通过焊缝做一发一收的探测，再调节衰减器，使波高仍为满刻度的60%。衰减器的两次读数差，即为表面声能损失差。茬面同试块表面同试块罪面同工件表面同工件图F表面声能损失差的测定附录G对比试块的使用及根部缺陷(未焊透)探测灵敏度GO. 1 在辅助面板图E上，保持仪器旋钮不变。GO.2 在所探管材E截取200mm长的一段，在1/2处加工矩形槽，槽宽为2mm，槽长大于40mm，槽深为壁厚10%.且不大于1.5 mm，误差为+10%-20%。GO.3 探测矩形槽并找出最高反射波将其峰值点标记在辅助面板上，该峰值点波高即为未焊透缺陷的起始关敏度。100 20 矩形槽匪射植汉V00 64 擅羁嚣匮(mm)(mm) 。图G根部未焊透灵敏度标记示例1039 SY 4065一1993附录H超声波探伤报告格式超声波探伤报告(正面)管道名称规格一一一一一管道类别材质编 合格级别探伤方法焊接方法表面状态坡口型式楠-F剂及精合万式仪器型号1作频率增益抑制扫描调节试块型号探伤比例探生要数晶片尺寸L一验收标准附管j1系统阳及缺陷部位图。韶声波探伤报告(背面)报告编号:报告日期年月日焊r1编号缺陷编号最大反射波幅指示长度(mm) 评级一次返修二次返修备注一卜卜一一一卜一+管:审核z检验员，(本标准的附录I附录X的内容咯编者泣。)104U