聚乙烯管道热熔对接接头相控阵超声检测

ICSXXXXX

ZXXXXX

团体标准

T/ZJASEXXXX—20220211

聚乙烯管道热熔对接接头相控阵超声检测

PhaseArrayUltrasonicTestingofButt-fusionJointsinPolyethylenePipe

（征求意见稿）

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

浙江省特种设备安全与节能协会发布

前言

本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规

则起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责

任。

本标准由浙江省特种设备安全与节能协会提出并归口。

本标准起草单位：XXX、XXX。

本标准主要起草人：XXX、XXX。

II

聚乙烯管道热熔对接接头相控阵超声检测

1范围

本标准规定了聚乙烯管道热熔对接接头的相控阵超声检测方法及质量分级。

本标准适用的聚乙烯管道，是符合GBl5558.1、GBl5558.2或其他类似标准的外径(110～

630)mm、壁厚(10～60)mm的聚乙烯管道，通过采用热熔合方法焊接形成的对接接头。

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。

GB/T5616无损检测应用导则

GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证

GB/T12604.1无损检测术语超声检测

GBl5558.1燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分：管材

GBl5558.2燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第2部分：管件

GB/T29302无损检测仪器相控阵超声检测系统的性能与检验

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。在GB/T12604.1-2005中已做定义的术语，为本标准所

引用。

3.1

超声相控阵ultrasonicphasedarray

用若干压电晶片组成阵列换能器，通过电子系统控制阵列中的各个晶片按照一定的延时

法则发射和接收超声波，从而实现声束的偏转与聚焦。本部分提及的概念为工业探伤用超声

相控阵技术，并简称为“相控阵”。

3.2

线扫描（E-scan）linearelectronicscanning

对同一阵列探头不同的阵元组逐次采用相同的延迟法则，以实现声束沿相控阵探头长度

方向移动，类似A型脉冲反射法超声检测探头扫查移动的效果，也称作E扫描。

3.3

扇扫描（S-scan）sectorialelectronicscanning

对同一阵元组采用不同的延迟法则，以实现声束在一定角度范围内偏转移动，也称作S

扫描。

3.4

角度增益修正（ACG）anglecorrectedgain

扇扫描角度范围内不同角度的声束检测相同声程和尺寸的反射体，使其回波幅度等量化

的增益修正方式。

3.5

时间增益修正（TCG）timecorrectedgain

1

相同角度的声束检测不同声程处相同尺寸的反射体，使其回波幅度等量化的增益修正方

式。

3.6

距离波幅曲线（DAC）distanceamplitudecorrection

建立在距离不等但尺寸相同的反射体回波峰值幅度响应的基础上的参考曲线。

3.7

聚焦法则focallaw

通过控制激发晶片数量，以及施加到每个晶片上的发射和接收延时，实现波束角度的偏

转和聚焦的程序。

3.8

孔洞

孔洞是指由于局部较大缩孔、气孔等形成的位于热熔对接接头内部或焊接界面附近出现

的气体空隙。该类缺陷属于体积型缺陷。

3.9

工艺缺陷

工艺缺陷是指由于热熔对接工艺选取不当、操作不当或是操作环境恶劣等引起的热熔对

接接头性能的削弱。

3.10

裂纹

裂纹是指由于热熔对接环境或应力（或两者共同作用）的影响，使得熔合面局部形成的

缝隙（即宏观裂纹）或是造成局部聚乙烯分子的缠结不牢（即微观裂纹）。

3.11

夹杂

夹杂是由于热熔对接过程中遗留在接头熔合区的夹杂物，如灰尘、氧化皮等。

3.12

未熔合

未熔合是指由于熔合面存在未粘合的分子链导致接头性能严重下降。

4一般要求

4.1超声检测人员

4.1.1从事聚乙烯管道热熔对接接头相控阵超声检测的人员至少应符合GB/T9445或等效

标准的要求，此外还应通过相控阵检测技术的专门培训。

4.1.2相控阵检测人员应熟悉所使用的检测设备。

4.1.3相控阵检测人员应具有实际检测经验，掌握一定的聚乙烯管道的材料特性和热熔对接

工艺，并得到雇主或责任单位的授权。

4.2相控阵超声检测仪器

相控阵检测设备包括主机、探头、离线分析软件、扫查装置和附件，上述设备应具有产

品质量合格证或制造厂出具的合格文件。

4.2.1相控阵仪器应为仪器控制的含有多个独立的脉冲发射/接收通道的脉冲反射型仪器，

其放大器的增益调节最小步进不应大于1dB；带宽应不小于1MHz~15MHz；采样频率不应

小于探头中心频率的10倍；波幅数字化分辨力应不小于8位（256级）。

4.2.2能够显示、存储、调出及分析A扫描、B扫描和扇扫描图像，并能将存储的检测数

据拷贝到外部存储空间中。

2

4.2.3仪器软件应具有ACG以及TCG校准功能。

4.2.4相控阵仪器应内置聚焦法则生成软件，并能由外部导入聚焦法则，以及将聚焦法则导

出。

4.2.5仪器的水平线性误差不大于1%，垂直线性误差不大于5%。

4.2.6仪器的数据采集和扫查装置的移动同步，扫查增量值应可调，其最小值应不大于

0.5mm。

4.2.7仪器应能分辨和存储各A扫描信号之间相对位置的信息，如编码器位置。

4.2.8仪器所显示和存储的A扫描信号不应有明显畸变或变形。

4.2.9仪器应具有滤波、平均化等数字信号处理功能，但仪器生成的图像和记录应不可修改，

离线分析软件中应能对检测时关键参数设置进行查看。

4.3相控阵超声探头

4.3.1相控阵探头应由多个晶片（一般大于16个）组成一维阵列，探头可加装用以辅助声

束偏转的楔块（包括液体楔块、低衰减胶体楔块或聚苯乙烯等低声束固体楔块）。

4.3.2探头公称频率与实测中心频率间的误差应不大于10%。

4.3.3探头频带宽度不小于60%（-6dB）。

4.3.4同一探头晶片间灵敏度差值不大于±2dB。

4.4相控阵超声扫查装置

4.4.1扫查装置一般包括探头夹持部分、驱动部分和导向部分，并安装记录位置的编码器。

4.4.2探头夹持部分应能调整和设置探头中心间距，在扫查时保持探头中心间距和相对角度

不变。

4.4.3导向部分应能在扫查时使探头运动轨迹与参考线保持一致。

4.4.4驱动部分可以采用马达或人工驱动。

4.4.5扫查装置中的编码器，其位置分辨率应符合本标准的工艺要求。

4.5试块

4.5.1试块分为标准试块、对比试块和模拟试块。标准试块、对比试块规格及反射体的尺

寸见附录A。

4.5.2试块材料

制作对比试块和模拟试块的材料，应符合下列要求之一：

a)应采用与被检测工件声学性能相同或相似的材料制成。

b)材料用直探头检测时，不得出现大于Φ2mm平底孔回波幅度1/4的缺陷信号。

4.5.3检测曲面工件时，如检测面曲率半径R≤W2/4时（W为探头接触面宽度，环缝检

测时为探头宽度），灵敏度试块及增益补偿试块应与检测面曲率相同。试块宽度b一般应满

足：

S

b≥2λ（1）

De

式中：

b——试块宽度，mm；

λ——超声波波长，mm；

S——声程，mm；

De——管道公称直径，mm。

3

4.5.4模拟缺陷试块

用于检测工艺验证的试块。应满足下列要求：

a)一般采用热熔对接焊接方法制作。其缺陷类型为被检工件中易出现的典型焊接缺陷。

b)试块中的缺陷位置应具有代表性，至少应包含外表面、内表面和内部。

4.6耦合剂

a)应采用有效且适用于被检工件的介质作为超声耦合剂。要求具有良好的透声性、易

清洗、无毒无害，有适宜的流动性的材料；对材料、人体及环境无损害，同时应便于检测后

清理。典型的耦合剂包括水、甲基纤维素糊状物、洗涤剂。

b)实际检测采用的耦合剂应与检测系统设置和校准时的耦合剂相同。

c)选用的耦合剂应在工艺规程规定的温度范围内保证稳定可靠的检测。

d)可采用甘油、水玻璃、水等配制与聚乙烯材料声阻抗相近的多元混合物作为耦合剂，

以获得最佳的透声效果并减少曲面影响。

4.7扫查方式、扫描类型和显示方式

4.7.1扫查方式一般应采用线扫描，线扫描一般采用编码器记录扫查位置，通常将相控阵

探头安装在扫查装置中，沿热熔对接接头长度方向直线移动。

4.7.2扫描类型分为线扫描和扇扫描。应根据具体检测情况选择。通常采用扇扫描，有时也

采用线扫描或两者组合。

4.7.3相控阵超声设备是成像仪器，有按声程显示成像和按实际几何结构显示成像两种显示

方式。根据使用的相控阵超声设备选择显示方式。

4.8聚焦法则

根据所采用的扫描类型确定，明确其中涉及到的具体参数。

4.8.1相控阵探头参数

a)晶片参数：标称频率、晶片数量、晶片宽度、晶片间隙及晶片长度。

b)楔块参数：楔块尺寸、楔块角度及楔块声速。

4.8.2聚焦法则参数

a)晶片数量：设定聚焦法则使用的晶片数量。

b)晶片位置：设定激发晶片的起始位置。

c)角度参数：设定在工件中所用声束的固定角度、声束的角度范围。

d)距离参数：设定在工件中的声程或深度。

e)声速参数：设定在工件中的声速，例如横波声速、纵波声速。

f)工件厚度：设定被检工件的厚度。

g)探头位置：设定探头前端至热熔对接接头中心线的距离。

h)采用聚焦声束检测时，应合理设定聚焦声程或深度。

5检测程序

5.1表面清理

热熔对接接头的表面质量应经外观检验合格。所有影响超声检测的污物等都应予以清

除，其表面粗糙度应满足检测要求。表面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性。

5.2探头及楔块的选择

5.2.1根据工件厚度、材质、检测位置、检测面形状以及检测使用的声束类型对相控阵探头

4

的中心频率、晶片间距、晶片数量、晶片尺寸、形状以及楔块规格等进行选择。与工件厚度

有关的相控阵探头参数选择可参考表1。

表1检测热熔对接接头时相控阵探头参数选择推荐表

管壁厚度/mm主动孔径/mm标称频率/MHz

10-20165-8

20-4016-243-6

40-6024-322-4

注：为了提高图像质量，在满足能穿透的情况下，尽可能选择主动孔径小的探头。

5.2.2一次激发的晶片数不得低于16个晶片。

5.2.3楔块的曲率应与被检管件的形状相吻合，见图1。楔块边缘与被检工件接触面的间隙x

大于0.5mm时，应采用曲面楔块。

图1探头楔块边缘与管子外表面间隙的示意图

5.3选择聚焦法则参数

聚焦法则参数的内容满足4.8的规定。

5.4检测区域覆盖

相控阵检测可选择扇扫描或线扫描，利用有效声程范围，对焊缝检测区域进行覆盖，要

求检测区域内每一点至少被两个方向的覆盖（如图2、3）。制定检测工艺时，应确保用于覆

盖检测区域的声束的声程范围被包含在有效声程范围内。如果热熔对接接头外表面的卷边影

响检测检测区域的声束覆盖，则应去除卷边。

图2壁厚较小时检测覆盖示例

5

图3壁厚较大时检测覆盖示例

应使用与仪器相匹配的声束覆盖模拟软件，对扫查方式、探头位置、激发孔径设置、扇

扫描角度范围或线扫描覆盖范围进行模拟设置，设置原则是使有效声程范围对焊缝检测区域

进行全覆盖，并能够满足所选择的检测等级要求。

5.5检测时机

聚乙烯管道的热熔对接接头应在焊接工作全部完成，并自然冷却至少2h后，方可进行

超声检测。

5.6标记

检测前应在工件扫查面上予以标记，标记内容至少包括扫查起始点和扫查方向，同时推

荐将工艺设计中探头的移动轨迹，以探头前沿为参考标记到母材上，作为扫查装置运动的参

考。以上标记不能影响扫查。

5.7灵敏度设定

5.7.1距离-波幅曲线的制作

应按所用的相控阵检测仪和相控阵探头在PE1-4系列对比试块上制作，制作方法见附录

B(规范性附录)。

5.7.2灵敏度选择

不同管壁厚度的距离-波幅曲线灵敏度的选择应符合表2的规定。

表2距离-波幅曲线的灵敏度

管壁厚度/mm评定线定量线判废线

10~20Φ2×30-18dBΦ2×30-12dBΦ2×30-4dB

20~60Φ2×30-16dBΦ2×30-10dBΦ2×30-2dB

5.7.3检测面曲率半径R≤W2/4时，距离-波幅曲线的制作应在与检测面曲率相同的对比试

块上进行。

5.7.4在整个检测范围内，距离-波幅曲线不得低于荧光屏满刻度的20%。

5.7.5制作距离-波幅曲线的过程中，应控制噪声信号，信噪比应大于等于10dB。

5.7.6检测时应测定声能传输损失差，并根据实测结果对检测灵敏度作补偿，补偿量应计入

距离-波幅曲线。声能传输损失差测定按附录C（规范性附录）的规定进行。

6

5.8扫查步进的设置

扫查步进是指扫查过程中相邻两个A扫描信号间沿扫查方向的空间间隔。检测前应将

检测系统设置为根据扫查步进采集信号。扫查步进最大值ΔXmax应小于等于1.0mm。

5.9编码器的校准

5.9.1检测前应对编码器进行校准。

5.9.2校准方式是将编码器移动至少为500mm，比较检测设备显示的位移与实际位移，要

求误差应小于1％或10mm，以较小值为准。

5.10耦合监控的设置

5.10.1耦合监控的设置方法由使用的相控阵超声设备而定。在被检工件或与被检工件特征

相同的试块上调试耦合监控。将最大波调整到满屏高度的80%(误差为±5%)，在此基础上

提高6dB，即为耦合监视的灵敏度。

5.10.2耦合监控的方式一般分为图像显示监控和铃声报警监控两种方式。沿线扫查宜采用

图像显示进行耦合监控。锯齿形扫查采用铃声报警方式进行耦合监控。

5.11现场检测

5.11.1依照工艺设计将检测系统的硬件及软件置于检测状态，将探头摆放到要求的位置，

沿设计的路径进行扫查，在确保有效声程范围对检测区域充分覆盖的前提下，扫查时尽量使

探头前沿靠近焊缝边缘，以减小声程。扫查过程中应采取一定的措施（如提前画出探头轨迹

或参考线、使用导向轨道或使用磁条导向）探头移动轨迹偏离与扫查轨迹不能超过3mm。

5.11.2扫查时应保证扫查速度小于或等于最大扫查速度，同时保证耦合效果和满足数据采

集的要求。

最大扫查速度按式（1）计算：

PRF

ν=∆x……….(2)

maxN⋅A

式中：

——最大扫查速度，

νmaxmm/s;

PRF——激发探头的脉冲重复频率，Hz；

∆x——设置的扫查增量值，mm；

N——设置的信号平均次数；

A——做S-扫描时，角度范围内所包含的A扫个数（如30°~70°的S-扫描，角度

步进为1°，则A=41）。

5.11.3使用扇扫描时，声束扇扫描角度范围不应超出30°~70°，并在楔块制造商推荐的角

度范围内使用。使用线扫描覆盖时，应将扫描范围设置到最大以增加覆盖范围，在仪器处理

速度允许的情况下，应将激发孔径移动的步进设置为1。

5.11.4聚焦深度设置应为声束在工件中的最大深度跨度。如对接焊接接头直射波检测时为

T，一次反射波检测时为2T。

5.11.5若需对焊缝在长度方向进行分段扫查，则各段扫查区的重叠范围至少为20mm。对

于环焊缝，扫查停止位置应越过起始位置至少20mm。

5.11.6扫查过程中应保持稳定的耦合，有耦合监控功能的仪器可开启此功能，若怀疑耦合

不好，应重新扫查该段区域。耦合监控要求按5.10要求进行。

7

5.12检测系统的复核

5.12.1在如下情况时应对检测系统进行复核：

（1）校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时；

（2）检测人员怀疑检测灵敏度有变化时；

（3）连续工作4h以上时；

（4）工作结束时。

5.12.2复核应包括对灵敏度复核和检测精度的复核，复核应采用与初始检测设置时的同一

试块。若复核时发现与初始检测设置的测量偏离，则按照表3规定执行。

表3偏离和纠正

1≤3dB通过软件进行纠正

灵敏度

2＞3dB应重新设置，并重新检测上次校准以来所检测的焊缝

偏离≤实际深度的

1不需要采取措施

5%，且小于等于3mm

深度

偏离＞实际深度的应找出原因重新设置，并重新检测上次校准以来所检

2

5%，或大于3mm测的焊缝

6检测数据的分析和解释

6.1检测数据的有效性评价

6.1.1分析数据之前应对所采集的数据进行评估以确定其有效性，数据至少应满足以下要

求：

a）数据是基于扫查增量的设置而采集的；

b）采集的数据量满足所检测焊缝长度的要求；

c）数据丢失量不得超过整个扫查的5%，且不允许相邻数据连续丢失；

d）整个扫查图像中不能有耦合监控显：示耦合不良的位置。

6.1.2若数据无效，应纠正后重新进行扫查。

7缺陷定量

7.1缺陷定量以定量线为基准，对回波波幅达到或超过定量线的缺陷，应确定其位置、波幅

和指示长度等。

7.2以获得缺陷的最大反射波幅为缺陷波幅。

7.3线扫描时，测量缺陷长度采用绝对灵敏度测长。锯齿形扫查时，当缺陷只有一个高点时，

采用6dB法测长。当缺陷有多个高点时，采用端点6dB法测长。

7.4相邻两个或多个缺陷显示（非圆形），其在X轴方向间距小于其中较小的缺陷长度且在

Z轴方向间距小于其中较小的缺陷自身高度时，应作为一个缺陷处理，该缺陷深度、缺陷

长度及缺陷自身高度按如下原则确定：

a)缺陷深度：以两缺陷深度较小值作为单个缺陷深度。

b)缺陷长度：两缺陷在X轴投影上的前、后端点间距离，并按公式（3）折算。

I=L×(R-H)/R……….………(3)

式中：

L——探头左右移动距离，mm；

R——管子外径，mm；

8

H——缺陷距外表面深度，mm。

c)缺陷自身高度：若两缺陷在X轴投影无重叠，以其中较大的缺陷自身高度作为单个

缺陷自身高度；若两缺陷在X轴投影有重叠，则以两缺陷自身高度之和作为单个缺陷自身

高度（间距计入）。

8质量评定

8.1任何经判断为裂纹的信号都不可接受；

8.2对熔合面缺陷（包括未熔合与融合面夹杂），当自身高度超过15%T（T为管子壁厚）时

为不可接受；当自身高度不超过15%T，且缺陷长度超过3T（T为管子壁厚）时为不可接受；

8.3对孔洞缺陷，如果孔洞是圆形的或椭圆形的（但不允许有尖锐端角存在）或者符合8.3.1

和8.3.2中的限定条件，则在熔融界面上或附近的孔洞是可以接受的。

8.3.1单个孔洞尺寸不超过1/4T（T为管子壁厚）是可以接受的。

8.3.2对于多个孔洞，在长度为T范围内孔洞尺寸不超过1/3T（T为管子壁厚）且数量不

超过2个是可以接受的。

注意：当两个信号相互接近时，假如这两个相邻信号的间距超过2L（L代表两信号中

较长信号的长度），这些信号应该被认为是彼此独立的。否则，它们被认为是单个的信号，

此信号长度应该包括两个相邻信号之间的间距。

9检测报告

9.1检测报告至少应包括如下内容：

a）委托单位；

b）检测标准；

c）被检工件：名称、编号、规格、材质；

d）检测设备：仪器型号及编号、扫查装置包括编码器、试块、耦合剂；

e）检测条件：检测工艺卡编号、探头参数及楔块选择、扫查方式（S或E）、聚焦法

则的设定、检测使用的波型、检测系统的设置、系统性能试验报告、角度增益修正文件、温

度；

f）检测示意图：探头扫查表面、检测区域以及所发现的缺陷位置和分布；

g）检测数据：数据文件名称、缺陷位置与尺寸、质量级别及缺陷部位的图像（S-扫描

或B扫描等，以能够真实反映缺陷情况为原则）

h）检测结论；

i）检测人员和责任人员签字；

j）检测日期。

9.2存档

9.2.1扫查数据要以电子版形式保存。

9.2.2扫查数据、检测记录和报告要存档，保存期不少于7年。7年后，若用户需要可转交

用户保管。

9

附录A

（规范性附录）

标准试块、对比试块

A1标准试块

标准试块用于相控阵超声检测系统性能的测试及增益补偿调试的试块。本标准采用的标

准试块规格及反射体的尺寸见图A.1。

图A.1标准试块

A2对比试块

对比试块用于检测校准的试块，其外形尺寸应能代表被检工件的特征，厚度应与被检工

件的厚度相对应。如果涉及到两种或两种以上不同厚度部件焊接接头的检测，试块的厚度应

由其最大厚度来确定。

本标准采用的对比试块有PE-1、PE-2、PE-3曲面对比试块和PE-4平面对比试块，其规

格尺寸见图A.2所示，PE-1用于规格范围为公称直径110-200mm聚乙烯管道热熔对接接头

的检测，PE-2用于规格范围为公称直径180-315mm聚乙烯管道热熔对接接头的检测，PE-3

用于规格范围为公称直径315-500mm聚乙烯管道热熔对接接头的检测。PE-4用于规格范围

为公称直径500-630mm聚乙烯管道热熔对接接头的检测。

10

(a)PE-1对比试块：试块长L=300mmR1=80mm，R2=55mm，T=16mm

(b)PE-2对比试块：试块长L=300mmR1=140mm，R2=100mm，T=30mm

(c)PE-3对比试块：试块长L=300mmR1=200mm，R2=160mm，T=48mm

(d)PE-4对比试块：试块长L=300mmT=60mm

图A.2聚乙烯超声检测对比试块

11

附录B

(资料性附录)

距离-波幅曲线制作方法

B.1选择相控阵探头参数

根据被检工件的厚度，选择需要采用的相控阵探头型号及参数。

B.2选择试块

根据被检工件的厚度及曲率，选择合适的制作距离-波幅曲线的灵敏度试块。

B.3检测参数设置

制作DAC曲线前要优化检测参数，使波形信号达到最佳状态。

B.3.1基础参数设置

基础参数设置包括工件厚度、声程、声速、显示延迟及抑制。

B.3.2激发参数设置

激发参数设置包括激发模式、脉冲宽度、激发等级及脉冲重复频率。

B.3.3接收参数设置

接收参数设置包括滤波器、低通滤波、高通滤波及检波模式。

B.3.4闸门设置

闸门设置包括将闸门激活，设置闸门的起点、门宽及门高。

B.3.5激发晶片设置

激发晶片设置包括激发晶片的数量、激发晶片的起始位置。

B.4制作DAC曲线

B.4.1根据理论模拟软件演示结果来确定所采用的制作DAC曲线的角度，该角度对于扇

形扫描一般选在接近扇形扫描角度范围内的中间角度，对于线扫描一般选择接近于垂直坡口

面的角度。

B.4.2将聚焦深度设置在所采用的最大检测声程的位置。

B.4.3根据具体的检测要求选择制作DAC曲线的第一个基准孔。将相控阵探头放在试块

上所选择的第一个基准孔上，移动探头找到该反射体最大波，“调节增益”，使第一基准孔的

反射波为荧光屏满幅度的80%(±5%)，该波高为基准波高，将该反射体的波高记录；然后

保持灵敏度不变，依次探测其他反射体，找到最大波高，并将各反射体的最大波高记录；将

记录的不同深度的反射体及其对应的最大波高连接起来，即成为DAC曲线。

B.4.4依据灵敏度表绘制出评定线、定量线和判废线。

12

附录C

（规范性附录）

声能传输损耗差的测定

C.1一般要求

工件本身影响反射波幅的两个主要因素是：材料的材质衰减和工件表面粗糙度及耦合状

况造成的表面声能损失。

由于聚乙烯材质衰减严重，在确定缺陷反射波幅时，应考虑材质衰减修正。如被检工件

表面比较粗糙还应考虑表面声能损失问题。

C.2斜探头检测超声材质衰减的测量

C.2.1制作与受检工件材质相同或相近，厚度约40mm、表面粗糙度与对比试块相同的平

面型试块，见图C.1。

图C.1超声衰减的测定

C.2.2斜探头按深度1∶1调节仪器时基扫描线。

C.2.3另选用一只与该探头尺寸、频率、K值相同的斜探头，两探头按图C.1所示方向置

于平板试块上，两探头入射点间距为1P，仪器调为一发一收状态，找到最大反射波幅，记

录其波幅值H1（dB）。

C.2.4将两探头拉开的距离为2P，找到最大反射波幅，记录其波幅值H2（dB）。

C.2.5衰减系数αH可用下式计算：

αH=（H1-H2-Δ）/（S2-S1）……（C.1）

S1=40/cosβ+l1……（C.2）

S2=80/cosβ+l1……（C.3）

l1=l0tanα/tganβ…………………（C.4）

式中：

l0——晶片到射点的距离，作为简化处理亦可取l1=l0，mm；

Δ——不考虑材质衰减时，声程S1、S2大平面的反射波幅dB差。可用公式20lg(S2/S1)

计算或从该探头的距离-波幅曲线上查得，Δ约为6dB。

C2.6如果在图C.1试块和对比试块的探测面测得波幅相差不超过1dB，则可不考虑工件的

材质衰减。

C3传输损失差的测定

13

C3.1斜探头按深度调节仪器时基扫描线。

C3.2选用另一只与该探头尺寸、频率、K值相同的斜探头，两探头按图C.2所示方向置于

对比试块探测面上，两探头入射点距离为1P，仪器调为一发一收状态。

图C.2传输损失的测定

C3.3在对比试块上，找出最大反射波幅，记录其波幅值H1（dB）。

C3.4在受检工件上（不通过焊接接头）同样测出接收波最大反射波幅，记录其波幅值H2

（dB）。

C3.5传输损失差ΔV按式（C.5）计算：

ΔV=H1-H2-Δ1-Δ2…………………（C.5）

式中：

Δ1——不考虑材质衰减时，声程S1、S2大平面的反射波幅dB差，可用式20lg(S2/S1)

计算或从探头的距离-波幅曲线上查得，dB；

S1——在对比试块中的声程，mm；

S2——在工件板材中的声程，mm；

Δ2——试块中声程S1与工件中声程S2的超声材质衰减差值，dB。

14

目次

目次.................................................................................I

前言..............................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4一般要求............................................................................2

5检测程序............................................................................4

6检测数据的分析和解释................................................................8

7缺陷定量............................................................................8

8质量评定............................................................................9

9检测报告............................................................................9

附录A...............................................................................10

附录B...............................................................................12

附录C...............................................................................13

I

聚乙烯管道热熔对接接头相控阵超声检测

1范围

本标准规定了聚乙烯管道热熔对接接头的相控阵超声检测方法及质量分级。

本标准适用的聚乙烯管道，是符合GBl5558.1、GBl5558.2或其他类似标准的外径(110～

630)mm、壁厚(10～60)mm的聚乙烯管道，通过采用热熔合方法焊接形成的对接接头。

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。

GB/T5616无损检测应用导则

GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证

GB/T12604.1无损检测术语超声检测

GBl5558.1燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分：管材

GBl5558.2燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第2部分：管件

GB/T29302无损检测仪器相控阵超声检测系统的性能与检验

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。在GB/T12604.1-2005中已做定义的术语，为本标准所

引用。

3.1

超声相控阵ultrasonicphasedarray

用若干压电晶片组成阵列换能器，通过电子系统控制阵列中的各个晶片按照一定的延时

法则发射和接收超声波，从而实现声束的偏转与聚焦。本部分提及的概念为工业探伤用超声

相控阵技术，并简称为“相控阵”。

3.2

线扫描（E-scan）linearelectronicscanning

对同一阵列探头不同的阵元组逐次采用相同的延迟法则，以实现声束沿相控阵探头长度

方向移动，类似A型脉冲反射法超声检测探头扫查移动的效果，也称作E扫描。

3.3

扇扫描（S-scan）sectorialelectronicscanning

对同一阵元组采用不同的延迟法则，以实现声束在一定角度范围内偏转移动，也称作S

扫描。

3.4

角度增益修正（ACG）anglecorrectedgain

扇扫描角度范围内不同角度的声束检测相同声程和尺寸的反射体，使其回波幅度等量化

的增益修正方式。

3.5

时间增益修正（TCG）timecorrectedgain

1

相同角度的声束检测不同声程处相同尺寸的反射体，使其回波幅度等量化的增益修正方

式。

3.6

距离波幅曲线（DAC）distanceamplitudecorrection

建立在距离不等但尺寸相同的反射体回波峰值幅度响应的基础上的参考曲线。

3.7

聚焦法则focallaw

通过控制激发晶片数量，以及施加到每个晶片上的发射和接收延时，实现波束角度的偏

转和聚焦的程序。

3.8

孔洞

孔洞是指由于局部较大缩孔、气孔等形成的位于热熔对接接头内部或焊接界面附近出现

的气体空隙。该类缺陷属于体积型缺陷。

3.9

工艺缺陷

工艺缺陷是指由于热熔对接工艺选取不当、操作不当或是操作环境恶劣等引起的热熔对

接接头性能的削弱。

3.10

裂纹

裂纹是指