GBT 47876-2026《钢管无损检测 埋弧焊钢管焊缝相控阵超声自动检测方法》

1钢管无损检测埋弧焊钢管焊缝相控阵超声自动检测方法（GB/T47876-2026）本文件规定了埋弧焊钢管焊缝缺欠相控阵超声自动检测的一般要求、检测系统、对比样管、检测设置、检测程序、显示评定、验收以及检测报告。本文件适用于公称壁厚不小于6mm的陆地管线、海底管线用埋弧焊钢管焊缝缺欠相控阵超声自动检测与质量评定。其他埋弧焊钢管焊缝缺欠相控阵超声自动检测参照执行。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/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GB/T32563无损检测超声检测相控阵超声检测方法GB/T42399.1无损检测仪器相控阵超声设备的性能与检验第1部分：仪器GB/T42399.2无损检测仪器相控阵超声设备的性能与检验第2部分：探头ISO11484钢产品无损检测人员的雇主评定体系[Steelproducts—Employer'squalificationsystemfornon-destructivetesting(NDT)personnel]3术语和定义GB/T12604.1和GB/T32563界定的术语和定义适用于本文件。4一般要求4.1被检测钢管应经外观检查合格。所有可能影响超声检测的锈蚀、飞溅和污物等应清除，表面应光滑。4.2焊缝两侧声束经过区域应无影响检测有效性的分层。4.3检验场地应避开强光、强磁场、强振动、腐蚀性气体、严重粉尘等影响自动超声检测系统稳定性或检验人员观察的因素。4.4除非产品标准规定或购方和制造商之间有协议，自动超声检测应在水压试验完成后实施。4.5耦合剂应具有良好的透声性和适宜的流动性，对材料无腐蚀，便于清理。耦合剂宜采用水，在0℃以下可采用乙醇水溶液或类似介质。调整仪器和实施检测应采用同一种耦合剂。4.6检测应由按照GB/T9445、ISO11484或等效标准经培训合格的操作人员进行，并由经雇主任命的有资格的人员监督。在由第三方检测的情况下，此项由供需双方协商。25检测系统5.1总则相控阵超声自动检测设备主要包括相控阵超声检测仪、探头和扫查装置。5.2相控阵超声检测仪5.2.1相控阵超声检测仪应满足GB/T42399.1的要求，应进行性能测试与验证，周期宜为12个月。自动检测时，仪器独立发射与接收通道应不小于16,仪器的扩展通道应不小于64。5.2.2相控阵超声自动检测软件应满足GB/T32563的要求。5.3相控阵探头探头应按照GB/T42399.2进行性能测试与验证，周期宜为12个月。阵列探头阵元数量应不小于64。5.4扫查装置5.4.1探头夹持部分在扫查时应保证声束与焊缝长度方向垂直或平行。5.4.2导向部分应能在扫查时使探头运动轨迹与拟扫查轨迹保持一致。5.4.3扫查装置应具有确定探头位置的功能，可通过步进电机或位置传感器实现对位置的探测与控制。6对比样管6.1对比样管与被检测钢管在材质、形状、主要几何尺寸、坡口型式和焊接工艺等方面应相同或相近。对比样管用于确定扫查灵敏度和检测灵敏度校准，人工反射体包括平底孔、竖通孔、N形槽及其他线切割槽等，人工反射体数量、位置、类型应按焊缝的坡口型式设定，结构尺寸应符合附录A要求。6.2人工反射体的尺寸可采用常规物理测量方法进行检验，也可采用硅橡胶覆型法进行检验。人工反射体的硅橡胶覆型检验方法见附录B。6.3钢管的曲率半径R不大于w²/4时，应采用与检测面曲率相同的对比样管。注：w为阵元长度且不小于6mm。6.4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%或±0.05mm,以较大者为准。——反射体中心位置：±0.5mm。7检测设置7.1扫描类型及显示方式7.1.1一般采用扇形扫描。可根据被检测钢管的焊缝类型、工作介质，可能产生的缺陷种类、形状、部位和取向，选择其他扫描类型。37.1.2扇形扫描显示方式分为按声程显示和按实际几何结构显示两种方式，如图1所示，工作中显示方式的选择应根据使用的相控阵超声设备确定。a)声程显示b)几何结构显示标引序号说明：图1扇形扫描检测示意图7.1.3扫查数据以图像形式显示，可用S扫描、B扫描、C扫描及D扫描等显示形式。7.1.4在扫查数据的图像中应有位置传感器扫查位置显示。7.1.5应从焊缝两侧进行扫描，需要多探头或多聚焦法则来实现全覆盖扫查，确保能够覆盖整个焊缝，如图2所示，使焊缝中所检测出相同大小缺陷在不同深度或声程范围内当量值相同。a)多探头扫查b)多聚焦法则扫查标引序号说明：图2焊缝扇形扫查示意图7.2扫查组合方式选择检测时推荐选用以下扫查方式：a)线性扫查和扇形扫描；b)栅格扫查和扇形扫描。7.3聚焦法则设置7.3.1检测钢管壁厚为6mm～8mm(不含8mm)埋弧钢管焊缝，当受几何结构限制时，可采用三次波与二次波或四次波分开设置法则进行检测。7.3.2钢管壁厚大于或等于8mm埋弧钢管焊缝检测时，采用一次波和二次波同时设置法则进行检测。7.3.3横波斜声束扇形扫描角度一般在35°~75°范围内，特殊情况下，使用超出该角度范围声束检测时，应验证其检测灵敏度。工件壁厚6mm～8mm时，不宜采用过小角度声束，以免底面一次反射波进入楔块产生干扰，此时声速中心角度宜设置为60°,即扇扫角度为45°~75°。47.4步进设置7.4.1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△Xm不大于1.5mm。7.4.2扇形扫描角度步进设置应不大于2°,相邻声束应有充足的覆盖。8检测程序8.1检测区域检测过程中钢管与探头应相对运动，以便扫查整条焊缝。检测区域高度为钢管厚度加焊缝余高；检测区域宽度为焊缝本身加上焊缝两侧母材厚度的30%,最小为5mm,最大为10mm。8.2探头选择8.2.1相控阵探头选择与钢管厚度有关，推荐采用相控阵探头参数的选用见表1。表1推荐采用相控阵探头参数的选用晶片间距由相关方协商确定8.2.2相控阵探头楔块曲率应与被检测钢管表面形状相吻合，如图3所示。楔块边缘与被检测钢管接触面的间隙X应不大于0.5mm。标引序号说明：2——工件表面；图3探头楔块边缘与钢管外表面间隙的示意图8.2.3线性扫查检测可选择单探头配置，也可选择双侧探头对称配置，选择类型取决于所用检测设备和现场工作条件。58.3检测步骤8.3.1在工件扫查面上标定参考线，参考线距焊缝边缘(或焊缝中心)距离应根据检测聚焦法则设置，其距离误差为±0.5mm。8.3.2依照工艺参数设置将检测系统硬件及软件置于检测状态。扫查时应保证扫查速度不大于最大允许扫查速度Vmax,同时应保证耦合效果和数据采集要求。最大允许扫查速度按公式(1)计算：式中：Vmax——最大允许扫查速度，单位为毫米每秒(mm/s);PRF——脉冲重复频率，单位为赫兹(Hz);△X——设置扫查步进值，单位为毫米(mm);N——设置信号平均次数；A——设置的电子扫描步进数量(如扇形扫描时，激发如35°~75°的扇形扫描，角度步进为1°,则8.3.3检测时，探头应在焊缝两侧分别扫查或双侧同时扫查。应采用不同聚焦法则，设置不同探头位置及角度扫查范围进行检测，确保检测区域全覆盖。8.3.4根据聚焦法则参数，用相控阵超声检测设备中的理论模拟软件进行演示，调整探头前端距焊缝边缘(或焊缝中心)距离，使所选用检测声束将检测区域完全覆盖。发生以下情况时应进行复核：a)探头、连接线缆、耦合剂或仪器调节发生改变时；b)怀疑扫查灵敏度或定位精度有变化时；c)连续工作4h时；d)每班工作结束时。9显示评定必要时对缺陷显示结果进行评定，缺陷显示评定方法见附录C。10验收10.1检测信号低于触发/报警阈值的钢管判为合格。10.2任何检测信号不低于报警阈值的钢管可重新进行一次复探，若检测信号低于报警阈值，钢管视为合格，否则应将该钢管标记为可疑钢管。10.3根据产品标准要求，可疑钢管应按下列一种或几种方法处置。a)经购方和制造商协议，可疑区域可采用合适方法检测，或采用其他无损检测技术和方法重新检测，验收等级由购方和制造商商议。b)可疑钢管应采用合适方法返修。返修后的钢管应按照与返修前相同灵敏度重新检测。如没有产生大于或等于触发/报警阈值信号，应视为钢管通过该项检测。c)切除可疑区域。d)判为不合格钢管。611检测报告检测报告至少应包括如下内容：a)本文件编号；b)钢管信息；c)检测设备；d)检测工艺参数；e)检测覆盖区域；f)检测示意图；g)检测技术要求；h)检测结果和检测结论；i)检测人员和审核人员签字；j)检测日期。7对比样管按照不同壁厚划分使每一对或组阵元(或探头)对应一个人工反射体，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，但邻近区反射体不应互相干扰，对比样管见图A.1和图A.2。对比样管尺寸及人工反射体也可根据实际情况设置，对于壁厚大于40mm钢管焊缝对比样管可参照本附录设计。标引序号说明：1、21——管端焊缝盲区竖通孔，直径3.22、11--外侧焊趾处纵向刻槽，N5刻槽：长度为25.0mm,宽度最大为1mm,深度为壁厚的5%且最小为0.3mm,最大为2.0mm;3、10—钝边壁厚50%位置平底孔，直径3.2mm;4、9—-内侧焊趾处纵向刻槽，N5刻槽：长度为25.0mm,宽度最大为1mm,深度为壁厚的5%且最小为0.3mm,最大为2.0mm;5—外侧焊缝中心纵向刻槽，N5刻槽：长度为25.0mm,宽度最大为1mm,深度为壁厚的5%且最小为0.3mm,6、8——距焊趾一定距离竖通孔，直径3.2mm;7—--焊缝中心竖通孔，直径1.6mm;12——内侧焊缝中心纵向刻槽，N5刻槽：长度为25.0mm,宽度最大为1mm,深度为壁厚的5%且最小为0.3mm,最大为2.0mm;13—外侧焊缝横向刻槽，N5刻槽：长度与焊缝宽度相同，宽度最大为1mm,深度为壁厚的5%且最小为0.3mm,最大为2.0mm;14—内侧焊缝横向刻槽，N5刻槽：长度与焊缝宽度相同，宽度最大为1mm,深度为壁厚的5%且最小为0.3mm,15、16—内侧焊缝中心壁厚50%处正反45°方向平底孔，直径3.2mm;17、18—内侧母材处不同埋深平底孔，直径6.0mm(1个埋深为3mm,另1个深度为3mm);19、20——内侧母材处不同埋深平底孔，直径6.0mm(1个埋深为3mm,另1个深度为3mm)。图A.1壁厚在6mm<t≤18mm范围对比样管8标引序号说明：1、25——管端焊缝盲区竖通孔，直径3.22、15——外侧焊趾处纵向刻槽，N5刻槽：长度为25.0mm,宽度最大为1mm,深度为壁厚的5%且最小为0.3mm,最大为2.0mm;3、14—上坡口面壁厚30%位置平底孔，直径3.2mm;4、13——钝边壁厚50%位置平底孔，直径3.2mm;5、12—下坡口面壁厚70%位置平底孔，直径3.2mm;6、11——内侧焊趾处纵向刻槽，N5刻槽：长度为25.0mm,宽度最大为1mm,深度为壁厚的5%且最小为0.3mm,最大为2.0mm;7—外侧焊缝中心纵向刻槽，N5刻槽：长度为25.0mm,宽度最大为1mm,深度为壁厚的5%且最小为0.3mm,最大为2.0mm;8、10—--距焊趾一定距离竖通孔，直径3.2mm;9——焊缝中心竖通孔，直径1.6mm;16——内侧焊缝中心纵向刻槽，N5刻槽：长度为25.0mm,宽度最大为1mm,深度为壁厚的5%且最小为0.3mm,最大为2.0mm;17——外侧焊缝横向刻槽，N5刻槽：长度与焊缝宽度相同，宽度最大为1mm,深度为壁厚的5%且最小为0.3mm,最大为2.0mm;18——内侧焊缝横向刻槽，N5刻槽：长度与焊缝宽度相同，宽度最大为1mm,深度为壁厚的5%且最小为0.3mm,19、20——内侧焊缝中心壁厚50%处正反45°方向平底孔，直径3.2mm;21、22——内侧母材处不同埋深平底孔，直径6.0mm(1个埋深为3mm,另1个深度为3mm);23、24-—内侧母材处不同埋深平底孔，直径6.0mm(1个埋深为3mm,另1个深度为3mm)。图A.2壁厚在18mm<t≤40mm范围对比样管6(资料性)人工反射体的硅橡胶覆型检验方法人工反射体的硅橡胶覆型检验方法如下。a)