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无缝和焊接（埋弧焊除外）钢管纵向和/或横向缺欠的全圆周自动超声检测
Automated full peripheral ultrasonic testing of seamless and welded (except submerged arc-welded) steel tubes for the detection of longitudinal and/or transverse imperfections
1 范围
本标准规定了用于无缝钢管和埋弧焊除外的焊接钢管纵向和/或横向缺欠的全圆周自动超声横波
(由常规或相控阵技术产生)检测的要求。
除非采购方在合同中特别要求,否则采用的方法一般是纵向缺欠的检测。
在进行纵向缺欠检测时,制造商也可自行决定采用兰姆波进行检测。
对于无缝管,由供需双方协商同意,本标准的检测原理可以用于检测其他方向的缺欠。
本标准适用于外径不小于6mm且外径与壁厚之比不小于5的钢管的超声检测。对于外径与壁厚
之比小于5的钢管纵向缺欠检测见附录A。
圆形空心部件的检测可参照本标准执行,手动超声波检测可参照本标准执行。
2 规范性引用文件
下列文件对于本标准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。
GB/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证(GB/T 9445-2015,ISO 9712:2012,IDT)
GB/T 12604.1 无损检测 术语 超声检测(GB/T 12604.1-2005,ISO 5577:2000,IDT)
ISO 11484 钢材产品 雇主的无损检测人员资格鉴定体系
3 术语和定义
GB/T 12604.1和ISO 11484界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
对比标准缺陷用于校验无损检测设备的人工缺陷(如钻孔、槽、凹坑)。
3.2
对比样管
包含对比标准缺陷的钢管或管段。
3.3
对比试样
包含对比标准缺陷的试样(如管段、板或带)。
注:本标准只使用术语“对比样管”,也包括术语对比试样。
3.4
管
两端开口的任意形状横截面的中空长条产品。
3.5
无缝管
通过将实心产品穿孔成空心管,再经热加工或冷加工到最终尺寸的钢管。
3.6
焊接钢管
由扁平材卷制成空心筒并将邻边焊合而成的钢管,焊接后可进行进一步的热加工或冷加工处理,以
得到最终尺寸。
3.7
制造商
根据相关标准制造产品并声明交付的产品符合相关标准所有适用条款的组织。
3.8
协议
在询价和订货时,制造商与采购方之间的合同约定。
3.9
平均壁厚
平均公称壁厚按下面方法计算:
式中,Tmax和Tmin分别为考虑壁厚偏差时标准允许的最大和最小厚度。
4 一般要求
4.1 除非产品标准另有规定或供需双方协商同意,超声检测应在钢管所有主要生产工序操作(轧制、热处理、冷和热加工、定径和矫直等)全部完成后进行。
4.2 被检测的钢管应有足够的平直度以保证检测的有效性。表面应没有影响检测可靠性的外来异物。
4.3 检测应由按照GB/T 9445、ISO 11484或等效标准经培训合格的操作人员进行,并由经制造商任
命的有资格的人员监督。在由第三方检测的情况下,此项应由供需双方协商。
注:在相应的标准中可以找到1、2、3级的定义,如GB/T 9445和ISO 11484。
5 检测方法
5.1 钢管检测应采用超声波横波技术检测纵向和横向缺欠。兰姆波也可用于检测纵向缺欠。
5.2 检测过程中钢管与探头应相对运动,以便扫查整个钢管表面,检测覆盖率由探头尺寸计算。检测过程的相对移动速度变化应不超过±10%。钢管两端会有一段较短的长度不能被检测到。任何未检测
到的管端应按照适当的产品标准的要求进行处理(见附录B)。
5.3 除非供需双方另有协议,针对所要求的检测种类,检测均应从声束传播的两个相对方向进行,纵向检测为顺时针和逆时针,横向检测为向前和向后。
5.4 在检测纵向缺欠时,每个单独换能器沿管轴方向的最大宽度应为25mm。对验收等级U1且外径
小于或等于50mm的钢管,任一换能器的宽度通常应限制为最大12.5mm。
在采用兰姆波技术或相控阵技术时,换能器沿管轴方向的宽度或激发孔径应限制为最大35mm。
在检测横向缺欠时,每个单独换能器在垂直于管轴方向的最大宽度应为25mm。
5.5 对于横波技术,超声检测换能器的频率应在1MHz~15MHz之间;对于兰姆波技术,超声检测换
能器的频率应在0.3MHz~1MHz之间。超声检测换能器的频率依产品状况以及被检钢管的声学特
性、壁厚和表面光洁度而定。
5.6 设备应采用自动触发/报警电平结合标记和/或分选系统将钢管分为合格或可疑钢管。
5.7 手动超声波检测可按附录B执行。
6 对比样管
6.1 一般要求
6.1.1 本标准定义的对比标准缺陷用于校验超声波检测设备系统。不应将这些对比标准缺陷的尺寸视为此类设备所能检测到的最小缺欠尺寸。
6.1.2 若检测纵向缺欠,应使用样管内、外表面上的纵向刻槽校验超声检测设备。
若检测横向缺欠,应使用样管内、外表面上的横向刻槽校验超声检测设备。
航空不锈钢管等特殊用途不锈钢管,当内径小于12mm时可不加工内表纵向刻槽。除此之外的其
他钢管,当钢管内径小于25mm时,可不加工内表纵向刻槽;内径小于50mm时,可不加工内表横向
刻槽。
用其他方向缺欠替代标准规定方向缺欠或增加其他方向缺欠的检测要求,应在询价和订货时详细
说明。
6.1.3 制作对比样管用钢管与被检钢管应具有相同的公称尺寸,并具有相近的化学成分、表面状态、热处理状态和声学性能。
6.1.4 刻槽距对比样管端部以及刻槽彼此之间都应足够分开,以便获得清晰可分辨的显示信号。
6.2 对比刻槽的类型
6.2.1 对比刻槽应与对比样管的长轴平行(纵向刻槽)或垂直(横向刻槽)。
对比刻槽应为“N”型,当刻槽深度小于0.5mm时,可采用“V”型刻槽(见图1)。“N”型刻槽的两边
名义上应平行,且槽的底部名义上应与两边成直角。
6.2.2 当需方未指定其他刻槽样式时,横向刻槽应采用图2所示的样式。
6.2.3 对比刻槽应采用机械方法或电火花蚀刻方法加工。
6.3 对比刻槽的尺寸
6.3.1 宽度
对比刻槽的宽度w(见图1)应不大于1.0mm,且应不超过深度的2倍。
6.3.2 深度
6.3.2.1 对比刻槽的深度d(见图1和图2)应符合表1的规定。
注:在所有涉及钢管无损检测且划分了多种验收等级的国际标准中,对应于相同的验收等级,表1规定的刻槽深度值是相同的。尽管对比标准缺陷相同,但采用不同的检测方法可以得到不同的检测结果。
a 经供需双方协商同意,可以采用验收等级U2.5,此时刻槽深度与公称壁厚之比为8%。
6.3.2.2 除非制造商和买方另有协议,刻槽的最小深度与钢管的应用类型有关,并由表2给出的类别表示。在没有指明最小槽深类别时,冷拔、冷轧及机加工钢管的最小刻槽深度为0.2mm,所有其他状态的最小刻槽深度为0.5mm。
a 采用的最小刻槽深度与钢管的加工方式有关,此时钢管的最终表面状态是决定最小刻槽深度的主要因素,最小刻槽深度主要用于超声波设备的校验以得到可接受的信噪比。
6.3.2.3 除非另有协议,所有验收等级和钢管类别的最大刻槽深度应为1.5mm,但钢管壁厚大于
50mm时,最大刻槽深度可增加到3.0mm。
6.3.2.4 刻槽深度的允许偏差为刻槽深度的±15%或±0.05mm,取较大者。在刻槽深度小于0.3mm
时,偏差应为±0.03mm。
6.3.3 刻槽的长度
除非产品标准中规定或制造商和买方协商同意,对比刻槽的长度应大于单个换能器或单个虚拟换
能器的宽度,并作如下限制:
---最大25mm,对冷拔、冷轧或机加工钢管;
---最大50mm,对其他所有情况。
6.3.4 航空不锈钢管等特殊用途不锈钢管
航空不锈钢管等特殊用途不锈钢管的验收等级及对比刻槽尺寸应符合表3的规定。
6.3.5 对比标准缺陷的验证
对比标准缺陷的尺寸和形状应采用适当的技术进行验证。
7 设备校验和复核
7.1 一般要求
在每一个检测周期的开始,不论采用何种波型的检测设备均应进行校验,以产生稳定、清晰可辨的
对比刻槽信号,这些信号用于触发他们各自的报警电平。超声检测采用的仪器应进行周期性校准。
7.2 触发/报警电平的调整
7.2.1 当采用单个报警闸门时,应调整探头使得内、外壁对比刻槽的信号尽可能相同,两者中信号较低的信号幅度作为设备的报警电平。
7.2.2 当内、外壁对比刻槽分别采用不同报警闸门时,每个对比刻槽的信号幅度作为相应的报警电平。
两个闸门的位置和宽度应进行调整使得钢管的整个壁厚都能被检测。
7.2.3 当只使用外壁刻槽时,外壁刻槽在内伤闸门和外伤闸门交界处的信号幅度作为内伤报警电平。
7.3 校验检查和重新校验
7.3.1 在对相同公称外径、壁厚和钢级的钢管检测过程中,应使用对比样管通过检测设备对设备进行定期动态校验检查。校验的检查频次应至少每4h进行一次,且无论何时当更换设备操作班组和生产的开始及结束均应进行校验。
7.3.2 校验的动态检查过程中,对比样管和探头装置之间的相对移动速度应与正常生产时的速度一
致。如果制造商能够证明已得到与校验动态检查一致的结果,则可采用其他的校验方式。
7.3.3 如果初始校验设定的任何参数发生改变,设备应进行重新校验。
7.3.4 在生产检测过程中,如果校验检查不合格,则自上一次校验合格后的所有钢管应在设备重校验后重新检测。
8 验收
8.1 任何钢管产生的信号低于触发/报警电平应认为此次检验合格。
8.2 任何钢管产生的信号等于或大于触发/报警电平应视为可疑品,或由制造商选择,可进行重新检
验。如果在连续两次的重新检测后,所有的信号均低于触发/报警电平,钢管应被视为通过了此次检测;
否则,钢管应被视为可疑品。
8.3 对可疑钢管,根据产品标准的要求应采用下列一种或多种方法进行处理:
a) 可疑区域应进行修磨或采用适当的方法检测。确认剩余壁厚在允许的公差范围内后,此钢管
应按先前规定的方法重新检测;如果没有产生等于或大于触发/报警电平的信号,则此钢管应
视为通过了此次检测。
经供需双方协商并确定可接受的验收等级,可疑区域也可以采用其他无损检测技术和检测方
法重新检测。
b) 可疑区域应切除。
c) 钢管应视为此次检验不合格。
9 检测报告
检测报告应至少包含以下信息:
a) 本标准编号;
b) 符合性说明;
c) 经协商或其他方式认可的与规定程序之间的任何偏离;
d) 产品牌号和尺寸;
e) 检测技术的类型和详细信息;
f) 设备校验采用的方法;
g) 对比标准缺陷验收等级的描述;
h) 检测日期。
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