ICS 75.180.10 E 92 备案号：57700—2017
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 7316—2016
油气输送钢管用板材电磁超声自动检测
The automatic inspection of electromagnetic acoustic transducer of steel
plate/strip for oil and gas steel tubes
2017-0501实施
201612-05发布
国家能源局 发布 SY/T7316—2016
目 次
前言
范围 2 规范性引用文件术语和定义
1
3
一般要求电磁超声自动检测系统及对比试块（板）
4
2
5
5.1电磁超声自动检测系统 5.2 对比试块（板） 6检测条件和方法 6.1 检测面 6.2 检测灵敏度的校验 6.3 探头的扫查形式 6.4 检测速度 6.5 检测灵敏度复核显示的评定 7.1 缺欠的边界或指示长度的测定方法 7.2 缺欠指示长度的评定 7.3 缺欠指示面积的评定 % 验收非分层类缺欠检测
T
h
9
10检测报告和存档· 附录A（资料性附录）常用电磁超声换能器的设计附录B（规范性附录） 电磁超声自动检测系统测试与方法附录C（规范性附录）油气输送钢管用板材电磁超声自动非分层类缺欠检测
11 12 SY/T7316—2016
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由石油管材专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：中国石油集团石油管工程技术研究院、武汉中科创新技术股份有限公司、渤海
装备巨龙钢管公司、珠江钢管有限公司、胜管集团山东胜利钢管有限公司、北京隆盛泰科石油管科技有限公司。
本标准主要起草人：黄磊、王子成、赵新伟、高志凌、王长安、吴金辉、邓波、张志刚、张圣光。
II SY/T7316——2016
油气输送钢管用板材电磁超声自动检测
1范围
本标准规定了板材电磁超声自动检测的一般要求、系统、对比试块（板）、检测条件和方法、显示的评定、验收要求。
本标准适应于油气输送钢管用碳钢、低合金钢板材的分层类或非分层类缺欠自动检测方法与质量评定。
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）适用于本文件。
GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证 ISO11484钢铁产品无损检测人员的雇主资格制度[Steelproducts—Employer'squalification
systemfornon-destructivetesting(NDT)personnel)
ASNTSNTTC-1A无损检测人员资格鉴定和认证（Personnelqualificationandcertificationin nondestructive testing)
ASTME317超声脉冲回波检测仪器和系统工作特性的非电子测量评价标准操作规程（Standard practice for evaluating performance characteristics of ultrasonic pulseecho testing instruments and systems without the use of electronic measurement instruments)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电磁超声换能器electromagneticacoustictransducer（EMAT) 在磁场中进行电能一声能转化的电磁装置。
3.2
洛仑兹力lorentzforces 运动电荷在磁场中所受的力，洛仑兹力垂直于磁场和电流方向。
3.3
折回线圈meandercoil 折回绕制的不相交且有均匀间距的电磁超声换能器线圈。
3.4
扁平（螺旋）线圈pancake（spiral）coil 螺旋绕制的具有均匀间距的电磁超声换能器线圈。
3.5
SH波SHwave 板中质点的振动方向与板面平行的横波。 SY/T7316—2016
3.6
SV波SVwave 板中质点的振动方向与板面垂直的横波。
3.7
检测灵敏度detectionsensitivity 检测最小缺陷的能力，一般以有效检出工件中某一规定尺寸大小的缺陷作为度量。
3.8
DGS曲线 DGScurve 表示回波声程、幅度（dB）和反射体大小之间关系的曲线。
3.9
DAC曲线DACcurve 描述同一反射体声程与反射回波幅值关系的曲线，也称距离一波幅曲线。
4一般要求
4.1被检测材料表面应平整、光滑、厚度均匀，不应有影响检测结果的氧化皮、油污、毛刺、飞溅。 4.2从事电磁超声自动检测的人员除应按照ISO11484，ASNTSNT-TC-1A和GB/T9445推荐作法或类似标准要求培训考核资格鉴定合格，取得相应等级资格证书后外，还应经过专门培训，熟悉设备性能，熟练操作计算机及自动检测系统和设备，具有一定电磁检测理论知识，并取得相关部门颁发的超声检测专业1级及其以上级别资格证书。签发报告者应取得相关部门颁发的超声检测专业2级及其以上级别资格证书。 4.3油气输送钢管用板材电磁超声自动检测所采用的波模为SH波或SV波。
5电磁超声自动检测系统及对比试块（板） 5.1电磁超声自动检测系统 5.1.1组成
电磁超声设备由检测装置本体、检测仪表设备、计算机数据处理系统、检测过程控制系统和辅助装置组成。 5.1.2基本要求
典型的仪器装置特点是能采集检测数据，并能对电磁超声换能器的检测信号进行分析。接收单元
由信号处理和数据采集电路组成，可对电磁超声换能器信号进行增益调节和滤波，传统的超声仪器也有此功能。操作者可用多种方式采集、分析电磁超声换能器信号。计算机配上A/D转换板及相应的超声探伤软件即可组成一套有效配置。还可以采用与传统的超声仪器类似的简单配置，将模拟信号输出至示波器提供所需结果。另外，为了给信号采集提供准确的触发，需要脉冲发生器/接收器的同步电路
仪器的线性应按照ASTME317确定，每6个月校准一次，垂直线性误差小于或等于满幅度的 5%，水平线性误差小于或等于满刻度的1%。闸门的位置和宽度及信号电平连续可调。 5.1.3电磁超声换能器
5.1.3.1如图1所示为电磁超声换能器结构图，利用直流线圈和铁芯产生外加恒磁场，利用激磁线圈
2 SY/T 7316—2016
在导电体中产生涡流，利用检测线圈产生的感应电势作为接收信号。这种结构的换能器将在导电工件中激发出超声波用于检测。常用电磁超声换能器的设计参见附录A。板材电磁超声自动检测使用的各种电磁超声换能器的声波传输路径与分布如图2和图3所示。
铁芯
检测线圈产生感应电势
M
激励线圈产生交变磁场
直流电磁铁线圈产生外加恒磁场
试样
S波
L波
图1 电磁超声换能器的结构
永久磁铁
双螺旋线圈
H 十超声波
试板图2SH电磁超声换能器的声波传输路径
永久磁铁
回折线圈
￥
丰
超声波
试板图3SV电磁超声换能器的声波传输路径
5.1.3.2板材电磁超声自动检测采用板材直线前进通过检测设备的检测形式。由主体电磁超声换能器组和两组边缘电磁超声换能器组组成。主体电磁超声换能器组覆盖检测板材中间区域，边缘电磁超声换能器组检测跟踪覆盖板材边缘区域。每组电磁超声换能器包含SH横波垂直入射的独立电磁超声换能器阵列，每个阵列采用两排错位排列，并且电磁超声换能器间保持15%的重复覆盖，每种电磁超声换能器能够对检测区域实现100%覆盖扫查。覆盖率为100%的电磁超声换能器分布如图4所示。
3 SY/T7316—2016
[国 SH
SH,
SH
SH,
SH
SH
注：图中板材端部头尾和两边缘阴影部位（一般宽度为50mm）的SH自发自收分层检测电磁超声换能器；其余
部位SH,，SH,和SH,，自发自收分层缺陷检测电磁超声换能器，且三个电磁超声换能之间有15%左右的重复覆盖，同样，SHa!，SHz和SHatt自发自收分层缺陷检测电磁超声换能器，且三个电磁超声换能器之间有 15%左右的重复覆盖，电磁超声换能器的具体数量取决于板材的宽度，图中的箭头为检测方向。
图4覆盖率为100%的电磁超声自动检测换能器分布
5.1.3.3板材电磁超声自动检测采用SH横波直波束检测分层缺欠，采用SV横波斜向检测非分层缺欠。 5.1.4记录系统
应采用编码器记录板材扫查的位置。编码器配置一个校正系统，保证显示记录的距离与实际外表面标记的位置一致。记录或标记系统应清楚地指示出缺欠相对于扫查起始点的位置，误差为 ±10mm。
除非特别规定，电磁超声换能器系统一般提供A扫描显示方式，至少应显示始脉冲和一次底面回波信号，操作者可根据需要选择反射波的数量。 5.2对比试块（板） 5.2.1用途
对比试块（板）主要用于确定基准灵敏度、鉴定检测系统的运行状态。
5.2.2制作原则 5.2.2.1对比试块（板）的声学性能和钢级、板厚应与被检测板材相同，并应保证其内部不存在影响检验的缺欠。 5.2.2.2所用动态对比试块（板）上应加工一定数量和种类的人工反射体，至少应包括校验探头近场及远场分辨力和灵敏度的平底孔或刻槽等。动态对比试块（板）尺寸应符合自动检测设备的要求，动态对比试块（板）可参照图5制作。动态对比试块（板）的长边应平行于板材轧制方向，动态对比试块（板）呈矩形，厚度公差应小于板厚的2%。 5.2.2.3采用电磁超声自动检测系统检测时，应用图5的动态对比试块（板）按照附录B的规定进行电磁超声自动检测系统测试后，才能进行正常检测。 5.2.2.4对比试块（板）应经具有计量资质的机构标定，方可使用。
7 SY/T7316—2016
3500 4000 4500 5000 55006000 51
-
500 1000 1500 2000 2500
T
H
TA
25
D
2
B
C.
600
4
1200 B 1800 IC, 2400 ID
B
IC
C
II
ID
D
E
E
3000
3700t
2
注1：A1～A5为Φ6mm平底孔，A6为Φ3mm平底孔，埋深为1.2mm；B1～B5为Φ6mm平底孔，B6为
Φ3mm平底孔，埋深为1/4T；C1～C5为Φ6mm平底孔，C6为Φ3mm平底孔，埋深为1/2T；D1~～D5 为Φ6mm平底孔，D6为Φ3mm平底孔，埋深为3/4T；E1～E5为Φ6mm平底孔，E6为Φ3mm平底孔，埋深为T-1.5mm。
注2：F为80mm×40mm×1/4T平底槽；G为80mm×40mm×1/2T平底槽，H为80mm×40mm×3/4T平底槽。 注3：I为Φ50mm平底孔，埋深为1/2T。 注4：JKL宽度为6mm，JK深度为1/4T，JK长度为2/3JKL，KL深度为2/4T，KL长度为1/3JKL，MNO宽度为
6mm，MN深度为2/4T，MN长度为1/3MNO，NO深度为3/4T，NO长度为2/3MNO。 注5：经合同双方商定，对比试块（板）上也可以加工其他人工反射体。 注6：图中虚线表示此试块可以分为两个部分制作加工再焊接在一起，以便于加工或运输等。 注7：图中对比试块尺寸可按实际情况设定，但应包含图中各类型人工反射体。
图5.自动检测用动态对比试块（板）
6检测条件和方法 6.1检测面
可以从板材任一轧制面进行检验。需要时，也可以从板材的两个轧制面进行检验。 6.2检测灵敏度的校验 6.2.1自动检测系统的灵敏度可采用电子技术校验，也可采用对比试块（板）进行校验。 6.2.2当采用电子技术校验时，检测设备的灵敏度由被检测板材无缺陷部位的一次底波，根据探头大平底DGS曲线或电磁超声换能器的Φ6.0mm平底孔DAC曲线进行设定，并将DGS曲线或Φ6.0mm 平底孔的DAC曲线设为报警门限。探头的DGS曲线可由探头制造商提供，DAC曲线则应采用带有不同深度Φ6.0mm平底孔的对比试块实际测量。 6.2.3采用对比试块（板）进行校验时，用图5所示的对比试块（板），按所用电磁超声换能器和设备在Φ6.0mm平底孔对比试块（板）上绘制DAC曲线，并以此曲线作为基准灵敏度。 6.2.4采用对比试块（板）进行校验时，对比试块（板）与被检测板之间的表面耦合声能损失（dB）应计入检测灵敏度。
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