TCSTM00674--2023无损检测钢材无缝钢管喷水耦合超声自动检测

ICS77.040.20

CCSH26

团体标准

T/CSTM00674—2023

无损检测钢材无缝钢管喷水耦合超声自

动检测

Non-destructivetesting—Steelproducts—Automatictestingofwate-jetcoupling

ultrasonicforseamlesssteeltube

全国团体标准信息平台

2023-06-21发布2023-09-21实施

中关村材料试验技术联盟发布

T/CSTM00674—2023

无损检测钢材无缝钢管喷水耦合超声自动检测

1范围

本文件规定了无缝钢管喷水耦合超声自动检测的术语和定义、一般要求、检测方法、检测系统、探

头及对比标样、检测实施、显示与评定、验收、检测报告和存档。

本文件适用于外径不小于6mm且壁厚与外径之比不大于0.2的无缝钢管纵向、横向缺陷和分层缺

陷（或测厚）的超声检测。壁厚与外径之比大于0.2而小于0.3钢管的检验，经供需双方协商可按本文

件附录A执行。壁厚与外径之比大于等于0.3钢管的检测，按供需双方协商的方法进行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T5777-2019无缝钢管超声波探伤检验方法

GB/T9445无损检测–人员资格和评价

GB/T12604.1无损检测术语超声波检测

JJG746超声波探伤仪检定规程

3术语和定义

GB/T12604.1界定的以及下述术语和定义适用于本文件。

3.1全国团体标准信息平台

喷水耦合water-jetcoupling

通过过滤系统，保持水压恒定，完成耦合水循环，保证超声信号良好耦合。

1

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3.2

水程water-distance

检测时探头表面到检测面的水层厚度，如图1所示。

a）检测纵向缺陷水程b）检测横向缺陷水程c）测厚或检测分层缺陷水程

图1水程

3.3

壁厚外径比theratioofwallthicknesstooutsidediameter

钢管的公称壁厚与公称外径的比值。

注：由于钢管外径、壁厚存在允许偏差，为确保检验的可靠性以及本标准方法的可搡作性，建议

壁厚外径比按下式计算:

壁厚外径比=(公称壁厚+壁厚最大允许正偏差)/(公称外径一外径最大允许负偏差）

3.4

厚壁无缝钢管heavywallthicknessseamlesssteelpipesandtubes

壁厚外径比大于0.2的无缝钢管。

3.5

对比标样referencestandard

用于校准无损检测设备的标样（如通孔，刻槽或凹槽）。

3.6

对比样管全国团体标准信息平台referencetube

包含对比标样的钢管或管段。

3.7

2

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无缝钢管seamlesstube

通过穿孔、冷、热加工等工序最终获得中空的一定尺寸的钢管。

4一般要求

4.1被检测材料表面应平整、光滑、厚度均匀，不应有氧化皮、油污、毛刺、夹渣、飞溅和其他影响检

测结果的表面缺陷。

4.2从事无缝钢管喷水耦合超声自动检测的人员除应按照GB/T9445推荐作法或类似标准要求培训考核

资格鉴定合格，取得相应等级资格证书后外，还应经过专门培训，熟悉设备性能，熟练操作计算机及自

动检测系统和设备，并取得相关部门颁发的自动超声波检测专业1级及其以上资格证书。签发报告者应

取得相关部门颁发的自动超声波检测专业2级及其以上资格证书。

5检测方法

5.1采用横波反射法在探头和钢管相对移动的状态下进行检验，自动超声检测时均应保证声束对钢管全

覆盖扫査。自动超声检测时对钢管两端不能有效地检测，此区域视为自动检验的盲区，制造方可釆用有

效方法来保证此区域质量。

5.2检测纵向缺陷时声束在管壁内沿圆周方向传播（见图２ａ））；检测横向缺陷时声束在管壁内沿

管轴方向传播（见图２ｂ））；检测分层（或测厚）缺陷时声束在钢管壁厚方向传播（见图２ｃ））。

检测纵向和横向缺陷时，声束均应在钢管中按两个相反方向分别进行扫査。在需方未提出检验横向

缺陷时供方只检验纵向缺陷。

ａ）全国团体标准信息平台纵向缺陷纯横波检测ｂ）横向缺陷横波检测ｃ）分层缺陷(或厚度)纵波垂直检测

标引顺序说明：

L-纵波；

S-横波；

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T-F内-内壁缺陷；

U-F外-外壁缺陷。

图２钢管缺陷检测

5.3无缝钢管喷水耦合超声自动检测方法应用纵向、横向和分层（或测厚）三种分布的阵列式探头进行

全覆盖检测。喷水耦合系统喷嘴由导水槽和封水套组成，通过过滤系统使水中杂质颗粒尺寸小于50μm，

水压保持在(0.15~0.35)MPa之间。喷水耦合提供了稳定和非接触耦合条件，保证了探头低磨损率，充

分利用了水浸探头界面波跟踪系统，消除误判。通过数值分析与仿真模拟出典型阵列式探头配置，

如图３所示。

标引顺序说明：

Z-纵向缺陷检测；

H-横向缺陷检测；

W-分层检测或测厚。

图３模拟仿真阵列式探头排列

5.4无缝钢管喷水耦合超声自动检测时应选用耦合效果良好并无损于钢管表面的耦合水介质。

6检测系统、探头及对比标样

6.1检测系统

6.1.1组成

喷水耦合超声自动检测系统至少应包括多通道超声检测仪、控制系统、耦合过滤系统、自动跟踪系全国团体标准信息平台

统、传送系统（探头门架移动系统或水碗系统）、探头门架系统、信号处理系统、打印输出系统、附属

装置等。

6.1.2基本要求

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典型的仪器装置特点是能采集检测数据，并能对喷水耦合超声自动检测信号进行分析。接收单元由

信号处理和数据采集电路组成，可对喷水耦合超声自动检测信号进行增益调节和滤波，传统的超声仪器

也有此功能。操作者可用多种方式采集、分析喷水耦合超声自动检测信号。计算机配上A/D转换板及相

应的超声探伤软件即可组成一套有效配置。还可以采用与传统的超声仪器类似的简单配置，将模拟信号

输出至示波器提供所需结果。另外，为了给信号采集提供准确的触发，需要脉冲发生器/接收器的同步

电路。

仪器的线性应符合JJG746的规定，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%。闸门的位置和宽度及信号电平连续可调。

6.1.3记录系统

应采用编码器记录无缝钢管扫查的位置。编码器配置一个校正系统，保证显示记录的位置与实际外

表面标记的位置一致。记录或标记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±10mm。

除非特别规定，喷水耦合超声自动检测系统一般提供A扫描显示带状图，至少应显示出始脉冲和缺

欠回波信号，操作者可根据需要选择缺陷波的数量。

6.2探头

6.2.1喷水耦合超声自动检测探头的工作频率可在1MHz〜15MHz之间选择，单个探头的晶片长度或直

径应不大于25mm，但人工缺陷长度小于20mm时应不大于12mm。

6.2.2喷水耦合超声自动检测可使用线聚焦或点聚焦探头。

6.3对比标样

6.3.1用途

对比标样主要用于检测定位、确定基准灵敏度、校验检测系统的运行状态。

6.3.2制作原则

6.3.2.1对比标样的声学性能和钢级应与被检测无缝钢管母材相同或相近，并应保证其内部不存在影响

检验的缺陷。

6.3.2.2所用对比标样上应加工一定数量和种类的人工缺陷，至少应包括校验表面和内部缺陷的竖通孔、

刻槽或平底孔，以及校验检测灵敏度所需的人工缺陷。对比标样尺寸应符合自动超声检测设备的要求，

对比标样可参照图４制作。

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标引顺序说明：

①和⑭－垂直于表面距离管端300mmФ3.2mm竖通孔；

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②和⑧－外表面纵向N5刻槽；

③和⑦－内表面纵向N5刻槽，长度一般为探头宽度1.5倍，宽度约1mm，深度为壁厚的5%（8%、10%、12.5%且最

大值为1.2mm，最小应为0.3mm）；

④和⑩－外表面横向N5刻槽；

⑤和⑨－内表面横向N5刻槽，长度一般为探头宽度1.5倍，宽度约1mm，深度为壁厚的5%（8%、10%、12.5%且最

大值为1.2mm，最小应为0.3mm）。

⑥－垂直于表面的Ф1.6mm竖通孔；

⑪、⑫和⑬－垂直内表面埋藏深度分别为壁厚的3/4、2/4和1/4的Ф6.0mm平底孔。

图４喷水耦合超声自动检测用对比标样

6.3.2.3采用喷水耦合超声自动检测系统检测时，应用图5的动态对比样管按照附录B进行喷水耦合超

声自动检测系统测试后，才能进行正常检测。

样管试块

编号

铭牌

标准反射体参考线

图５喷水耦合超声自动检测用动态对比样管

6.3.2.4人工反射体允许误差不应超过下列数值：

——孔直径：±0.2mm；

——槽宽度：±0.2mm；

——槽深度：刻槽深度的±15%；

——反射体中心位置：±0.5mm。

6.3.2.5对比样管应经具有计量资质的机构标定或核准实验室进行测试合格，方可使用。

7检测实施全国团体标准信息平台

7.1检测流程

检测流程如下：

a)信息采集；

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b)系统校验；

c)自动检测；

d)检测结果判定；

e)检测结果保存。

7.2检测面

采用钢管外表面分布的多组阵列自动超声探头进行检测。

7.3基准灵敏度

采用图５中自动检测用对比标样人工缺陷将各个通道探头波高调节在荧光屏满刻度的60%～80%

范围内的灵敏度。

7.4基准灵敏度的校验

7.4.1喷水耦合超声自动检测系统的基准灵敏度采用图４对比样管进行校验。

7.4.2采用图４对比样管进行校验时，按所用自动超声探头对每个通道进行校验，再用图４对比样管进

行动态校验，使每个通道的灵明度达到基准灵敏度。

7.4.3采用图４对比样管进行校验时，检测灵敏度应计入对比试块与被检测板之间的表面耦合声能损失

（dB）。

7.4.4用图４对比样管对设备的检测灵敏度进行定期校验，在每次检测前和检测后都应进行校验。在设

备连续工作中，至少每隔4小时重新校验1次，只要信号与最初对比试块校验时信号幅度相差10%或

更多，就应对系统进行调整。

7.5扫查灵敏度

扫查至少在基准灵敏度下进行。

7.6检测速度

喷水耦合超声自动检测的检验速度不应影响检测结果的准确性。检测速度不应大于校验速度。推荐

用150mm/s～1000mm/s的扫查速度。

7.7检测灵敏度复核

7.7.1当出现下列情况之一时，需要复核：

a）每班检测前、检测过程中每隔4h以及检测工作结束后，用相同厚度、钢级表面状态和热处理

过程的对比样管校验时，检测灵敏度不符合要求时；

b）当初始校验的参数发生变动时；

c）全国团体标准信息平台发现检测过程中操作方法有误或技术条件改变时；

d）设备故障修复后；

e）合同双方有争议或认为有必要时。

7.7.2在复核时，对比样管与自动超声探头的相对移动速度应与生产实际检测时相同。

7.7.3若检测中的校验检测未满足要求，则自从前一次合格校验后的所有检测钢管应在重新校验合格后，

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全部重新检测。

8显示与评定

8.1在超过记录电平的A扫查显示带状图（A扫描显示带状图至少应显示每一个通道缺陷位置和分布

状况等信息）中确认缺陷显示，用手动超声波检测确认，按第9章和第10章的规定进行验收和签发检

测报告。

8.2无缝钢管修磨部位修磨后仍按本文件进行检测。

9验收

9.1检测信号低于触发/报警等级的无缝钢管应验收。

9.2检测信号等于或高于触发/报警等级的无缝钢管应定为可疑钢管，或经过制造商判断，可重新检测。

若经过两次连续检测，所有信号均低于触发/报警等级，则该钢管应视为验收；否则，无缝钢管应判定

为可疑钢管。

9.3对于可疑管，可采用以下一种或多种方法，判断无缝钢管是否符合标准要求：

a）经用户与制造商协议，可疑无缝钢管可采用适当方法检测（如手动超声波检测方法）或采用其

他无损检测方法重新检测，达到验收等级。重新检测应依照规范文件要求进行；

b）可疑无缝钢管可采用适用方法（如打磨）处理。若没有等于或超过触发/报警等级的信号，则

该无缝钢管验收；

c）对于不符合9.3a）或9.3b）的无缝钢管应视为未通过检测，拒收。

10检测报告和存档

10.1扫查记录（扫描带状图）应保存在光盘、磁盘、录像等其他介质中。

10.2检测报告应包括下列内容：

a）被检测钢管：规格、炉号、钢级、管号等；

b全国团体标准信息平台）检测条件：检测设备型号、自动超声探头的型号、标称频率、尺寸、扫查方式、对比标样、检

测标准等；

c）检测结果：缺陷位置、缺陷分布图等；

d）其它：检测人员、报告签发人的姓名及资格证书等级、检验日期等。

10.3扫查记录和检测报告按规定要求存档，应保存(5~7)年。

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附录A

（规范性）

壁厚与外径之比大于0.2小于0.3的钢管检测

当钢管的壁厚与外径之比大于0.2而小于0.3时，一般要求检测钢管纵向缺陷，钢管纵向内、外壁

缺陷应分别检测。纵向内壁缺陷应采用入射波在钢管中产生折射纵波经钢管外壁产生的反射横波对内壁

缺陷进行检测（见图A.1ａ））；纵向外壁缺陷采用折射纯横波进行检测（见图A.１ｂ））。经供需双方协

议也可采用GB/T5777—2019中附录C的方法进行检测。

ａ）钢管纵向内壁缺陷检测ｂ）钢管纵向外壁缺陷检测

标引序号说明：

L-纵波；

S-横波；

F内-内壁缺陷；

F外-外壁缺陷。

图A.1钢管缺陷检测

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附录B

（规范性）

喷水耦合超声自动检测系统测试与方法

B.1漏报率、误报率测试

用图４所示的对比样管进行自动检测系统测试。在对比标样上所有人工反射体刚刚报警的基础上，

可再提高2dB的增益，以正常使用时的最高速度连续检测对比试块25次，分别记下人工反射体的漏、误

报次数。对于多通道检测系统，各通道在人工反射体处均不报警，称为漏报，每漏报1个人工缺陷记1

次；任一通道在无人工反射体处报警称为误报，每次测试中，出现1次或1次以上的误报均记为1次。若

在此之内出现的漏报、误报次数较大，可将测试次数增加到50次。系统的漏报率不大于1.5%，误报率

不大于3%。漏报率、误报率分别以公式（Ｂ.1）和公式（Ｂ.2）计算：

n

l………………(Ｂ.1）

Rl%100

rNn

式中：

Rl－漏报率；

nl—漏报人工反射体个数；

nr－对比试样人工反射体个数；

N－测试次数。

n

Ree%100………………（Ｂ.1）

N

式中：

Re－误报率；

ne—误报次数；

N－测试次数。

注1：漏报次数：每次测试中，自动检测系统任一通道均未发现人工反射体的个数。

注2：误报次数：每次测试中，在无缺陷处出现1次及1次以