1、ICS 19.100 N 78 DB15 内 蒙 古 自 治 区 地 方 标 准 DB15/T 1819.3 2020 燃气用埋地聚乙烯管道焊接接头超声 相控阵检测技术规范 第 3部分：热熔接头检测 Code for testing of phased array ultrasonic welding joint Of buried gas pipeline Part 3:Thermal melt joint detection 2020-01-03发布 2020-02-03实施 内蒙古自治区市场监督管理局 发布 DB15/T 1819.3 2020 I 前 言 本标准 DB15/T 1819
2、燃气用埋地聚乙烯管道焊接接头超声相控阵检测技术规范分为以下 3个部分： 第 1部分：通用要求； 第 2部分：电熔接头检测； 第 3部分：热熔接头检测。 本部分为 DB15/T 1819的第 3部分。 本部分按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草 本部分由鄂尔多斯市特种设备检验所提出。 本部分由内蒙古自治区特种设备标准化技术委员会（ SAM/TC 12）归口。 本部分起草单位：鄂尔多斯市特种设备检验所、上海海骄机电工程有限公司、呼和浩特市中燃城市 燃气发展有限公司、 上海派普诺管道检测科技发展有限公司。 本部分主要起草人： 奥凤祥、冯振华、王子荣、马玉华、杨虎诚、郑丽、张俊、党伊兵、梁海
3、滨、 张恬、郭玉鹏、浩斯巴雅尔、印军华、高羽洁、冯春馨、霍勇、李宁、何宗辉。 DB15/T 1819.3 2020 1 燃气用埋地聚乙烯管道焊接接头超声相控阵检测技术规范 第 3部分：热熔接头检测 1 范围 本部分规定了燃气用埋地聚乙烯管道热熔接头超声相控阵检测的检测准备、检测系统的设置和校 准、检测程序、检测数据的分析、缺陷评定及检测报告。 本部分适用于公称直径为 75 mm 400 mm的热熔对接接头的超声相控阵检测。 2 规 范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用
4、于本文件。 GB/T 15558.1 燃气用埋地聚乙烯（ PE）管道系统 第 1部分：管材 DB15/T 1819.1-2020 燃气用埋地聚乙烯管道焊接接头超声相控阵检测技术规范 第 1部分：通用要 求 3 检测准备 3.1 检测区域 检测区域应包含焊缝本身宽度加上两侧各 5 mm的母材。 3.2 扫查方式选择 选用沿线扫查 +扇形扫描进行检测。对可疑部位 ，可采用结合锯齿、前后、左右、旋转、环绕等各 种扫查方式进行检测。 3.3 探头的选择 3.3.1 聚乙烯管道热熔接头超声相控阵检测用探头采用一维线阵斜探头。 3.3.2 探头声束汇聚区范围应满足检测聚乙烯管道热熔接头内缺陷深度的要求。
5、3.3.3 探头激发孔径长度应满足：探头的检测区域应能覆盖整个热熔熔接截面，确保一次扫查在 S显 示中能形成完整的接头纵向截面图。 3.3.4 探头激发孔径宽度应小于 10 mm，使探头与管件外圆弧面有良好的耦合。 3.3.5 探头斜角通常为 45或 60，探头楔块选用声速与聚乙烯相近的材料制作，推荐采用聚砜材料。 3.3.6 探头频率根据管材厚度选定。不同管 材厚度范围适用的探头频率见表 1。 DB15/T 1819.3 2020 2 表 1 不同管材厚度适用的探头频率 管材厚度 e（ mm） 频率 f（ MHz） 6 e 15 5 10 15 e 30 4 6 e 30 2.25 5 3.
6、4 探头的布置及软件设置 3.4.1 探头的布置 采用扇扫描，探头平行于焊缝周向移动做沿线扫查。（如图 1）。 图 1 探头的布置 3.4.2 聚焦设置 焊缝初始扫查聚焦深度应设置在工件中最大探测声程处。 对缺陷进行精确定量时，或对特定区域检测需要获得更高的灵敏度和分辨率时，可将焦点设置在该 区域。 3.5 扫查面准备 3.5.1 检测时机 聚乙烯管道的热熔接头在焊接工作完成 ，自然冷却 2 h后进行检测。 3.5.2 热熔焊接接头 热 熔焊接接头应符合以下要求： a) 采用管材符合 GB/T 15558.1的要求； b) 接头由持证焊工按经评定合格的焊接工艺进行组装、施焊； c) 接头经接头
7、宏观检查和外卷边 切除检查合格，接头的表面平整、干净，不影响探头与工件的声 耦合。 3.5.3 表面清理 所有影响检测的污物予以清除， 卷边切除后 表面的不规则状态不得影响耦合效果。 3.5.4 扫查面标记 检测前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。 3.6 耦合剂 3.6.1 耦合剂选用符合 DB15/T 1819.1-2020中 5.7的要求。 DB15/T 1819.3 2020 3 3.6.2 实际检测采用的耦合剂与检测系统设置和校准时的耦合剂相同。 4 检测系统的设置和校准 4.1 扇扫描的校准 4.1.1 采用扇扫描检测前，对扇扫描角度范围内的每一个声束校
8、准，校准的声程范围包含实际检测拟 使用的声程范围。 4.1.2 校准时应进行 ACG和 TCG修正，为避免角度灵敏度差异，在校准前先进行 ACG修正。 4.1.3 TCG修正和校准采用 PE-系列试块。 ACG修正和校准采用 PE-系列试块。 4.1.4 扇扫描 TCG修正后不同深度处相同反射体回波波幅应基本一致，且经最大补偿的声束回波的信 噪比不小于 6 dB。 4.2 灵敏度设置 4.2.1 采用 TCG方式校准灵敏度，使用 PE- 系列试块进行。 4.2.2 扫查灵敏度的确定 ： 扫查灵敏度由工艺验证试验确定，一般将最大检测范围内 1 25 mm-4 dB 设置为满屏高度 的 60 %，
9、 作为扫查灵敏度。 4.3 位置传感器的校准 4.3.1 检测前对位置传感器进行校准。 4.3.2 校准方式是使扫查装置移动一定的距离（不小于 500 mm），对检测设备所显示的位移与实际位 移进行比较，其误差应小于 1 %，且最大不超过 10 mm。 4.4 检测系统的复核 4.4.1 检测系统的复核包括对灵敏度复核及定位精度复核，在如下情况时应对检测系统进行复核： a) 校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时； b) 检测人员怀疑扫查 灵敏度有变化时； c) 连续工作 4 h以上时； d) 工作结束时。 4.4.2 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发生
10、偏离，则按照表 2规定执行。 表 2 偏离和纠正 灵敏度 1 偏离 3 dB 通过软件进行纠正 2 偏离 3 dB 应重新设置，并重新检测上次校准以来所检测的焊缝 声程 1 偏离 1 mm 不需要采取措施 2 偏离 1 mm 应找出原因重新设置。若在检测中或检测后发现，则纠正后应重新 检测上次校准以来所检测的焊缝 角度 1 偏离 1 不需要采取措施 2 偏离 1 应找出原因重新设置。若在检测中或检测后发现，则纠正后应重新 检测上次校准以来所检测的焊缝 5 检测程序 5.1 依照工艺设计将检测系统的硬件及软件置于检测状态。 DB15/T 1819.3 2020 4 5.2 在待检的热熔接头上使用
11、耦合剂。 5.3 将探头摆放到要求的位置，沿工艺设定的路径进行扫查。探头移动轨迹与设定轨迹不能超过 3 mm。 5.4 扫查时应保证扫查速度不大于 30 mm/s，扫查步进不大于 1.0 mm。 5.5 扫查停止位置应超过起始位置至少 20 mm；若需对焊缝进行分段扫查，则各段扫查区的重叠范围 至少为 20 mm。 5.6 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。 6 检测数据的分析 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) 数据是基于扫查步进的设置
12、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) 扫查图像中耦合不良不得超过整个扫查的 5 %，单个耦合不良长度不得超过 2 mm。 6.1.2 若数据无效，应纠正后重新进行扫查。 6.2 缺陷的定性 6.2.1 根据 S型显示，结合 A扫描显示，对缺陷的性质进行分析。 6.2.2 依据缺陷的位置、显示图像，对照附 录 A，确定缺陷的性质。 6.2.3 热熔接头缺陷性质包括： a) 接头中的孔洞； b) 熔合面夹杂，如夹砂、灰尘、金属等； c) 未熔合； d) 裂纹。 6.3 缺陷的表征 6.3.1 缺陷尺寸
13、 以 S显示和 B显示的图像中缺陷成像尺寸作为缺陷尺寸。 6.3.2 熔合面夹杂 熔合面夹杂缺陷为面积型缺陷，将其表征为由其外接矩形之长和宽围成的矩形。如图 2所示，图 2 中缺陷所在的面为聚乙烯热熔接头的熔合面， X为缺陷矩形径向方向上的边长， Y为缺陷矩形周向方向上 的边长。 当存在两个以上的熔合面缺陷相邻时，应考虑熔合面缺陷之间的相互影响。当相邻缺陷间距小于等 于较短缺陷尺寸时，应作为一个缺陷 处理，间距也应计入缺陷长度。 DB15/T 1819.3 2020 5 图 2 熔接面缺陷的表征 6.3.3 孔洞 孔洞缺陷为体积型缺陷，应表征其长度 X、宽度 Y和孔洞自身高度 h。其表征长度
14、X和宽度 Y的方法与 6.3.2相同，孔洞自身高度 H采用接头纵向截面的二维超声波图像中该缺陷显示最大高度表示。 7 缺陷评定 7.1 缺陷质量分级的划分 根据接头中存在的缺陷性质、数量和大小，其质量等级可划分为、级。 、级热熔接头内不允许有裂纹和未熔合缺陷。 7.2 熔合面夹杂的质量分级 熔合面夹杂缺陷按表 3的规定进行分级评定。 表 3 熔合面夹杂缺陷的质量分级 级别 与内外壁贯通的熔接面夹杂 在 接头熔合面中间的熔合面夹杂 X 5 %T， Y 10 %T X 10 %T， 且在任何连续 300 mm的焊缝长度中，当 Y累计长度不超过 20 mm X 10 %T， Y 20 %T X 15
15、 %T，且在任何连续 300 mm的焊缝长度中，当 Y累计长度不超过 50 mm 大于级者 注： T为管材壁厚。 7.3 孔洞的质量分级 、级热熔接头中不允许尖锐端角的孔洞缺陷。 孔洞缺陷按表 4的规定进行分级评定。 DB15/T 1819.3 2020 6 表 4 孔洞缺陷的质量分级 级别 单个孔洞 组合孔洞 X 5 %T， Y 10 %T X 5 %T且在任何连续 300 mm的焊缝长度中，当缺陷累计长度 Y不超过 20 mm。 X 10 %T， Y 20 %T X 10 %T且在任何连续 300 mm的焊缝长度中，当缺陷累计长度 Y不超过 50 mm。 大于级者 注： T为热熔接头管材壁
16、厚。 7.4 质量接受标准 质量接受标准 由合同双方商定，或参照有关规范执行。 8 检测报告 检测报告至少应包括以下内容： a) 委托单位和报告编号； b) 检测标准； c) 被检热熔接头：名称、编号、管材型号、材质、规格、生产厂商、配套工程名称、表面状况； d) 检测设备：仪器名称、型号、编号、检测系统的校 准时间、校准有效期，扫查装置、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、聚焦法则的设定、检测使用的 波型、检测灵敏度、系统性能试验报告、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、缺陷类
17、型、位置与尺寸及缺陷部位的图像（ S-扫描或 C扫描等，以 能够真实反映缺陷情况为原则） ； h) 检测结果； i) 检测人员和责任人员签字及其技术资格等级； j) 检测日期。 DB15/T 1819.3 2020 7 A A 附 录 A （资料性附录） 热熔接头相控阵检测特征图谱 A.1 正常焊接 图 A.1 正常热熔接头超声相控阵检测图 谱 正常焊接热熔接头超声图像有清晰的内外表面信号显示，在内外表面显示的信号之间，除探头本身 的干扰信号外，无明显的其他信号显示。 A.2 熔合面夹杂 图 A.2 含有夹杂物的热熔接头超声相控阵检测图谱 熔合面夹杂属于面积型缺陷，位置在熔合线上。常见熔合面夹
18、杂缺陷有：金属夹杂、非金属夹杂等。 在内外表面显示的信号之间，有明显的信号显示。金属夹杂显示较亮，非金属夹杂显示较暗。 DB15/T 1819.3 2020 8 A.3 孔洞 图 A.3 含孔洞的热熔接头超声相控阵检测图谱 孔洞属体积型缺陷，图像较为清淅，在内外表面显示的信号之间，有明显的信号显示。孔洞主要由 于管 材潮湿或端面污染物气化造成。出现严重孔洞时，在孔洞缺陷下方常会出现管材内壁信号缺失。 A.4 未熔合 图 A.4 含未熔合的热熔接头超声相控阵检测图谱 未熔合属面积型缺陷，出现在熔合面上。图像不太清淅，通常在内外表面显示的信号之间产生贯穿 型的显示。未熔合缺陷极为严重，检测时典型的未熔合必须检出。 A.5 边界信号和干扰信号 图 A.5 热熔接头超声相控阵检测中的边界信号和干扰信号 DB15/T 1819.3 2020 9 热熔接头相控阵检测图像总不是完美的，在热熔接头内、外表面会形成边界信号；由于相控阵探 头本身的原因，也会在图像中产生一些干扰信号。这些信号显示在移动探头时，不会 随着探头的移动， 显示位置发生改变，而缺陷信号显示会发生改变。边界信号和干扰信号等这些信号不应该被包括在判 定信号里。 _
