前言

中华人民共和国国家标准

石油天然气管道工程全自动超声波检测技术规范

Mechanized ultrasonic testing technology specification for oil & gas construction pipeline project

GB/T 50818-2013

主编部门：中国石油天然气集团公司
批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期：2 0 1 3 年 5 月 1 日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第1581号

住房城乡建设部关于发布国家标准《石油天然气管道工程全自动超声波检测技术规范》的公告

    现批准《石油天然气管道工程全自动超声波检测技术规范》为国家标准，编号为GB/T 50818-2013，自2013年5月1日起实施。
    本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部
2012年12月25日

前 言

    本规范是根据原建设部《关于印发<2006年工程建设标准规范制订、修订计划（第二批）>的通知》（建标函[2006]136号）的要求，由中国石油天然气管道局会同有关单位编制而成。
    本规范共分8章2个附录，主要内容包括：总则，术语，基本规定，检测系统选择，检测系统调试，现场检测，质量评定，检测报告等。
    本规范由住房城乡建设部负责管理，由石油工程建设专业标准化技术委员会负责日常管理，由中国石油天然气管道局负责具体技术内容的解释。在执行过程中，请各单位结合工程实践，总结经验，积累资料，如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议反馈给中国石油天然气管道局（地址：河北省廊坊市广阳道87号，邮政编码：065000），以供今后修订时参考。
    本规范主编单位：中国石油天然气管道局
                    中国石油天然气股份有限公司规划总院
    本规范参编单位：中国石油天然气管道局第二工程分公司
                    徐州东方工程检测有限责任公司
    本规范主要起草人员：徐进 曹健 庆红若 李松柏 古贞 熊二剑 田国良 龚剑 王涛 常兰川
    本规范主要审查人员：杜则裕 续理 郑玉刚 霍祥华 王正卿 周勇 韩相勇 王庆松 李文涛 鹿峰华 李健

1总则

1  总    则

1.0.1 为了确保石油天然气钢质管道环向对接接头工程全自动超声波检测质量，统一检测技术要求，制定本规范。
 
 1.0.2  本规范适用于低碳钢或低合金钢、6mm～50mm管道壁厚、大于100mm公称直径、环向对接接头的石油天然气管道工程的全自动超声波现场检测与质量评定。
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1．0．2 本规范只适用于材质为低碳、低合金的钢质管道，对于其他材质的管道，如不锈钢、镍基钢等材质则不适用于本规范。接头型式仅适用于对接接头，对于不等厚对接接头在采取适当的措施后（如对管壁减薄处理，或采取分壁厚扫查等）也可以采用本标准检测。由于检测设备的改进，已经实现了对小壁厚、小管径管道焊口的检测，目前中国海洋石油等单位已经采用全自动超声波对管径89mm、壁厚6mm的管道进行检测。
 
 1.0.3  石油天然气管道工程全自动超声波现场检测与质量评定除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语

2  术    语

2.0.1  衍射时差法（TOFD）    time of flight diffraction
    是采用一发一收的探头工作模式，利用缺欠端点的衍射波信号探测和测定缺欠尺寸的一种超声检测方法。

2.0.2  对比试块    calibration block
    依据被检焊接接头坡口参数制作的，用于调整系统基准灵敏度、校验系统性能的试块。

2.0.3  直通波  lateral wave
    TOFD技术中特有的一种波型，在材料表面下以最短路径传播的纵波信号。

2.0.4  底面反射波    back wall echo
    TOFD技术中从材料底面反射的纵波信号。
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2．0．4 底面反射波的英文参考了《承压设备无损检测》第10部分“衍射时差法超声检测”NB/T 47013．10-2010（JB/T 4730．10）标准中关于术语“底面反射波”的英文名称。
2.0.5  缺欠    imperfection
    在焊接接头中因焊接产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象。
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2．0．5 术语“缺欠”有特指性，特指按照本规范规定的全自动超声波检测方法检测出的环向对接焊接接头以及母材中的缺欠，不适用于其他规范或标准。
2.0.6  缺陷    defect
    超过规定限制的缺欠。

2.0.7  表面未熔合  incomplete fusion（IF）
    指熔焊金属与母材之间未能完全熔化结合且延续到表面的缺欠。

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2．0．7 表面未熔合指熔焊金属与母材之间未能完全熔化结合且延续到表面的缺欠，分为上表面未熔合和下表面未熔合，如图1所示。与表面未熔合相对应的是层间未熔合，是指熔焊金属与母材之间未能完全熔化结合但未延续到表面的缺欠，或焊层与焊层之间出现的未结合缺欠。

图1 表面未熔合

3基本规定

3  基本规定

3.0.1  现场全自动超声波检测程序应为：标注参考线、焊缝外观检查、扫查轨道安装、检测系统设置和调试、焊缝扫查、系统校验、检测结果评定。
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3．0．1 本条规定了全自动超声波的检测作业程序，按照检测作业的先后顺序把现场全自动超声波检测分为参考线标注、焊缝外观检查、扫查轨道安装、检测系统设置和调试、焊缝扫查、系统校验、检测结果评定等7部分内容，每部分内容在本规范后续内容中都有详细要求，检测作业时应严格执行本作业程序。
 
 3.0.2  检测人员应取得相应等级的超声波无损检测资格证书，还应接受设备性能、调试及评定等培训，并应经理论和实际考试合格，方可从事检测工作。从事全自动超声波检测评判的人员不应有色盲。
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3．0．2 本条对从事全自动超声波检测的人员资格进行了规定。全自动超声波技术采用多通道、分区调试、多种图像显示的方式，与常规手动超声波技术有很大区别，仅具备常规超声波Ⅱ级及以上资格人员并不能满足要求，还需对全自动超声波的设备性能、调试、评定等知识进行培训，经理论和实际考试合格，方可从事检测工作。对全自动超声波检测技能进行培训和考核的组织应是国家有关部门，如国家无相应的培训和考核机构，应由工程建设方或管理方组织培训和考核。由于评判全自动超声扫查图需要识别红、绿、黄等色彩，因此标准提出了对评判人员视力的规定，要求评判人员不得有色盲。
 3.0.3  检测比例应符合设计文件和相关标准的规定。
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3．0．3 全自动超声波的检测比例在相应的工程施工或焊接规范上都有详细的规定，检测时应执行这些规范或工程设计文件上的要求。国内相关的施工标准中，油气长输管道一般执行现行国家标准《油气长输管道施工及验收规范》GB 50369的规定，油气站场管道一般执行现行国家标准《石油天然气站内工艺管道施工规范》GB 50540的规定，油气田集输管道一般采用国家现行标准《油气田集输管道施工技术规范》SY/T 0422的要求。其他管道工程应根据相应的标准或设计文件的规定确定检测比例。
 
 3.0.4  采用的检测系统应具备多通道、分区扫查功能，可以配备聚焦和非聚焦探头、并具备A扫描、B扫描及衍射时差法（TOFD）扫描和成像功能。
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3．0．4 本条对检测设备应具备的功能进行了规定。通过规定功能，也就明确了本规范的检测方法：以分区扫查法为主，配合A扫描、B扫描和TOFD扫描。
 3.0.5  对比试块的设计及制作应符合现行行业标准《石油天然气钢质管道对接环焊缝全自动超声波检测试块》SY/T 4112的有关规定。
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3．0．5 现行行业标准《石油天然气钢质管道对接环焊缝全自动超声波检测试块》SY/T 4112按照现场全自动超声波检测的需要详细规定了全自动试块制作的方法和要求，按照此标准规定加工出的试块能满足检测要求，因此本规范直接引用了该标准，要求试块的制作满足SY/T 4112标准要求，不再单独进行规定。
 3.0.6  检测单位应编制无损检测工艺规程，并应按工艺规程检测。无损检测工艺规程应包括通用工艺规程和工艺卡，并应符合下列要求：
    1  无损检测通用工艺规程应由无损检测高级（Ⅲ级）人员根据相关法规、产品标准、有关的技术文件和本标准的要求编制，应由无损检测责任工程师审核，所在单位总工程师批准。无损检测通用工艺规程修订、更改时也应履行上述程序。
    2  无损检测工艺卡应由无损检测中级（Ⅱ级）及以上人员根据无损检测通用工艺规程、产品标准、有关技术文件和本规范的要求编制，应由无损检测责任工程师审核。无损检测工艺卡修订、更改时也应履行上述程序。

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3．0．6 规范要求检测单位在检测前应编制全自动超声检测的工艺规程，并且按照该规程开展检测作业。规范对工艺规程的编制和审批提出了具体要求。

4检测系统选择

4．1超声设备选择

4  检测系统选择

4.1  超声设备选择

4.1.1  超声设备应包括超声系统和记录系统。
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4．1．1 检测系统包括现场检测使用到的超声波设备、试块、耦合剂等所有设施。其中超声设备又分为超声发射和接收部分（统称为超声系统）、数据记录部分（称为记录系统）。
4.1.2  超声系统的选择应符合下列规定：
    1  应能提供足够数量的检测通道，应具备声聚焦和分区扫查功能，可添加B扫描、TOFD扫查功能，并应保证在管道环向扫查一周即可对整个焊接接头厚度方向的分区进行全面检测。
    2  仪器的线性校准周期不应超过一年，在设备的线性发生改变时应重新校准。垂直线性误差应小于或等于满屏高的5％，水平线性误差应小于或等于满刻度的1％，闸门的位置和宽度及信号电平应连续可调。闸门内的信号电平应不低于满幅度的20％。
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4．1．2 本条规定了所选用超声系统应具备的能力和功能，并对设备主要性能校验提出了要求。设备应具备的最基本功能为线性分区扫查功能，此外还应具备足够的通道，在软件和硬件上都能添加B扫描、TOFD扫描功能。校验方法可以参考ASTM E317（《不使用电子测量仪器评价超声波脉冲回波测试仪及系统工作特性的规程》）或相关国家现行标准。国内有关法规、标准对超声类设备校准周期的规定一般都是一年，因此本规范将仪器的线性校准周期规定为不超过一年，既满足相关标准的要求，也符合实际应用情况。
4.1.3  记录系统应符合下列要求：
    1  应采用编码器记录焊接接头环向扫查的位置，并应配置校正系统。记录系统应清楚地指示出缺欠相对于扫查起始点的位置，允许误差为±10mm。
    2  应包括A扫描、B扫描及TOFD图像显示方式，也可添加其他显示方式。焊接接头的检测结果应显示在扫查记录上，并应在记录上有声耦合显示。
    3  采用TOFD技术时，记录系统应能作256级灰度显示并应能记录全射频波型。

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4．1．3 本条对记录系统作了详细规定：
    1 仪器采用编码器对扫查数据进行编码处理，记录并显示各个信号的扫查位置。编码器的精度要尽可能的高，无论扫查多长的距离，其最大误差不能超过10mm。
    2 记录的显示方式包括A扫描、B扫描及TOFD图像，如果需要还可以采用其他方式。各种显示方式可以单独显示出来也可以全部显示出来，根据评定缺陷的需要来确定。

4．2探头选择

4.2  探头选择

4.2.1  探头的选择应符合下列要求：
    1  探头的制造厂家应提供探头类型、声束入射角或折射角、楔块声速、频率及晶片尺寸等参数。
    2  探头类型、声束入射角或折射角、频率及晶片尺寸等参数的选择应符合所检测焊接接头的母材厚度、坡口型式等要求。
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4．2．1 探头参数是检测人员选择和使用探头的依据，所以要求探头生产厂家必须提供齐全、准确的数据。根据本规范规定的检测方法，结合焊接接头的厚度、坡口型式和角度来选择使用何种类型（聚焦或非聚焦、横波或纵波）的探头，以及探头的声束角度、频率及晶片尺寸等参数。
4.2.2  探头楔块表面形状应与管道表面曲率相匹配。

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4．2．2 一定表面曲率的探头只能适用于一定范围管径的焊接接头检测。管径越小，对探头楔块曲率要求越严格，为了确保探头和管道表面有良好的接触，规范要求支撑探头的楔块表面曲率与管道表面曲率相匹配。