【石油天然气行业标准(SY)】 石油天然气钢质管道对接环焊缝全自动超声波检测试块

ICS 25.160.40
备案号：22005—2007
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T4112--2007wwW.bzxz.Net
石油天然气钢质管道对接环焊缝全自动超声波检测试块
Mechanized ultrasonic examination blockof girth butt weids in oil and gas steel pipeline2007—10—08发布
国家发展和改革委员会
2008—03—01实施
2规范性引用文件
3名称及材料要求
3. 1名称
声衰减
试块设计
设计依据
人下反射体的设计
4.3试块面图...
5制作规程
5.1加工技术要求
5.2安装技术要求
6测试方法
6.1人工反射体测量方法
6.2声学测试
7检验
7.1检验规则
7.2检验项日
8标志、包装、运输和贮存
8.1 标志
8.2包装，运输和贮存
9其他
附录A（规范性附录）
附录B（资料性附录）
横波声速测试块
条文说明·
SY/T 4112—2007
SY/T4112—2007
本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本标准由石油工程建设专业标准化委员会提出并归口。本标准起草单位：中国石油天然气管道局职业教育培训中心，盘锦北方无损检测公司。本标准主要起草人，李建军、王乐生、张宏亮、李建、袁少山、李旭升、谢亮、续理、王炜、薛齿。
1范围
SY/T 4112—2007
石油天然气钢质管道对接环焊缝全自动超声波检测试块本标准规定了石油天然气钢质管道对接环焊缝全自动超声波检测试块（以下简称试块）的名称及材料要求、设计方法、制作规程、测试方法、检验规则等。本标准适用于石油人然气钢质管道对接坏环焊缝全白动超声波检测时所用试块的设计、制作及检验，对于合金钢、铝合金等其他类型的材料亦可参照使用。判。
该试块适用于采用分区扫查法全自动超声波检测时进行灵敏度和闹门的谢整、校验和缺欠的评2规范性引用文件
下列义件中的条款通过本标准的号用而成为本标准的条款。儿是注明日期的引用文件，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推，然而，鼓励根据术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/T11259—1999超声波检验用钢对比试块的制作与校验方法GB/T144.36工业产品保证文件总则SY/T0327—2003石油天然气钢质管道对接环焊缝全自动超声波检测JB/T40X18液浸式超声纵波直射探伤方法JB/T4009接触式超声纵波直射探伤方法JB/T7522无损检测材料超声速度测量方法3名称及材料要求
3.1名称
试块名称为石油大然气钢质管道对接环焊缝全自动超声波检测试块。3.2材料
3.2.1试块材料的材质晶粒度均匀，制作试块成选用晶粒度均勾，内部无杂质的材料。超声波检测时，局部反射波变化应为士1dB，并无任何影响使用的缺欠信号。3.2.2用于制作试块的材料应选用与相应被检工件的几何尺寸相同、声学性能相似，管道对接焊缝检测时试块本体材料应在被检测的钢管上截取（即现场截取）。制作试块的材料要求表面光滑、无铸蚀、无波浪磨耗，无剥落掉块、擦伤、鱼鳞伤、凹凸不平等。3.3声衰减
超声波在试块材料中的市衰减系数应与相应被检工件相同或相近。在将第一次背面反射的幅度调到荧光屏满刻度90%的情况下，试块材料与被检验材料的前三次背面反射幅度之和，其差应为±25%。
3.4声速
试块材料的声速值应与相应被检工件相同或接近，两者的误差应为土50m/s。3.5缺欠
采用超声纵波直射技术检测时，缺欠回波波幅不应大于2mm平底孔回波波幅的1/4。1
SY/T 4112—2007
4试块设计
4.1设计依据
4.1.1依据
试块中人工反射体的类型、角度和深度依据被检工件的壁厚、焊缝坡口类型和坡口尺寸设计，见图1。
单粒为毫米
图1焊缠坡口及人工反射体示意图4.1.2尺寸选择
试块中人工反射体的孔（平底孔和通孔）和槽（方、尖角槽和通槽）的灵敏度尺寸（孔径和槽高）的选择应依据每个分区的高度，典型的分区高度为2mm～3mm。4. 1, 3 设计顺序
试块设计时从根部开始，沿坡口依次向上，双侧对称设计。人工反射体分布应为：根部人工反射体，热焊区人工反射体、填充区人工反射体，盖面槽、体积通过人工反射体、中心通孔或槽。如有特殊要求，还可以加人附加人工反射体（如横向槽、TOFD验证情等），注：TOFD为time-of-flight-diffractiontechnique缩与（衍射波时差法检测技术）。4. 2人工反射体的设计
4. 2. 1根部人工反射体
根部人上反射体应与根部坡口的角度一致，当根部垂直高度不大！2mm时，应选用垂直高度不大下1mm的方槽或尖角槽，槽长为10mm～20mm。但当根部垂直高度大于2mm时，需增加根部人工反射体数量，即增加一个2mm～3mm的乎底孔。除了使用角度与坡口相同的梢来代表根部坡口以外，在根部还可以增加一个2mm的平底孔来检测小的错边缺欠或增加。.个30的尖角来检测根部焊趾裂纹。
4.2.2钝边区人工反射体
钝边区人工反射体应与钝边坡口的角度一致，平底孔的直径2mm～3mm。平底孔分布在钝边区的中心。
4.2.3热焊区人工反射体
带有热焊区焊缝的一般坡口类型如图2中的复合坡口（CRC型、U型）。热焊区人工反射体通常采用$2mm~3mm的平底孔，-底孔的直径取决于分区高度。4.2.3.1CRC型坡口的热焊区人工反射体的孔底与热焊区坡口相重合，垂直于热焊区坡口：分布在每一个分区的中心。
4.2.3.2U型坡口的热焊区是圆孤状，近似于1/4圆弧。2
B)CRC型坡口
b)U型坡口
图2带有热焊区的焊缝坡口类型示图a）亡型坡口热焊区为一个分区时设置平底孔的原则：设置的平底孔角度为45°，设置的平底孔的底与热焊区的圆弧相外切，见图3。图3U型坡口热焊区设置一个附加反射体b）U型坡口热焊区为两个分区时设置平底孔的原则：SY/T4112-—2007
单位为享米
一个平底孔的角度为40～45，且乎底孔的底与近似1/4圆弧相外切，与第一种情况相同，见图3；另个平底孔应在填充区与热焊区交界处设置，直径2mm，平底孔角度与填充区角度相同。此孔位置应尽可能靠近第一个平底孔，但不应五相千扰（一般孔中心间距不少于2.5mm），见图4。单位为毫米
图4型坡口热焊区设置两个人工反射体3
SY/T4112—2007
4.2.4填充区人工反射体
4.2.4.1填充区人工反射体的角度与填充区部分的角度一致。填充区的分区高度通常为2.5mm~3.0mmg
当壁厚T<15mm时，填充区的高度/2.5=[N当壁厚T≥15mm时，填充区的高度/3=［N式中：
［N表示向下取整数。
4.2.4.2填充区人工反射体通常为2mm~93mm的平底孔。孔底与填充区坡口相重合，垂直于填充区坡口，并将其分布在每一个分区的中心，见图5。单位为毫米
图5填充区人工反射体示意图
4.2.5盖面槽
盖面槽用来模拟外表面的表面未熔合和咬边。槽尺寸为（10mm~20mm）×1mm×1mm（长×宽×深度），和外表面之间的夹角为0°～10°。4.2.6体积通道人工反射体
体积通道是用来检测气孔、夹渣等体积型缺欠的。其人工反射体为虹1.5mm～2mm的平底孔，角度为45°分布在中心线上。确定其数量的原则是将壁厚除以系数8，得到的数值四舍五入取整。不论何种坡口型式，设置两个以上平底孔都要遵循一个原则，即平底孔的中心线与焊缝中心线的交点要均等分壁厚，等分间距值要向下取整数，见图6。4.2.7中心通孔或通槽
中心通孔或通槽应分布在上游和下游人工反射体之间。使用?2mm的通孔或5mm×1mm（长×宽）的通槽。槽的反射信号较强，便于设定间门长度，保证对焊缝的覆盖。4.2.8附加人工反射体
4.2.8.1横向槽是用来检测横向缺陷的附加人工反射体。其设计原则：在外表面设置为6mmX2mm×2.5mm（长×宽×深度）的方槽；在内表面设置为4mm×2mm×1.5mm（长×宽×深度）的方槽，见图7。
4.2.8.2TOFD验证槽是用于验证TOFD通道是否正常，其设计原则是：在外表面设置一个10mm×1mm×0.6T（长×宽×深度）尖角角度为60°的尖角形方槽，深度为0.6T，计算出的结果［N]向下取整数，见图8。
注：T为壁厚单位为毫米（mm)]。4
图6体积通道人工反射体示意图
图7横向缺陷的附加人工反射体
图8TOFD的附加人工反射体
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单位为毫米
单位为毫米
单位为毫米
SY/T 4112—2007
在内表面设置一个10mmm×1mm×3.5mm（长×宽×深度）尖角角度为60°的炎角形方，如图8。4.3试块平面图
试块的平面图应保证上游端和下游端人工反射体的方向止确，上游端的人工反射体与下游端的人工反射体成对称关系。邻近人工反射体应互不干扰，通常反射体间距为10mm～20)mm，一般选择为15mm，见图9。
单价为毫米
5251151615
1上游根部请，2上游根部饨边平底孔，3上游热焊区平底孔；4—上游填充区平底孔1；5上游填充区平底孔2；6上游体积通道平底孔；7…上游盖面；8一外表面横闽槽；9一TOFD外表面尖角槽：10一L心通孔：11一TOFD内表面尖角槽：12一内表拍横向槽13一下游盖面槽；14一下游体积通道平底孔；15—下游填充区平底孔2；16—下游填充区平底孔1：17下游热焊区平底孔：1B—下游根部钝边平底孔：19—下游根部槽图9试块俯视平面示意图
5制作规程
5.1加工技术要求
5.1.1外形加工
5.1.1.1：下料时应采取有效措施，防止试块母体产生物理、化学变化，并预留足够的精加工余量．5.1.1.2母体表面处理，打磨表面，去除影响试块加工精度的锈蚀及防扩层，表面粗糙度不应大于相应被捡工件或材料的表面粗糙度，但不宜被坏原始金属面。5.1.1.3试块长度，宽度、厚度尺寸的允许公差为±0.1mm，平面度及平行度公差不大于0.1mm。5.1.2反射体的加工
5.1.2.1精确绘制各种基准线，以利于加工过程的参考，绘线工具有角尺、深度尺、高度尺、直尺等工具，定位精度应达到土0.1mm。5.1.2.2平底孔底面的平面度公差不应大于0.03mm，表面粗糙度不应人了R,3.2um。平底孔孔径的充许公差为土0.05mm乎底孔角度公差为±0.5°。5.1.2.3纵向槽口应与试块轴线平行，平行度公差为±0. 05mm：横向槽口应与试块中心线垂直，垂直度公差为±U. 05trm。糖口侧面和矩形槽底面的平面度为± 0. 03mm，表面粗糙度不应大于R.3.2μm。槽尺寸的公差为±0.05mm。矩形槽底而和侧雨与检测面的角度公差为土0.1，尖角槽的尖角角度公差为±0.1°
5.1.2.4通孔和通槽与检测面的垂直度公差为±0.05mm，尺寸公差为±0.03mm，表面粗糙度不应6
大丁R1.6um。通槽的侧面-面度为土0.03mm。SY/T 4112—2007
5.1.2.5中心线不应影响试块的正常使用，即不应产生于扰反射，其深度宜控制在（0.1土0.05）mm。中心线的准确度为土0.imm。5.1.3密封
5.1.3.1人工反射体用无腐蚀性的溶剂清洗干净，并用干燥空气吹干。5.1.3.2平底孔底面密封，注意封堵与平底孔底面之间应留有足够的空间。5.1.4 支架
支架用厚度适宜的钢板根据试块母体制作而成。5.2安装技术要求
5, 2. 1 试块母体与支架的安装试块支渠两端留有150mm长度。支架的总宽度不应小于500mm。使用支架的长度（或弧长）不小于1000mm
试块与支架组合时，在试块远端角采取定位焊固定。试块安装完毕后，要保证表面曲率一致，并用专用油泥填充固定。
所有人工反射体引山线均应引到支架上，试块中心线应在试块上明显可见。5.2.2导带的安装
安装导带时，挡块高度应一致，精度为土0.1mm，保证导带与试块表面平行，且导带边缘与中心线相平行，其精度达到土0.5mm，见图10，@
6测试方法
6. 1人工反射体测量方法
6.1.1平底孔和植口的测量
中心线
标准反射体参考线
注：在左上角试块编号为永久编号。图10试块安装后示意图
平底孔和梢口的测盘采用复型法。?
螺钉和挡块
6.1.1.1复形前，应来用无腐蚀性溶剂清洗底孔，然后用过滤的干燥空气吹干。6.1.1.2选用适当的复形材料，用医用注射器将复形材料压人孔内，直至填满。操作时，要确保孔内复形材料不留孔洞和气泡，待复形材料固化后缓绥取出。6.1.1.3复形完成后，应由具有检验资格的计量部门认可并做出书面检测报告。7
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通孔和通槽的测量
用高精度微孔量表和塞规测量通孔和通槽的几何尺寸。如采用塞规测量法，止端要大于通孔和通槽，塞规通端小于通孔和通槽。6.1.3平面度、平行度、垂直度
平面度采用刀口直角尺对试块表面进行测定。平行度采用外径千分尺测量试块两平行面任意四点。垂直度采用直角尺和塞尺，采用透光法测量。6.2声学测试
6.2.1声衰减
采用多次回波法测定声衰减。
6.2.2声速
纵波声速及横波声速的测定按JB/T7522要求进行6.2.3缺欠
缺欠应按JB/T4008或JB/T4009中的方法检测。7检验
7.1检验规则
7.1.1试块应经质检部门检验合格后方能出厂，并应出具产品合格证及检验证书。材料及试块检验为逐件检验，检验指标中有一项不合格则判为不合格。7.1.2试块应经国家指定的计量机构标定，并调试合格，方可使用。7.2检验项目
试块的检验项目应符合表1的规定表1
声衰减
平底孔底面平面度
平底孔孔径
检验项目
平底孔与检测面的角度
通孔、通槽与检测面的垂直度
通孔的孔径、通槽的几何尺寸
试块的检验项目
检验方法
6.1.1,6.1.3
6.1.2,6.1.3
槽与试块中心线的平行度、垂直度和平面度尖角形方槽和尖角槽的夹角
槽底和侧面的角度
表面粗糙度
试块的外形尺寸
中心线
导梵的安装
试块调试
SY/T0327—2003
技术要求
5. 1. 2. 3
8标志、包装、运输和贮存
8.1标志
8.1.1试块的永久编号置于试块左上角，铭牌上试块编号应与其一致。SY/T4112—2007
8.1.2铭牌应置于试块支架的右下方，铭牌内容包括：试块名称、材质、坡口类型、曲率和壁厚、试块编号、制造厂商、生产日期。8.1.3出厂合格证应符合GB/T14436的规定。8.2包装、运输和购存
8.2.1包装前试块及支架表面应清洗干净，并涂以防锈剂。8.2.2试块运输应采取多层包装，周围填充防震缓冲物，防止变形及碰撞损伤，8.2.3包装体内应有：
a）产品合格证：
b）试块检验证书；
c）横波声速测试块（见附录A)。8.2.4贮存：试块应存放于无腐蚀尘埃及气体的干燥处9其他
制造厂商应建立试块的设计、加工、检验等相关资料档案，档案资料保存期限不低于5年。9
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