SY/T 6755-2009 在役油气管道对接接头超声相控阵及多探头检测 SY/T6755-2009 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS75-010
备案号：27513—2010
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6755--2009
在役油气管道对接接头
超声相控阵及多探头检测
Inspection of butt joints of in-service oil and natural gas pipeline byultrasonic phased and multi-probes2009—1201发布
国家能源局
2010一05一01实施
规范性引用文件
3术语和定义
检测人员
超声设备、探头及试块
检测系统的调试
现场检测
报告和存档下载标准就来标准下载网
附录A（规范性附录）
附录B（规范性附录）
附录C（规范性附录）
附录D（规范性附录）
附录E (资料性附录)
参考文献
参考试块的制作原则
表面声能损失差的测定
自动超声波检测系统的调试
钢管中声速的测定
管道对接接头超声波检测报告
SY/T6755—2009
SY/T 6755—2009
本标准广泛参考国内外有关标准，并结合我国长输管道焊缝检测的实践编制而成。本标准的附录A、附录B、附录C和附录D为规范性附录，附录E为资料性附录。本标准由石油工业油气储运专业标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：中国石油管道研究中心、中国石油管道沈阳技术分公司、中国石油西安管材研究所。
本标准主要起草人：王维斌、朱子东、刘哲、田国良、刘广文、巨西民。1范围
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在役油气管道对接接头超声相控阵及多探头检测本标准规定了采用超声相控阵及多探头检测系统，对石油天然气在役管道对接接头的检测。本标准适用于具有多通道、声聚焦、分区扫查与衍射波时差法或脉冲反射法与衍射波时差法相结合的计算机采集数据超声波检测系统。本标准适用于钢制管道壁厚为6mm50mm、管径大于或等于57mm对接接头的检测，不适用于内外径之比小于80%的钢质管道制管对接接头的检测。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。SY/T4109石油天然气钢质管道无损检测ASTME-317不采用电子测量仪器评价脉冲回波式超声波检测系统工作性能的方法3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
缺欠imperfection
按本标准检测方法，所检测的金属不连续、不致密或不良现象。3.2
缺陷defect
按本标准检测超过规定限值的缺欠。3.3
衍射波时差法（TOFD）
timeof flightdiffraction
利用缺欠端点衍射的纵波探测和测定反射体尺寸的检测技术。3.4
直通波lateralwave
TOFD技术中特有的一种波型，在材料表面下以最短路径传播的纵波信号。3.5
分区扫查zonediscrimination scanning将焊缝沿厚度方向分成若干个区，每个区用一对或两对聚焦探头（声束）检测，同时采用非聚焦探头（声束）检测。扫查器在管道环向扫查一周，即可对整个焊缝厚度方向的分区进行全面检测。3.6
超声相控阵ultrasonicphasedarray超声波换能器晶片的阵列组合，相位转换是通过电子系统控制晶片的激发时间实现的，每一个晶片的激发时间可以单独调节，所有晶片发射的超声波形成一个整体波阵面，能够实现动态聚焦，能有效地控制发射超声束（波阵面）的形状和方向。它为确定不连续性的形状、大小和方向提供出比单个1
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或多个换能器系统更大的能力。3.7
小径管smalldiametertube
外径小于或等于100mm的管子。
4检测人员
检测人员必须经过专业技术培训，取得相应资格并获业主单位认可，方可从事检测工作。5超声设备、探头及试块
5.1超声设备
5.1.1计算机采集数据超声波检测系统分为半自动超声波检测系统和自动超声波检测系统。5.1.2超声系统应符合下列规定：超声系统应提供足够数量的检测通道，能保证扫查时对整个对接接头体积进行全面检测。仪器的线性应按照ASTME－317的规定确定，每6个月校准一次，垂直线性误差小于或等于满幅度的5%，水平线性误差小于或等于满刻度的1%；闸门的位置、宽度及电平任意可调。
5.1.3记录系统应符合下列规定：a）应采用编码器记录焊缝扫查的位置，并配置校正系统。记录系统应清楚地指示出缺欠相对于扫查起始点的位置，误差为土10mm。b）扫查记录采用A扫描、B扫描及TOFD显示方式，也可增加扇形扫描、C扫描及P扫描显示。检测结果应显示在扫查记录上。c）采用TOFD技术时，记录系统应能作256级灰度显示并且能够记录全射频R-F波型。5.2探头
5.2.1探头分为相控阵探头和常规探头。5.2.2探头应标出厂家的名称、探头类型、入射点、人射角或折射角、楔块声速、频率及晶片尺寸，聚焦探头应标出焦柱尺寸。探头的选择应符合检测技术要求。5.2.3探头阵列的设计应根据被检焊缝坡口参数而定。5.2.4探头梗块表面形状应与管道表面曲率相吻合。5.3试块
5.3.1试块主要用于检测定位、确定基准灵敏度、校准检测系统及监视系统的运行状况，分为校准试块和参考试块。
5.3.2校准试块（标准试块）：采用SY/T4109中的SGB试块，用于半自动超声波检测系统性能的测试，也用于对环向对接接头检测时，制作距离一波幅曲线及灵敏度校验。5.3.3参考试块（对比试块）：分为两种，一种用于制管对接接头检测的参考试块，一种用于环向对接接头检测的参考试块。
参考试块的制作原则见附录A。
6检测系统的调试
6.1半自动超声波检测系统的调试6.1.1半自动超声波检测系统采用一对相控阵探头或数对常规横波斜探头，与一对TOFD探头组合使用，对整个对接接头进行检测。6.1.2距离一波幅曲线的制作：分为两种方法，一种是采用相控阵超声波方法制作，一种是采用常规超声波方法制作。
a）相控阵超声波方法制作：检测环向对接接头时制作距离一波幅曲线用SGB试块，检测制管对2
接接头时制作距离一波幅曲线用SGB试块和制管参考试块，具体制作方法：1）在SGB试块上校准楔块延迟。2）设置扇形扫查角度范围，一般角度范围为35°～75°。3）设置聚焦深度，一般为母材厚度的2/3。SY/T6755—2009
4）距离一波幅曲线制作：用设定角度范围的扇形扫查调节第一个反射体，使其最大波高达到满屏高度的80%（误差为土5%），该波高为基准波高；然后分别调节不同深度的反射体，通过改变增益使其均达到基准波高；将不同的深度及其对应的基准波高分贝值连接起来，即可成为距离一波幅曲线。
b）常规超声波方法制作：检测环向对接接头时制作距离一波幅曲线用SGB试块，检测制管对接接头时制作距离一-波幅曲线用SGB试块和制管参考试块，具体制作方法：1）扫描线调节：应在SGB试块上进行，扫描比例依据工件厚度和选用探头角度来确定。2）距离一波幅曲线制作：调节“增益”，使第一个反射体的最大波高达到满屏高度的80%（误差为土5%），该波高为基准波高；然后保持灵敏度不变，依次探测其他反射体，找到最大反射波高；将不同的深度及其对应的最大波高连接起来，即可成为距离一波幅曲线。6.1.3探头位置、基准灵敏度及闻门的确定：a）探头位置的确定应符合下列要求：1）检测前理论计算出选择探头参数、数量及距焊缝中心线距离。在参考试块的模拟焊缝中心线两侧，将探头排布在扫查器中。根据焊缝的实际坡口参数，分别调整探头的位置，使整个对接接头处于最佳覆盖，即为该探头的位置。采用常规横波斜探头与TOFD探头组合检测制管对接接头时，常规横波斜探头不能固定在扫查器中，而采用前后移动扫查。2）在参考试块上完好部位调节TOFD发射探头和接收探头的位置，使其声束轴线交点位于2/3壁厚，即为TOFD探头的位置。b）基准灵敏度的确定应符合下列要求：1）基准灵敏度为距离一波幅曲线的灵敏度。2）将TOFD直通波的幅度调整到满屏高度的40%～90%，而噪声电平低于满屏高度的5%～10%，即为TOFD探头的基准灵敏度。c）闸门的确定应符合下列要求：1）TOFD探头闸门设置：闸门的起点设在直通波前面，闸门的终点应滞后底面反射波。闸门的长度至少等于被检工件的壁厚。若检测需要，闸门的长度可将底面变型横波包括在内。2）相控阵探头和常规横波斜探头闸门设置：闸门的起点在探头侧坡口前至少3mm，闸门的长度至少覆盖探头对侧坡口（或盖面区、根焊区）。6.1.4闸门电平的设置：闸门电平不低于满屏高度的20%，超过此幅度的信号应按第8章评定。6.1.5扫查速度应按式（1）计算：U.≤W。· PRF/3
式中：
U—扫查速度，单位为毫米每秒（mm/s);W。-探头在检测有效距离处的最窄声束宽度（用半波高度法测量），单位为毫米（mm）；PRF—探头的有效脉冲重复频率，单位为赫兹（Hz)。(1)
6.1.6编码器位置的调试：记录反射体间的编码位置相对于实际位置的误差为土2mm，记录反射体的编码位置相对于扫查起点的实际位置的误差为土10mm。6.1.7表面声能损失补偿：表面声能损失差应记入距离一波幅曲线，表面声能损失差的测定见附录B。
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自动超声波检测系统的调试
自动超声波检测系统的调试见附录C。7现场检测
7.1表面条件
7.1.1探头移动区的宽度应按检测设备、坡口型式及母材厚度而定，一般为焊缝两侧各不大于150mm范围。
7.1.2探头移动区内不得有防腐涂层（如环氧粉末）、飞溅、锈蚀、油垢及其他外部杂质。7.2焊缝检测标识及参考线
7.2.1每道焊缝应有检测标识，在平焊位置还应有起始标记和扫查方向标记。起始标记应用“0”表示，扫查方向标记用箭头表示。通常沿介质流动方向用记号笔划定，所有标记应对扫查无影响。7.2.2参考线用于安装扫查器轨道或用于扫查器沿步进方向行走。在检测之前，应在管子表面画参考线，参考线在检测区一侧距焊缝中心线的距离根据检测设备而定。7.3耦合剂
7.3.1应选用具有良好的透声性、易清洗、无毒无害的材料作为耦合剂。典型的耦合剂包括水、甲基纤维素糊状物、洗涤剂、机油和甘油，在零度以下可采用乙醇液体或相似的液体。7.3.2在试块上调节仪器和在管材检测时应采用同一种耦合剂。7.4扫查灵敏度
7.4.1半自动超声波检测系统的扫查灵敏度不低于基准灵敏度。7.4.2自动超声波检测系统的扫查灵敏度为：a）熔合区的扫查至少在基准灵敏度下进行。b）体积通道的扫查灵敏度应满足附录C中的C.1.3b）和c）的规定。c）TOFD通道的扫查灵敏度应不低于基准灵敏度。7.5系统性能的校验
7.5.1半自动超声波检测系统的灵敏度校验：a）检测前应采用试块对扫查灵敏度进行校验。扫查灵敏度应满足7.4.1的要求。b）在检测过程中每隔4h以及检测工作结束后，利用试块进行校验。1）对距离一波幅曲线的校核应不少于3点。如曲线上任何一点幅度下降2dB或20%，则应对上一次以来所有的检测结果进行复检；如曲线上任何一点幅度上升2dB或20%，则应对所有的记录信号进行重新评定。2）TOFD直通波的幅度应在满屏高度的40%～90%之间，否则重新检测。7.5.2自动超声波检测系统的灵敏度校验：a）检测前应采用参考试块进行校验，每个主反射体的波幅应为满屏高度的80%（误差为±5%），TOFD直通波的幅度应为满屏高度的40%～90%。b）在检测过程中每隔2h或扫查完10道焊缝之后（以时间短者为准）以及检测工作结束后，采用参考试块进行校验。每个主反射体的波幅应在满屏高度的70%～99%之间；若主反射体的信号低于满屏高度的70%，应对其检查的焊缝重新检测；若主反射体的信号高于满屏高度的99%，应对其检测结果重新评定。TOFD直通波的波高应在满屏高度的40%～90%之间，否则重新检测。
7.5.3编码器的校验：编码器应每月校验一次，编码器显示的编码位置应与管子焊缝上的位置相对应，其误差为土10mm，否则应重新校准编码器。7.5.4自动超声波检测系统的耦合监视校验：在检测过程中，记录系统的耦合监视通道显示不良区域超过缺欠最小允许长度时，应对耦合不良区域进行处理，重新检测。4
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7.5.5温差的校验：系统设置前应测量被检工件声速，声速的测量见附录D。当试块的温度与被检管件的温度差变化超过土10℃时，整个系统应重新调试。8评定
8.1显示分为相关显示和非相关显示。非相关显示包括由错边、根焊和盖面焊以及坡口形状的变化等引起的显示；相关显示是由缺欠引起的显示，分为线型显示和体积型显示。8.1.1线型缺欠包括但不限于根部未焊透、错边未焊透、中间未焊透、表面未熔合、层间未熔合、夹渣、裂纹、外咬边、内咬边或空心焊道。8.1.2面积型缺欠包括但不限于裂纹、独立夹渣、引弧或熄弧时的层间未熔合。8.1.3体积型缺欠包括但不限于根部内凹、烧穿、独立夹渣、气孔和密集气孔。8.1.4非裂纹面积型缺欠按体积型缺欠评定，8.2根据A扫描中超过记录电平且颜色变化的图像或在B扫描、TOFD图像中，测定缺欠的尺寸和位置，估判缺欠性质。
8.3缺欠评定。
8.3.1环向对接接头的缺欠评定。8.3.1.1符合下列条件之一的相关显示判为缺陷：a）被判定为裂纹的显示，
b）圆周位置相同的多个相关显示，其自身高度之和大于1/2壁厚。8.3.1.2表面非裂纹线型缺欠显示，符合下列条件之一判为缺陷：a）当壁厚小于或等于16mm时，缺欠自身高度大于1/4壁厚；当壁厚大于16mm时，缺欠自身高度大于4mm。
b）在任何连续300mm的焊缝长度中，其累计长度大于25mm；小径管缺欠显示累计长度超过焊缝长度的8%。
c）外表面开口缺欠。
8.3.1.3内部线型缺欠符合下列条件之一的显示判为缺陷：a）当壁厚小于或等于24mm时，缺欠自身高度大于1/4壁厚；当壁厚大于24mm时，缺欠自身高度大于6mm。
b）在任何连续300mm的焊缝长度中，缺欠显示的累计长度超过50mm；小径管缺欠显示累计长度超过焊缝长度的8%。
8.3.1.4体积型缺欠的判定：
a）单个体积型缺欠显示的最大尺寸大于3mm时，应判为缺陷。b）密集体积型缺欠显示区的最大尺寸大于13mm时，应判为缺陷。c）根部体积型开口缺欠的显示，符合下列条件之一为缺陷：1）缺欠自身高度大于1/4壁厚。2）单个最大尺寸大于6mm。
3）在任何连续300mm的焊缝长度中，其累计长度大于13mm时，应判为缺陷。8.3.1.5单面焊根部开口线型缺欠的判定：a）当缺欠自身高度小于或等于1/4壁厚，且不大于4mm时，符合下列条件之一的显示为缺陷：1）单个长度大于25mm或在任何连续300mm的焊缝长度中，其累计长度大于50mm。2）错边未焊透、根部咬边及内凹，单个长度大于50mm或在任何连续300mm的焊缝长度中，其累计长度大于75mm。
3）小径管缺欠显示累计长度超过焊缝长度的8%。b）当壁厚小于或等于16mm时，缺欠自身高度大于1/4壁厚；当壁厚大于16mm时，缺欠自身5
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高度大于4mm。
8.3.1.6缺欠显示的累计长度，除错边未焊透、根部咬边及内凹外，符合下列条件之一的显示判为缺陷：
a）在任何连续300mm的焊缝长度中，缺欠显示的累计长度超过50mm。b）缺欠的累计长度超过焊缝长度的8%。8.3.2制管对接接头的缺欠评定：a）判定裂纹的显示为缺陷。
b）反射波幅度超过距离一波幅曲线的缺欠显示为缺陷。8.4维修后的对接接头仍按本标准进行检测。9报告和存档
9.1扫查记录应以电子版存形式保存。9.2报告作为检测结果的永久性记录，其内容包括并不限于：工程名称、焊口编号、坡口型式、材质、规格、验收标准、检测人员（级别）、审核人员（级别）、检验日期、评定结论、检测单位盖章以及业主提出的其他要求等。报告格式参见附录E9.3扫查记录和报告应按规定要求存档，至少应保存7年。A.1制管对接接头的参考试块
参考试块制作符合下列原则：
附录A
（规范性附录）
参考试块的制作原则
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a）参考试块的材料应为被检管道的一段，也可以用与被检管道规格相同、声学性能相似的材料制作。试块的材料在$2mm平底孔灵敏度检测时，不得出现大于$2mm平底孔回波幅度1/4的缺欠信号。
b）在参考试块模拟对接接头中心线上，内外表面各加工一个方槽，方槽与对接接头中心线平行，且方槽中心线与对接接头中心线重合。槽长为50mm（误差为土0.1mm）；槽宽为1mm；槽深为5%t±15%（t为母材厚度），但不得小于0.3mm±0.05mm。c）参考试块上人工反射体布置见图A.1。MFB
1主视图IN
槽长一50mm；槽宽B一1mm；
槽深N—5%t±15%（t为母材厚度）图A.1制管对接接头参考试块的形状和尺寸A.2环向对接接头的参考试块
环向对接接头的参考试块主要用于自动超声波检测系统调试和校验，也可用于半自动超声波检测系统TOFD调试、探头位置布置及测试声耦合损失。采用半自动超声波检测系统检测时，参考试块仅需制作表面槽和附加反射体。采用自动超声波检测系统检测时，必须按A.2.1制作参考试块。A.2.1参考试块制作符合下列原则：a）参考试块的材料应为被检管道的一段，也可以用与被检管道规格相同、声学性能相似的材料制成。试块的材料在2mm平底孔灵敏度检测时，不得出现大于$2mm平底孔回波幅度1/4的缺欠信号。
b）参考试块制作应根据检测项目的焊接工艺等要求进行，并应符合试块产品技术条件。c）根据焊缝坡口型式及焊接层数来分区，每个区高度宜为1mm～3mm，设置两个对应的人工反射体用来调节灵敏度和缺欠定位。该反射体为主反射体，采用聚焦探头检测。d）人工反射体的设置应符合下列要求：1）在坡口面上设置人工反射体，其直径应为$2mm～$3mm的平底孔。平底孔中心线应垂直于坡口面且在坡口面长度方向等分。2）在外表面的熔合线上设置方槽，其深为1mm、宽为2mm、长为10mm20mm。也可在根焊区设槽，长度为10mm～20mm，其深度和角度应与被检焊缝根部坡口型式一致。3）在焊缝中心线上设置一个直径为2mm的通孔或制作一个宽1mm、长5mm的通槽，该孔或槽中心线应与焊缝截面中心线相重合且垂直于管壁。4）必要时，可在钝边处设一个平底孔，其中心线垂直于钝边并与钝边中心线重合。SY/T 6755-2009
e）人工反射体在水平方向的布置应使显示信号达到独立的程度，邻近区反射体不得互相干扰。f）除A.2.1d）对人工反射体的最低要求外，也可增加附加反射体，但不得与规定的反射体相抵触。
g）人工反射体允许误差为：
1）孔直径：±0.1mm。
2）槽长度：±0.1mm。
3）槽深度：±0.2mm。
4）角度：±1°。
5）反射体中心位置：±0.1mm。h）参考试块上人工反射体布置见图A.2。1区
a）根焊区设置Φ2mm的平底孔或槽设置槽
c）填充区设置Φ2m的平底孔
e）设置Φ2mm的通孔
区区区汉委交
焊缝轴线
内侧槽
外侧槽
b）钝边处设置Φ2mm的平底孔
d）热焊区设置Φ2mm的平底孔
中1.5m的平底孔
f）在焊缝中心线上设置45°附加反射体8
六吾#
区区区区区区
内侧槽
g）参考试块上人工反射体分布图图A.2环向对接接头参考试块参考示意图8
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