1、ICS 19.100 N 78 DB15 内 蒙 古 自 治 区 地 方 标 准 DB15/T 1819.2 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 2部分：电熔接头检测 Code for testing of phased array ultrasonic welding joint Of buried gas pipeline Part 2: Electrocution 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 1819.2 2020 I 前 言 本标准 DB15/T 1
2、819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 2部分：电熔接头检测。 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
3、、张俊、党伊兵、梁海滨、 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 1819.2 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 2部分：电熔接头检测 1 范围 本部分规定了燃气用埋地聚乙烯管道电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 40 mm 400 mm的聚乙烯管道电熔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
4、（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 15558.1 燃气用埋地聚乙烯（ PE）管道系统 第 1部分：管材 GB 15558.2 燃气用埋地聚乙烯（ PE）管道系统 第 2部分：管件 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 +线扫描进行检测，线扫描角度为 0。 3.3 探头的选择 3.3.1 聚乙烯管道电熔接头超声相控阵检测用探头采用一维线阵直探头。 3.3.2 探头声束汇聚区范围应能满足检测
5、聚乙烯管道电熔接头内缺陷深度的要求。 3.3.3 探头激发孔径长度应尽可能覆盖单边 电熔接头的检测区域，最小长度应大于 1/2的 单边 电熔接 头检测区域。 3.3.4 为了使 探头与管件外 圆 弧面有良好的耦合，探头激发孔径宽度应小于 10 mm。 3.3.5 探头频率根据管件厚度选定。不同管件厚度范围适用的探头频率见表 1。 DB15/T 1819.2 2020 2 表 1 不同管件 厚度适用的探头频率 管件厚度 e（ mm） 频率 f（ MHz） 3 e 10 5 10 10 e 20 4 6 e 20 2.25 5 3.4 探头的布置及软件设置 3.4.1 探头的布置 采用线扫描对焊缝
6、进行覆盖，探头平行于管件轴线，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设置在工件中最大探测声程处。 在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 聚乙烯管道的电熔接头应在焊接工作完成，自然冷却 2 h后进行检测。 3.5.2 电熔焊接接头 电熔焊接接头应符合以下要求： a) 采用管材符合 GB 15558.1的要求，管件符合 GB 15558.2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) 接头宏观检查合格，接头的
7、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等应予以清除。 3.5.4 扫查面标记 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。 3.6 耦合剂 3.6.1 耦合剂选用应符合 DB15/T 1819.1-2020 中 5.7的要求。 3.6.2 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。 4 检测系统的设置和校准 DB15/T 1819.2 2020 3 4.1 线扫描的校准 4.1.1 采用线扫描检测前，应对线扫描角度 0时的声束校准，校准的声程范围应包含实际检测拟使 用的声程范围。 4.1.2 校准采用
8、PE-试块 。 4.1.3 线扫描 TCG修正后不同深度处相同反射体回波波幅应一致，且经最大补偿的声束回波的信噪比 不应小于 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 80 95 %，作为扫查灵敏度。 4.3 位置传感器的校准 4.3.1 检测 前应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 %，
9、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偏离，则按照 表 2规定执行。 表 2 偏离和纠正 灵敏度 偏离 3 dB 通过软件进行纠正 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 偏离 1 mm 不需要采取措施 偏离 1 mm 应找出原因重新设
10、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。 5.2 在待检的电熔接头上使用耦合剂。 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偏离不得超过 3 mm。 5.4 扫查时应扫查速度不大于 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 由于电熔管件接线柱 阻碍探头的移动 ，自动扫查时应避开。 DB15/T 1819.2 2020
11、4 5.7 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 B型显示
12、，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 电熔接头缺陷性质包括： a) 接头中的孔洞； b) 熔合面夹杂，如夹物、氧化皮未刮等； c) 冷焊； d) 过焊； e) 电阻丝错位； f) 管材承插不到位。 6.3 缺陷的表征 6.3.1 缺陷尺寸 以 B型显示和 C型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电熔接头的熔合面， L表示聚乙烯电熔接头单边熔合区长度。 X为缺陷矩
13、形的轴 向方向上的边长， Y为缺陷矩形的周向方向上的矩形边长。 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 1819.2 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 X和宽度 Y的方法与 6.3.2相同，孔洞自身高度 H采用电熔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。 6.3.4 电阻丝错位 采用电阻丝错位量来表征电阻丝错位的严重程度（图 3）。图 3为聚乙烯电熔接头的
14、轴向剖面图。 a） 未错位电阻丝位置 b）错位电阻丝位置 图 3 电阻丝错位的表征 取其最大值作为电阻丝错位缺陷的计算尺寸，见式（ 1）。 x=max（ x1， x2，）（ 1） 式中： x1、 x2 为电阻丝偏离其正常位置的距离， 6.3.5 冷焊 冷焊时，电熔接头的特征线与电阻丝的间距小于正常焊接接头。采用待检接头特征线与电阻丝的间 距与正常焊接接头特征线与电阻丝的间距相比较，用减量百分比表征冷焊程度。 计算方法见式（ 2）。 %1001 llH （ 2） 式中： H 冷焊程度； l 从 正常焊接电熔接头的超声成像图中，测得的特征线与电阻丝之间的距离； l 从待测电熔接头的超声成像图中，测
15、得的特征线与电阻丝之间的距离 l 。 DB15/T 1819.2 2020 6 6.3.6 过焊 6.3.6.1 过焊主要呈现以下特征： a) 特征线与电阻丝之间的距离变大； b) 电阻丝发生错位； c) 在接头中容易产生空 洞。 过焊按孔洞、电阻丝错位量和过焊程度来表征 。 6.3.6.2 过焊程度表征 采用特征线与电阻丝间距离变大的百分比来表征过焊的严重程度，计算方法见式（ 3）。 %1001 llH （ 3） 式中： H 过 焊程度； l 从 正常焊接电熔接头的超声成像图中，测得的特征线与电阻丝之间的距离； l 从待测电熔接头的超声成像图中，测得的特征线与电阻丝之间的距离 l 。 注：
16、l和 l测量时取最大值和最小值的平均值。 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。 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 与内冷焊区贯通的熔接面夹杂 的缺陷长度 与内冷焊区不贯通的熔接面夹杂 的缺陷长度 不大于标称熔合区长度 L/10 不大于标称熔合区长度 L/10 不大于标称熔合区长度 L/5 大于级者 注： L为标称熔合区长度。 7.3 孔洞 、级电熔接头中不允许存在相邻电阻丝间有连贯性孔洞、与内冷焊区贯通的孔洞。孔洞缺陷按 表 4的规定进行分级评定。
17、 DB15/T 1819.2 2020 7 表 4 孔洞缺陷的质量分级 级别 单个孔洞 组合孔洞 X/L 5%且 h 5%T 累计尺寸 X/L 10%且 h 5%T X/L 10%且 h 10%T 累计尺寸 X/L 15%且 h 10%T 大于级者 注： X为该缺陷在熔合面轴向方向上尺寸， L为标称熔合区长度， T为电熔接头管材壁厚， h为孔洞自身高 度。 7.4 电阻丝错位 、级电熔接头中不允许存在相邻电阻丝相互接触的缺陷。电阻丝错位缺陷按表 5的规定进行分 级评定。 表 5 电阻丝错位缺陷的质量分级 级别 电阻丝错位量 无明显错位 错位量小于电阻丝间距 大于级者或相邻电阻丝相互接触 7.5
18、 冷焊 冷焊缺陷按表 6的规定进行分级评定。 表 6 冷焊缺陷的质量分级 7.6 过焊 7.6.1 过焊引起孔洞缺陷时，按 7.3评定。 7.6.2 过焊引起电阻丝错位时，按 7.4评定。 7.6.3 过焊缺陷按过焊程度进行分级评定时，按表 7的规定进行分级评定。 表 7 过焊缺陷的质量分级 级别 过焊程度 H 小于 20% 小于 40% 大于级者 7.7 承插不到位 、级电熔接头中不允 许存在承插不到位缺陷。 级别 冷焊程度 H 小于 10% 小于 30% 大于级者 DB15/T 1819.2 2020 8 7.8 综合评级 当接头中同时出现多种类型的缺陷时，以质量最差的级别作为接头的质量级
19、别。 7.9 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) 被检电熔接头：名称、编号、管材和管件型号、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、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、缺陷类型
20、、位置与尺寸及缺陷部位的图像（ B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 1819.2 2020 9 A A 附 录 A （资料性附录） 电熔接头超声相控阵检测特征图谱 A.1 正常焊接 图 A.1 正常电熔接头超声相控阵检测图谱 正常焊接电熔接头超声图像中电阻丝排列规整，没有明显错位现象；电阻丝上方的特征线与电阻丝 的间距正常；电熔管件内壁与管材融为一体，熔合面在 图像上形成熔合线；熔合线在电阻丝下方一定距 离处，与管件平行，由于受电阻丝信号的干扰，形成与电阻丝信号相连的粗细均匀的
21、可见连接线，除电 阻丝信号外，无明显变亮、变粗或消失的现象。管材内壁信号连续、清晰，熔接区域无其他明显信号显 示。 A.2 熔合面夹杂 熔合面夹杂属于面积型缺陷，位置在熔合线上。常见熔合面夹杂缺陷有：金属夹杂、非金属夹杂、 管材承插处外表面氧化皮未刮等。 A.2.1 熔合面有金属夹杂 图 A.2 含有金属夹杂物的电熔接头超声相控阵检测图谱 DB15/T 1819.2 2020 10 金属夹杂在熔合线，形成图像的亮度与电阻丝相似；在缺陷的下方，造成管件内壁信号出现断开现 象 。 A.2.2 熔合面有非金属夹杂 图 A.3 含有非金属夹杂物的电熔接头超声相控阵检测图谱 非金属夹杂在熔合线上，两电阻
22、丝间的连线较正常接头亮和粗。 A.2.3 熔合面氧化皮未刮 图 A.4 含有熔合面氧化皮未刮缺陷的电熔接头超声相控阵检测图谱 熔合面氧化皮未刮缺陷在熔合线上，两电阻丝间的连线较正常接头不清晰，甚至无连线显示。 A.3 电阻线错位 图 A.5 电阻丝错位的电熔接头超声相控阵检测图谱 DB15/T 1819.2 2020 11 电阻丝错位指原先均匀排布的电阻丝在焊接后发生了水平或垂直方向的位移。在电熔接头超声图像 中，可通过判断检测截面上电阻丝的相对位置变化，判断电阻丝的错位程度。 A.4 孔洞 孔 洞按出现的位置可分为熔合面孔洞和管材或管件孔洞。 A.4.1 熔合面孔洞 图 A.6 熔合面上含孔
23、洞的电熔接头超声相控阵检测图谱 孔洞一般出现在电阻丝上端或电阻丝附近，焊接时间较长时，孔洞会出现在电阻丝之间。孔洞图像 较清晰，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.4.2 管材或管件上的孔洞 图 A.7 管材上含孔洞的电熔接头超声相控阵检测图谱 此类孔洞与电熔连接无关，它出现在管材或管件的内部。 DB15/T 1819.2 2020 12 A.5 冷焊 图 A.8 冷焊电熔接头超声相控阵检测图谱 冷焊接头超声图像中，特征线与电阻丝之间的距离小于正常焊接接头中特征线与电阻丝 之间的距 离。 A.6 过焊 图 A.9 过焊电熔接头超声相控阵检测图谱 在超声图像中过焊主要呈现以下主要特证： a) 特征线与电阻丝之间的距离大于正常焊接接头中特征线与电阻丝之间的距离。 b) 发生电阻丝错位； c) 在接头中容易产生孔洞。 注： 以上特征不一定同时出现。 DB15/T 1819.2 2020 13 A.7 管材承插不到位 图 A.10 管材承插不到位电熔接头超声相控阵检测图谱 管材承插不到位， 在超声图像中显示管材插入端的内壁信号线未超过电阻丝内圈位置。 A.8 边界信号 图 A.11 电熔接头超声相控阵检测图谱中的边界信号 通常电熔接头的边界总不是完美的，电熔接头内、外冷焊区会形成边界信 号和接头外表面反射信号 等，这些信号不应该被包括在判定信号里。 _
