全自動超聲波檢測標(biāo)準(zhǔn).doc

西氣東輸管道工程企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)教材管道對接環(huán)焊縫全自動超聲波檢測(Q/SY XQ 72001)盤錦北方無損檢測公司2001年9月8日一、概述1、 編制背景和過程11 西氣東輸工程是將我國西部地區(qū)的天然氣通過管道輸往急需清潔能源的東部地區(qū)，既滿足東部地區(qū)對天然氣能源的要求，又發(fā)展了西部經(jīng)濟(jì)，是東西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展的系統(tǒng)工程。此輸氣管道全長4000多公里，材質(zhì)X70，規(guī)格為101614.6-26.2mm，工作壓力10MPa，是“十五”期間規(guī)模最大的管道工程。本工程向國際招標(biāo)，使用國際上最先進(jìn)的技術(shù)，最先進(jìn)的設(shè)備和最先進(jìn)的管理方式，建成世界一流工程。目前國內(nèi)長輸管道都采用常規(guī)超聲波檢測標(biāo)準(zhǔn)，又處于待修訂狀態(tài)，難以滿足此工程需要。因此，2000年6月西氣東輸項目經(jīng)理部委托編寫本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。編制的指導(dǎo)思想是即要與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，又要結(jié)合國情。12 接受任務(wù)后各級領(lǐng)導(dǎo)重視，立即組成編寫班子，搜集國內(nèi)外長輸管道檢測標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)資料，并從加拿大R/D tech公司引進(jìn)目前世界上最先進(jìn)的多通道、聲聚焦、分區(qū)掃查的全自動超聲波檢測系統(tǒng)，并在澀寧蘭工程西氣東輸試驗(yàn)段成功演示，為標(biāo)準(zhǔn)的編制提供了一些有價值的數(shù)據(jù)。同年12月份寫出標(biāo)準(zhǔn)征求意見初稿，發(fā)給專家審查。匯總專家意見，于2001年1月份寫出征求意見稿。2001年2月20日-21日，在廊坊招開了標(biāo)準(zhǔn)初評會，與會專家經(jīng)過認(rèn)真細(xì)致的討論、分析、比較和決斷，對標(biāo)準(zhǔn)條文進(jìn)行修改，特別是強(qiáng)調(diào)了缺欠自身高度和缺欠位置的重要性，對標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收部分做了大量的修改。按初評會專家意見于2001年2月底整理出標(biāo)準(zhǔn)送審初稿。此稿于2001年4月22日24日又經(jīng)西氣東輸施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)評審會的專家們再次修訂，形成送審稿。2001年6月5日至7日經(jīng)西氣東輸施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)審定會的專家們的修訂，形成報批稿。2、編制依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法部分參照ASTM E1961-98，驗(yàn)收部分參照API1104-99、CSAZ-662、ALLIANCE和EN25817-92（D級）等（見表1）。編寫過程中也參照了射線標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收部分，盡量使超聲驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和射線驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)部分相一致性。3、本標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)31 檢測技術(shù)本標(biāo)準(zhǔn)采用多通道、聲聚焦、分區(qū)掃查的超聲波檢測系統(tǒng)（以下簡稱全自動超聲波檢測系統(tǒng)）其特點(diǎn)是：a）全自動超聲波檢測系統(tǒng)采用多通道、聲聚焦探頭，將焊縫沿厚度方向分成幾個區(qū)，每個區(qū)用不同角度的探頭掃查。只要掃查系統(tǒng)在焊縫環(huán)向掃查一周即可對整條焊縫進(jìn)行全面檢測，檢測速度快，效率高。b）全自動超聲波檢測系統(tǒng)采用A掃描、B掃描和TOFD三種掃描方式，以圖象形式顯示缺欠，并能儲存于磁盤、光盤等介質(zhì)中。c）從全自動超聲波檢測系統(tǒng)顯示的圖象上可以測量出缺欠的位置、長度及自身高度，檢測結(jié)果接近客觀值，并且還可以觀察到耦合狀態(tài)，減小人為因素。d）全自動超聲波檢測標(biāo)準(zhǔn)對試塊的設(shè)計、制作、設(shè)備調(diào)試和圖象識別等要求嚴(yán)，因此對檢測人員提出了更高要求，不僅要取得中國鍋爐壓力容器無損檢測人員資格證書，而且還要經(jīng)過專門培訓(xùn)，經(jīng)業(yè)主認(rèn)可，方可從事檢測工作。32 驗(yàn)收內(nèi)容縱觀國內(nèi)外驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（見表1），衡量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不僅要考慮缺欠的長度，還要考慮欠陷自身高度和位置。從斷裂力學(xué)的觀點(diǎn)來看，缺欠的位置和自身高度比其長度有更大的危險性。321 對外表面開口缺欠，判為缺陷，嚴(yán)于國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)；內(nèi)表面開口缺陷與API1104-99相當(dāng)。322 內(nèi)部線性缺陷與EN25817-92（D級）相當(dāng)；長度嚴(yán)于API1104-99，又增加了缺欠自身高度控制。323 體積型缺陷與API1104-99相當(dāng)；缺陷長度比EN25817-92（D級）嚴(yán)，缺陷自身高度比其寬。324 單面焊根部開口缺陷與EN25817-92（D級）相當(dāng)，比API1104-99偏嚴(yán)。4、評價本標(biāo)準(zhǔn)在檢測工藝方面與ASTM E 1961-98相近。驗(yàn)收部份是從缺欠的位置、缺欠自身高度和長度加以限制，較為合理，具有科學(xué)性；與EN25817-92和ISO5817-92相當(dāng)；比API1104-99偏嚴(yán)；與西氣東輸工程射線檢測企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基本相當(dāng)；即符合我國國情又向國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)靠攏。、國外同類標(biāo)準(zhǔn)對比（見表1）表1 國內(nèi)外管線超聲波驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對焊縫幾種缺陷尺寸的規(guī)定序號標(biāo)準(zhǔn)名稱缺欠類型缺欠自身高度（mm）可接受的缺欠長度（mm）備注1API1104-99裂紋未規(guī)定不允許表面非裂紋線型顯示未規(guī)定任何連續(xù)300mm長焊縫，累計長度25mm內(nèi)部非裂紋線形顯示未規(guī)定任何連續(xù)300mm長焊縫，累計長度50mm體積型缺欠顯示未規(guī)定單個最大尺寸6mm密集型最大范圍13mm綜合評定：任何連續(xù)300mm范圍內(nèi)，上述各種累計長度超過50mm或超所焊縫長度的8%為不合格。2API1104-99附錄A表面開口缺欠顯示3.7mm305mm管子規(guī)格75014mm3.7mm7.3mm58.7mm內(nèi)部線狀顯示3.7mm305mm3.7mm7.3mm58.7mm體積型缺欠顯示3.7mm58.7mm3CSAZ-662加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會石油天然氣管線驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)表面氣孔/根焊中氣孔和未熔合2mm/2.5mm250mm/200mm管子規(guī)格75014mm填充區(qū)未熔合2.5mm195mm熱焊區(qū)（雙側(cè)/單側(cè)）未熔合3.8mm/1.9mm120mm/200mm單面焊未焊透1mm335mm深孔（柱孔）約為6mm連續(xù)高度4mm不允許內(nèi)部線型顯示1mm/1.11.4mm287mm/241mm1.53mm/3.16.9mm152mm/63mm6.9mm不允許體積型顯示單個氣孔3.8mm3.8mm點(diǎn)渣3.8mm63mm燒穿3.8mm30mm5美國ALLIANCE管線驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（高和長由全自動超聲波定出）表面線型顯示1.4mm/1.42.8mm287mm/184mm管子規(guī)格91418.9mm2.93.7mm/3.84.0mm152mm/76mm4mm不允許內(nèi)部線型顯示1.4mm/1.42.8mm287mm/184mm2.93.7mm/3.88.4mm152mm/70mm8.4mm不允許體積型顯示單個氣孔4.7mm4.7mm點(diǎn)渣4.7mm76mm燒穿4.7mm38mm25表1 國內(nèi)外管線超聲波驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對焊縫幾種缺陷尺寸的規(guī)定（續(xù)）序號標(biāo)準(zhǔn)名稱缺欠類型缺欠自身高度（mm）可接受的缺欠長度（mm）備注6EN25817-92鋼電弧焊焊接接頭缺陷質(zhì)量分級指南（D級）裂紋不允許德、英、法等歐洲18國組成的歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會（CEN）制訂的焊縫統(tǒng)一驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與ISO5817-92一致。S焊縫厚度T薄側(cè)母材厚度未熔合0.2S且2mm（斷續(xù)的且表面不開口）任何300mm焊縫長253mm根部和中間未焊透0.2S且2mm任何300mm焊縫長253mm氣孔單個0.5S且5mm任何300mm焊縫長253mm條渣、條孔0.5S且2mm0.5S且4mm任何300mm焊縫長253mm。任何300mm焊縫長253mm錯邊（環(huán)縫）0.2T且4mm未規(guī)定內(nèi)凹0.2T且2mm任何300mm焊縫長253mm7本標(biāo)準(zhǔn)裂紋未規(guī)定不允許內(nèi)部線狀缺陷顯示2.5mm不允許2.5mm單長25mm或任何300mm焊縫長度中累計長度50mm體積型缺陷顯示高度或平面最大尺寸6mm單個缺陷最大長度6mm；單面焊根部開口缺陷顯示2.5mm不允許2.5mm單個最大長度25mm或任何連續(xù)300mm焊縫長度中累計長度50mm表面開口非裂紋型缺欠顯示2.5mm不允許2.5mm任何連續(xù)300mm焊縫長度中累計長度25mm處于外表面不允許綜合評定：任何連續(xù)300mm焊縫長度中，上述各種缺欠累計長度超過50mm或超過焊縫長度的8%為不合格。二、條文說明1 范圍1.1 本標(biāo)準(zhǔn)適用于壁厚6mm的西氣東輸管道工程對接環(huán)焊縫檢測與驗(yàn)收。1.2 本標(biāo)準(zhǔn)不適用于管徑小于150mm的鋼管環(huán)焊縫的檢測。本標(biāo)準(zhǔn)適用于壁厚6mm的西氣東輸管道工程線路環(huán)焊縫檢測與驗(yàn)收；不適用于站場及管徑小于150mm的鋼管環(huán)焊縫檢測。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注明日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。ASTM E-317 不采用電子測量儀器評價脈沖回波式超聲波檢測系統(tǒng)工作性能的方法 本章內(nèi)容與ASTM E1961-98配備聚焦裝置分區(qū)掃查的環(huán)焊縫全自動超聲波標(biāo)準(zhǔn)第2章內(nèi)容相同。3 檢測人員3.1 檢測人員必須進(jìn)行培訓(xùn)，經(jīng)理論和實(shí)際考試合格，取得鍋爐壓力容器無損檢測人員資格證書。級以上人員進(jìn)行檢測，級人員僅做檢測的輔助工作。3.2 檢測公司對從事全自動超聲波檢測人員進(jìn)行設(shè)備性能、調(diào)試、評定等培訓(xùn)，經(jīng)考試合格，業(yè)主認(rèn)可，方可從事檢測工作。全自動超聲波與常規(guī)手動超聲波不同之處就是采用多通道、聲聚焦、分區(qū)掃查技術(shù)，在管道環(huán)向掃查一周，即可將整個焊縫檢測結(jié)果顯示在圖象上，圖象分為A掃描、B掃描及TOFD三種掃描方式；為保證檢測質(zhì)量，必須對原有超聲波級以上人員再進(jìn)行培訓(xùn)、考核，取得管道全自動超聲波檢測資格證書；培訓(xùn)、考核由國內(nèi)外有全自動超聲波實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專家擔(dān)任。4 超聲設(shè)備4.1 超聲系統(tǒng)該系統(tǒng)應(yīng)該提供足夠數(shù)量的檢測通道，保證僅在管道環(huán)向掃查一周，即可對整個焊縫厚度方向的分區(qū)（見圖1）進(jìn)行全面檢測；儀器的線性應(yīng)按照E-317確定，每6個月校準(zhǔn)一次，垂直線性誤差小于等于滿幅度的5%，水平線性誤差小于等于滿刻度的1%；閘門的位置和寬度任意可調(diào)，閘門內(nèi)的信號電平不低于滿幅度的20%。超聲系統(tǒng)應(yīng)具有足夠數(shù)量的檢測通道，能滿足檢測范圍的要求，能保證焊縫分區(qū)所需要的通道數(shù)量。儀器的線性應(yīng)按照ASTM E-317確定，必須每6個月校準(zhǔn)一次，各項指標(biāo)均達(dá)到要求。超聲系統(tǒng)閘門的位置和寬度在顯示范圍內(nèi)必須任意可調(diào)，閘門內(nèi)的信號電平不低于滿幅度的20%，一般來講，20%是記錄門檻電平，信號電平20%，顯示為白（無）色，信號電平20%，顯示為綠色；評定門檻電平為40%，說明信號電平40%，顯示為紅色，要引起重視。4.2 記錄系統(tǒng)4.2.1 通常用編碼器記錄焊縫環(huán)向掃查的位置。編碼器配置一個校正系統(tǒng)，保證顯示記錄的圓周距離與管道外表面標(biāo)記的位置一致。記錄或標(biāo)記系統(tǒng)應(yīng)清楚地指示出缺欠相對于掃查起始點(diǎn)的位置，誤差為 10mm；焊縫中的每個缺欠應(yīng)有掃查記錄；在顯示記錄上有聲耦合顯示。 編碼器記錄焊縫環(huán)向圓周掃查的位置，也就是說編碼器記錄掃查器行走位置及缺欠所處的周向位置；編碼器必須定期校準(zhǔn)，以保證顯示記錄的圓周距離與管道外表面標(biāo)記的位置一致；缺欠顯示的位置相對于掃查起始點(diǎn)的位置，誤差為 10mm；焊縫中的每個缺欠應(yīng)有掃查記錄；在顯示記錄上還有聲耦合顯示，聲耦合記錄的好壞表明表面狀態(tài)是否良好，聲耦合通道顯示為紅色，表明該處表面狀態(tài)不好，需要重新處理；聲耦合通道顯示為綠色，表明表面狀態(tài)良好。4.2.2 焊縫缺欠掃查記錄可用A掃描、B掃描或其它圖象顯示方式，也可增加衍射波時差（TOFD）技術(shù)。記錄系統(tǒng)還包括圖象顯示記錄。焊縫缺欠掃查記錄可采用A掃描、B掃描或其它圖象顯示方式，也可增加衍射波時差（TOFD）技術(shù)。A掃描指帶狀圖掃查，帶狀圖由A掃描聚焦聲束形成的，對應(yīng)于記錄圖形中的白色條狀圖，它根據(jù)焊縫沿厚度方向的分區(qū)設(shè)置，帶狀圖的寬度由焊縫分區(qū)高度而定，主要負(fù)責(zé)檢測焊縫坡口面上的面積型缺陷（如坡口未熔合等）。B掃描是由非聚焦聲束形成的，對應(yīng)于記錄圖形中的藍(lán)色條狀圖，它主要負(fù)責(zé)檢測焊縫蓋帽、根部等區(qū)域的體積型缺陷（如氣孔等）。其它圖象顯示方式指P掃描及C掃描等，但本系統(tǒng)一般不采用此掃描方式。TOFD技術(shù)又稱一發(fā)一收模式的衍射波時差技術(shù)，由非聚焦聲束形成，對應(yīng)于記錄圖形中的灰色條狀圖，它主要負(fù)責(zé)檢測體積型和面積型缺陷（如氣孔、未熔合等），并且能鑒別真?zhèn)稳鼻贰?.2.3 TOFD掃查裝置的記錄系統(tǒng)為256級灰度顯示并且能夠記錄全R-F波型。TOFD記錄系統(tǒng)為256級灰度顯示并且能夠記錄全射頻波形。4.3 探頭4.3.1 聚焦探頭應(yīng)標(biāo)出廠家的名稱、探頭類型、入射點(diǎn)、入射角或折射角、焦柱尺寸、頻率及晶片尺寸。 根據(jù)檢測需要確定聚焦探頭的技術(shù)指標(biāo)，包括廠家的名稱、探頭類型、入射點(diǎn)、入射角或折射角、焦柱尺寸、頻率及晶片尺寸；但相控陣探頭應(yīng)標(biāo)明晶片數(shù)量、間距、第一個晶片距楔塊前端的距離和高度及楔塊角度。 注：相控陣探頭必須有廠家鑒定證明。4.3.2 探頭陣列的設(shè)計應(yīng)按具體檢測管件而定。探頭陣列的設(shè)計應(yīng)根據(jù)具體檢測管件焊縫坡口型式確定，正確選定所需要的探頭，并且按一定的陣列排在掃查器中。4.3.3 探頭楔塊表面形狀應(yīng)與管道表面曲率相匹配。 探頭楔塊表面形狀應(yīng)與管道表面曲率相匹配，與管道表面要吻合，以便使耦合良好，保持穩(wěn)定掃查。 圖1 焊縫分區(qū)及缺陷簡圖4.4 試塊試塊主要用于檢測定位、確定基準(zhǔn)靈敏度、鑒定野外檢測系統(tǒng)并監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。試塊主要用于檢測定位，指確定閘門的位置，為評定缺欠提供依據(jù)；確定檢測基準(zhǔn)靈敏度；鑒定在野外檢測過程中檢測系統(tǒng)的靈敏度能否保證，并監(jiān)視檢測系統(tǒng)的運(yùn)行狀況是否良好。4.4.1 試塊制作原則4.4.1.1 試塊的材料由業(yè)主提供該項目管線超聲檢測管道的一段。業(yè)主應(yīng)向檢測公司提供檢測項目的焊接工藝及試塊的附加要求。檢測公司提供試塊的設(shè)計圖樣（含圖樣修改），經(jīng)業(yè)主認(rèn)可。 制作試塊的材料必須由業(yè)主提供該項目被檢測管道的一段,必須保證制作試塊的材料與被檢管道的材料一致性；試塊也可用聲學(xué)性能類似的工程鋼管材料制作，但與受檢管件材料的聲速差不應(yīng)超過50m/s。業(yè)主應(yīng)向檢測公司提供檢測項目的焊接工藝及試塊的附加要求（指要求達(dá)到的檢測目的），以便檢測公司根據(jù)焊接工藝和附加要求設(shè)計試塊的圖樣。檢測公司設(shè)計的試塊圖樣（含圖樣修改），必須經(jīng)業(yè)主認(rèn)可，方可使用。每一試塊應(yīng)用唯一號碼標(biāo)識和可查詢的鋼管制造商。4.4.1.2 根據(jù)焊縫坡口形式及焊接填充次數(shù)來分區(qū)，每個區(qū)高度一般為2-3mm，設(shè)置兩個對應(yīng)的人工反射體用來調(diào)節(jié)靈敏度和缺欠定位，這兩個反射體對該區(qū)探頭來講，稱為主反射體（鄰近區(qū)反射體對該區(qū)反射體來講，不能稱為主反射體）。焊縫兩側(cè)各一個探頭來完成一個區(qū)的檢測。焊縫的分區(qū)根據(jù)焊縫壁厚、坡口型式及焊接填充次數(shù)來進(jìn)行（實(shí)際焊接填充次數(shù)與焊縫壁厚是一致的，不同的壁厚焊縫填充次數(shù)是不一樣的），每個區(qū)高度一般為2-3mm,分區(qū)高度越細(xì)越好（但調(diào)試?yán)щy），也可為1mm，最大可為3mm，分區(qū)高度不要太大，太大漏檢；而西氣東輸工程焊縫分區(qū)高度不能超過2.5mm，否則給評定帶來難度。每個分區(qū)設(shè)置兩個對應(yīng)的人工反射體用來調(diào)節(jié)靈敏度和缺欠定位，這兩個反射體對該區(qū)探頭來講，稱為主反射體（鄰近區(qū)反射體對該區(qū)反射體來講，不能稱為主反射體）。焊縫兩側(cè)各一個探頭或一對探頭（對串列掃查來講用一對探頭）來完成一個區(qū)的檢測。4.4.1.3 人工反射體在深度方向的布置應(yīng)使顯示信號達(dá)到獨(dú)立的程度，但鄰近區(qū)反射體不得互相干擾。 也就是說調(diào)節(jié)每個區(qū)人工反射體（主反射體）時，該區(qū)顯示信號必須達(dá)到獨(dú)立的程度（即基準(zhǔn)波高為80%），該區(qū)（或該通道）信號對鄰近區(qū)反射體的影響（或干擾）不得超過滿幅度的40%(即40%)，也不得低于滿幅度的5%（即5%），過高互相干擾，不利于檢測，過低漏檢；同時鄰近區(qū)（或鄰近通道）的反射體信號對該區(qū)（指主反射體區(qū)）的信號是否在5%-40%之間；滿足上述條件，既達(dá)到獨(dú)立程度又不互相干擾。若達(dá)不到上述條件，看是否是探頭問題，若不是探頭問題，則是試塊問題，重新制作試塊；若是探頭問題，則替換探頭，重新調(diào)試。注意：對于相控陣設(shè)備調(diào)節(jié)，當(dāng)該區(qū)主反射體信號達(dá)到獨(dú)立的程度（即基準(zhǔn)波高為80%）時，探頭位置固定，再看鄰近通道對該區(qū)主反射體信號的影響是否在5-40%之間，若在，則符合，若不在，則不符和；再將探頭移動到鄰近反射體的位置，看主反射體的通道對鄰近區(qū)反射體的影響是否也在5-40%之間，若在，則符合，若不在，則不符和。4.4.1.4 人工反射體的制作a） 在坡口面上設(shè)置人工反射體，直徑為2mm的平底孔。平底孔的中心線垂直于坡口面且在坡口面長度方向等分（見圖2c、d），主要顯示坡口未熔合等缺欠；在焊縫坡口面上設(shè)置人工反射體，也就是在焊縫熔合面上設(shè)置人工反射體，人工反射體為2mm的平底孔。平底孔的中心線垂直于坡口面且在坡口面長度方向等分，主要顯示坡口未熔合等缺欠。 平底孔的設(shè)置的原則：平底孔的中心線要垂直于坡口面；平底孔所處的分區(qū)要等分坡口面；平底孔的中心線與坡口面的交點(diǎn)要等分該孔所處的分區(qū)；焊縫的分區(qū)可根據(jù)設(shè)置的平底孔而定；一般來講，根焊區(qū)可設(shè)置一個2mm的平底孔（主要指雙面焊CRC型焊縫坡口等）或槽，鈍邊區(qū)設(shè)置一個2mm的平底孔，熱焊區(qū)設(shè)置幾個平底孔可根據(jù)熱焊區(qū)的高度而定（也就是熱焊區(qū)分幾個區(qū)），填充區(qū)設(shè)置幾個平底孔根據(jù)下列公式計算：當(dāng)T16mm時 填充區(qū)的高度2.5=N其中N表示取整數(shù)，不要四舍五入，往下取整數(shù)，不要往上取整數(shù)（否則設(shè)置的平底孔多，會造成干擾），整數(shù)是幾，就設(shè)幾個2mm的平底孔； 當(dāng)T16mm時 填充區(qū)的高度3=N 若計算的N是3的倍數(shù)，將其換算成2的倍數(shù)；如填充區(qū)的高度為12mm，12m3=4，按3mm的平底孔設(shè)置，分4個區(qū)，即設(shè)置4個平底孔，若將其換算成2mm的平底孔，應(yīng)設(shè)置6個區(qū)，即設(shè)置6個平底孔。 注意： 平底孔的尺寸越小越好，越有利于缺欠的檢出，盡量不采用3mm的平底孔，最好采用2mm的平底孔，比較符合實(shí)際情況；設(shè)置平底孔的數(shù)量（或分區(qū)的高度），要結(jié)合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)的焊縫分區(qū)高度不應(yīng)大于2.5mm。 b） 在外表面的熔合線上設(shè)置一個槽，深1mm、寬2mm、槽長10-20mm，用來顯示管道外表面的咬邊或向表面延伸的未熔合等。槽也可設(shè)在根焊區(qū)，根部槽長10-20mm，其深度和角度與被檢焊縫根部坡口形式一致（見圖2c、e）； 在外表面的焊縫熔合線上設(shè)置一個槽，深1mm、寬2mm、槽長10-20mm，用來顯示管道外表面的咬邊或向表面延伸的未熔合等；在根焊區(qū)也可設(shè)槽，根部槽長10-20mm，其深度和角度與被檢焊縫根部坡口形式一致（見圖2c、e）。該槽（指根槽和外表面槽）也可用來調(diào)節(jié)手動超聲波B掃描的靈敏度。c） 鉆一個2mm的通孔（見圖2b），孔中心線與焊縫截面中心線相重合且垂直于管壁。主要用于確定閘門和焊縫中心線的位置；設(shè)置一個2mm的通孔（見圖2b），孔中心線與焊縫截面中心線相重合且垂直于管壁。主要用于確定閘門和焊縫中心線的位置，也用來設(shè)置中間通道（若某個區(qū)的帶狀圖沒有顯示通孔，則說明該區(qū)聲束（或探頭）的角度不適用檢測柱孔等中間缺欠，應(yīng)增加中間通道，采用串列掃查一發(fā)一收模式）。d） 必要時，鈍邊處設(shè)一個平底孔（見圖2a），主要顯示未焊透等缺欠； 對于CRC型等雙面焊焊縫坡口要在鈍邊處設(shè)置一個平底孔（見圖2a）； V型等單面焊焊縫坡口在鈍邊處不設(shè)置平底孔而設(shè)置槽；主要顯示未焊透等缺欠。e） 當(dāng)設(shè)置人工反射體不能滿足6.2.1.2要求時可增加其它的反射體，它們不得與規(guī)定的反射體發(fā)生抵觸；當(dāng)設(shè)置人工反射體在調(diào)試過程中不能滿足6.2.1.2要求時可增加其它的反射體，但增加的反射體不得與規(guī)定的反射體發(fā)生抵觸；增加的反射體主要指附加反射體，一般根據(jù)檢測需要而設(shè)置。f） 人工反射體允許誤差不應(yīng)超過下列數(shù)值：孔直徑：0.1mm槽長度：0.1mm槽深度：0.2mm角 度：1反射體中心位置：0.1mm 試塊制作時必須滿足以上誤差要求，誤差越小越準(zhǔn)確。g) 試塊經(jīng)國家有關(guān)計量部門鑒定合格，方可使用。試塊制作完，必須經(jīng)過國家有關(guān)計量部門鑒定合格后方可使用，否則不準(zhǔn)使用。h) 試塊上人工反射體的布置見圖3。 圖3是試塊上主要人工反射體布置示意圖5 檢測準(zhǔn)備5.1 受檢表面制備5.1.1 探頭移動區(qū)的寬度按檢測設(shè)備而定，一般為焊縫兩側(cè)各不小于150mm范圍。探頭移動區(qū)的寬度按檢測設(shè)備而定，不同的檢測設(shè)備探頭移動區(qū)的寬度是不同的，按目前西氣東輸工程管壁的厚度及所采用的全自動超聲波設(shè)備來將，探頭移動區(qū)的寬度一般為焊縫兩側(cè)各不小于150mm范圍。5.1.2 焊縫兩側(cè)各150mm范圍內(nèi)，管子制管焊縫（如螺旋焊縫、直焊縫）應(yīng)用機(jī)械方法打磨至與母材齊平，打磨后焊縫余高不大于0.5mm，且焊縫與母材圓滑過度。 焊縫兩側(cè)各150mm范圍內(nèi)的探頭移動區(qū)，管子制管焊縫（如螺旋焊縫、直焊縫）必須采用機(jī)械方法打磨至與母材齊平，不得低于母材，打磨后焊縫余高不大于0.5mm,并作圓滑過度，否則，耦合不良，制管焊縫處數(shù)據(jù)丟失，造成漏檢。5.1.3 在管子防腐時，應(yīng)在管端預(yù)留出150mm的探頭移動區(qū)，不得有涂層（如環(huán)氧粉末）。 在管子防腐時，應(yīng)在管端預(yù)留出150mm的探頭移動區(qū)，不得有涂層（如環(huán)氧粉末），否則，耦合不良，靈敏度降低，造成漏判、誤判現(xiàn)象。5.1.4 應(yīng)清除探頭移動區(qū)的飛濺、銹蝕、油垢及其它外部雜質(zhì)。探頭移動區(qū)的飛濺、銹蝕、油垢及其它外部雜質(zhì)必須清除，否則，會造成探頭磨損、耦合不良及數(shù)據(jù)丟失等現(xiàn)象。5.2 焊縫標(biāo)識每條焊縫應(yīng)有編號標(biāo)記，在平焊位置還應(yīng)有起始標(biāo)記和掃查方向標(biāo)記，起始標(biāo)記用“O”表示，掃查方向標(biāo)記用箭頭表示，通常沿介質(zhì)流動方向順時針用記號筆劃定，所有標(biāo)記應(yīng)對掃查無影響。每條焊縫標(biāo)記必須齊全，除有編號標(biāo)記外，在平焊位置還應(yīng)有起始標(biāo)記和掃查方向標(biāo)記，起始標(biāo)記用“O”表示，也就是“O”起點(diǎn)為管線正上方中心點(diǎn)，即12：00點(diǎn)位置；掃查方向標(biāo)記用箭頭表示，通常沿介質(zhì)流動方向順時針用記號筆劃定，所有標(biāo)記應(yīng)對掃查無影響；焊縫的標(biāo)記便于焊縫具有可追溯性。5.3 參考線5.3.1 參考線用于安裝掃查器軌道。在檢測之前，應(yīng)在管子表面畫一個參考線，參考線在檢測區(qū)一側(cè)距兩坡口中心線的距離，應(yīng)根據(jù)檢測公司的檢測設(shè)備而定，一般不小于40mm。 參考線用于安裝掃查器軌道。在檢測之前，應(yīng)在管子表面畫一個參考線，參考線在檢測區(qū)一側(cè)距兩坡口中心線的距離，應(yīng)根據(jù)檢測公司的檢測設(shè)備而定，不同的檢測設(shè)備參考線是不一樣的，一般不小于40mm（誤差為0.5mm），例如全自動相控陣超聲波參考線為1700.5mm。參考線最好在坡口加工完后畫制，在距坡口中心線40mm處畫一條基準(zhǔn)線，在基準(zhǔn)線處量出剩余的距離即為安裝掃查器軌道的參考線。不管在焊接過程中焊道是如何偏移，該基準(zhǔn)線是固定不變的，因此，安裝的軌道是準(zhǔn)確的、誤差最小的，即能滿足1700.5mm。 注意：實(shí)際上400.5mm就是劃在鋼管表面的基準(zhǔn)線。5.4 耦合劑5.4.1 應(yīng)選用適當(dāng)?shù)囊后w作為耦合劑，耦合劑應(yīng)具有良好的透聲性和適宜的流動性，對材料和人體無損傷，同時應(yīng)便于檢測后清理。 選用的耦合劑應(yīng)具有良好的透聲性和適宜的流動性，對材料和人體無損傷、無毒、無腐蝕等，檢測后便于清理。5.4.2 典型的耦合劑為水，在零度以下可采用乙醇液體或相似的液體。全自動超聲波采用的耦合劑一般為水，在零度以下可采用乙醇液體或相似的液體，但不采用機(jī)油、甘油等耦合劑，因其對管材、楔塊等有腐蝕作用。5.4.3 在試塊上調(diào)節(jié)儀器和在管材檢測時應(yīng)采用同一種耦合劑 。 現(xiàn)場檢測時采用的耦合劑與在試塊上調(diào)節(jié)儀器使用的耦合劑必須一致，能保證靈敏度的一致性，不會出現(xiàn)很大的變動；否則，采用的耦合劑不一致，靈敏度偏差大，檢測結(jié)果不準(zhǔn)。6 檢測系統(tǒng)的調(diào)試本檢測系統(tǒng)是將焊縫沿厚度方向近似相等地分成幾個區(qū)，分別覆蓋根焊區(qū)、熱焊區(qū)、填充區(qū)和蓋面區(qū)，典型的分區(qū)方法見圖1，每個區(qū)用一對探頭檢測。要實(shí)現(xiàn)在管子上移動一周完成整條焊縫中各個分區(qū)的檢測，應(yīng)對每個區(qū)調(diào)試和總體調(diào)試：全自動超聲波檢測系統(tǒng)是將焊縫沿厚度方向近似相等地分成幾個區(qū)，分別覆蓋根焊區(qū)、熱焊區(qū)、填充區(qū)和蓋面區(qū)，典型的分區(qū)方法見圖1，每個區(qū)用一對探頭（或聲束）檢測，串列掃查時每個區(qū)用兩對探頭（或聲束）檢測。要實(shí)現(xiàn)在管子上移動一周完成整條焊縫中各個分區(qū)的檢測，應(yīng)對每個區(qū)調(diào)試和總體調(diào)試，也就是說應(yīng)對每個區(qū)分別調(diào)試，調(diào)試完后再對每個分區(qū)總體掃查，進(jìn)行總體調(diào)試。6.1 檢測系統(tǒng)的設(shè)置（分區(qū)調(diào)試）6.1.1 探頭位置和基準(zhǔn)靈敏度的確定a) 在試塊的模擬焊縫中心線兩側(cè)，根據(jù)反射體的位置，將探頭排布在軌道上的掃查器中（見附錄A）； 檢測前理論計算出選擇正確的探頭及數(shù)量， 在試塊的模擬焊縫中心線兩側(cè)，根據(jù)反射體的位置，將探頭排布在掃查器中（見附錄A）；b) 移動掃查器，分別調(diào)整探頭的位置，使每個探頭對應(yīng)的主反射體信號均達(dá)到峰值，即為該探頭的位置；移動掃查器，分別調(diào)整每一個探頭的位置，使其對準(zhǔn)主反射體，使每個探頭對應(yīng)的主反射體信號均達(dá)到峰值，固定探頭，即為該探頭的位置。注意：確定探頭位置有兩種方法：l 相控陣設(shè)備先移動掃查器確定某個分區(qū)的主反射體的反射波，使其達(dá)到最大波高，然后在移動相控陣探頭，找到前后方向的最大波高，最后將探頭鎖定，該位置即為該探頭的位置。一般用熱焊區(qū)的平底孔來確定。l 一般探頭距焊縫中心線的位置=焊縫寬度的一半+4mm(a) 鈍邊處設(shè)置2mm的平底孔2區(qū)(b) 設(shè)置2mm的通孔(c) 填充區(qū)設(shè)置2mm的平底孔5區(qū)6區(qū)設(shè)置槽(d) 熱焊區(qū)設(shè)置2mm的平底孔3區(qū)4區(qū)(e) 根焊區(qū)設(shè)置2mm的平底孔或槽1區(qū)圖2 試塊一側(cè)人工反射體簡圖圖3 試塊上人工反射體布置示意圖c) 將每個探頭的峰值信號調(diào)整到滿幅度的80%，即為該探頭的基準(zhǔn)靈敏度。探頭的位置確定后，將每個通道探頭（或聲束）的峰值信號調(diào)整到滿幅度的80%，即為該探頭（或該區(qū)聲束）的基準(zhǔn)靈敏度。6.1.2 閘門的設(shè)置閘門設(shè)置用以確定該區(qū)缺欠的位置和靈敏度。 閘門設(shè)置分幅度門和時間門的設(shè)置，幅度門和時間門的位置起點(diǎn)必須一致，門的終點(diǎn)可不一致，也就是說閘門的長度可相等也可不相等，根據(jù)具體情況而定。幅度門的閥值為滿幅度的5%，時間門的閥值為滿幅度的20%。閘門設(shè)置中除了6.1.2.1熔合區(qū)閘門的設(shè)置（指帶狀圖的設(shè)置，采用聚焦聲束）外，其它均指體積型通道設(shè)置（采用非聚焦聲束），但根焊區(qū)的反射體既可用來調(diào)節(jié)根部熔合區(qū)的閘門，也可用來調(diào)節(jié)根部體積型通道。體積型通道設(shè)置指檢測范圍的設(shè)置，不存在閘門的設(shè)置，只設(shè)置顯示范圍的起點(diǎn)和長度，沒有閥值的設(shè)置，為了統(tǒng)一叫法將其改成閘門設(shè)置。6.1.2.1 熔合區(qū)閘門的設(shè)置用試塊上的反射體來確定：a) 先用一側(cè)探頭的聲束對準(zhǔn)一個主反射體，在該反射體聲束的路徑上設(shè)置一個閘門，閘門的起點(diǎn)在坡口前至少3mm，閘門終點(diǎn)至少超過焊縫中心線1mm；該區(qū)另一側(cè)閘門的設(shè)置與上述同；用試塊上的反射體設(shè)置各個檢測通道的閘門（指幅度門和時間門），先用一側(cè)探頭的聲束對準(zhǔn)一個主反射體，在該反射體聲束的路徑上設(shè)置一個閘門，閘門的起點(diǎn)在坡口前至少3mm，閘門終點(diǎn)至少超過焊縫中心線1mm；檢測靈敏度為人工反射體基準(zhǔn)波高的80%；該區(qū)另一側(cè)閘門的設(shè)置與上述同；一般來講閘門設(shè)置是對稱的，即以坡口面（或熔合線）為對稱點(diǎn)，兩側(cè)長度是相等的，但對于鈍邊區(qū)、根焊區(qū)及最后一個填充區(qū)閘門設(shè)置不是對稱的，即幅度門不是對稱的，而時間門是對稱的，時間門比幅度門長，這樣做能將偽缺欠波排除在外，有助于分辨圖象。b) 熔合區(qū)的其它閘門按6.1.2.1a設(shè)置。該條解釋與a)相同。6.1.2.2 填充區(qū)（含熱焊區(qū)）閘門的設(shè)置填充區(qū)體積型缺欠居多，其顯示信號幅度較垂直聲束的未熔合缺欠反射信號弱且填充區(qū)比熔合區(qū)的聲程長，靈敏度較低。此區(qū)閘門的設(shè)置方法是：填充區(qū)（含熱焊區(qū)）閘門的設(shè)置指體積型通道的設(shè)置。體積型通道設(shè)置要根據(jù)情況設(shè)置附加反射體。a) 當(dāng)管子壁厚12mm時，在填充區(qū)的焊縫中心線上設(shè)置附加反射體，閘門的起點(diǎn)在探頭側(cè)坡口前至少1mm，閘門終點(diǎn)至少覆蓋熔合線（蓋面區(qū)）；該區(qū)另一側(cè)閘門的設(shè)置與上述同； 當(dāng)管子壁厚12mm時，在填充區(qū)的焊縫中心線上必須設(shè)置附加反射體，附加反射體一般為45的1.5mm平底孔；閘門的起點(diǎn)在探頭側(cè)坡口前至少1mm，閘門終點(diǎn)至少覆蓋熔合線（蓋面區(qū)），但是覆蓋蓋面區(qū)的體積型通道閘門設(shè)置范圍不要過長，否則偽缺欠波進(jìn)入閘門范圍內(nèi)，給評定帶來困難；檢測靈敏度為1.5mm平底孔的80%基準(zhǔn)波高再加上14dB；該區(qū)另一側(cè)閘門的設(shè)置與上述同； 附加反射體設(shè)置原則： T（壁厚）8=N；其中N表示取整數(shù)，不要四舍五入，往下取整數(shù)，不要往上取整數(shù)，整數(shù)是幾，就設(shè)幾個1.5mm的平底孔。 1.5mm的平底孔設(shè)置在N等分壁厚的位置。b) 當(dāng)管子壁厚12mm，可用熔合區(qū)的反射體調(diào)節(jié)填充區(qū)檢測靈敏度，填充區(qū)檢測靈敏度在熔合區(qū)基準(zhǔn)靈敏度的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高約8-14dB,但不影響準(zhǔn)確評定。當(dāng)管子壁厚12mm，可不增加附加反射體（最好是增加附加反射體，這樣檢測更準(zhǔn)確），用熔合區(qū)的反射體調(diào)節(jié)填充區(qū)檢測靈敏度，填充區(qū)檢測靈敏度在熔合區(qū)基準(zhǔn)靈敏度的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高約8-14dB, 因?yàn)槿酆蠀^(qū)的反射體是用聚焦聲束來調(diào)節(jié)，因此檢測填充區(qū)體積型缺欠必須增加靈敏度，但不影響準(zhǔn)確評定。注意：一般不采用此方法。要是增加附加反射體，檢測靈敏度為1.5mm平底孔的80%基準(zhǔn)波高再加上14dB。6.1.2.3 蓋面區(qū)閘門的設(shè)置 用試塊上表面槽來確定：用槽對側(cè)探頭的聲束對準(zhǔn)該區(qū)的槽，在該槽聲束路徑上設(shè)置閘門，閘門的起點(diǎn)在探頭側(cè)坡口前3mm，閘門終點(diǎn)要足夠長，保證覆蓋蓋帽區(qū)；該區(qū)另一側(cè)閘門的設(shè)置與上述同。 蓋面區(qū)閘門的設(shè)置指體積型通道的設(shè)置，用試塊上表面槽來確定，主要用于壁厚較薄的管子（2.5mm；b) 缺欠自身高度2.5mm時，在任何連續(xù)300mm的焊縫長度中，其累計長度超過25mm；c) 缺欠處于外表面者。9.2.3 焊縫內(nèi)部線狀缺欠顯示（中間未焊透、夾層未熔合、條狀夾渣、條孔等）的判定9.2.3.1當(dāng)線狀缺欠自身高度2.5mm時，為缺陷。9.2.3.2 當(dāng)線狀缺欠自身高度2.5mm時，且符合下列條件之一的顯示為缺陷：a) 單個長度