ISO 17640:2010
(Main)Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Techniques, testing levels, and assessment
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Techniques, testing levels, and assessment
ISO 17640:2010 specifies techniques for the manual ultrasonic testing of fusion-welded joints in metallic materials of thickness greater than or equal to 8 mm which exhibit low ultrasonic attenuation (especially that due to scatter) at object temperatures from 0 °C to 60 °C. It is primarily intended for use on full penetration welded joints where both the welded and parent material are ferritic. Where material-dependent ultrasonic values are specified in ISO 17640:2010, they are based on steels having an ultrasonic sound velocity of (5 920 ± 50) m/s for longitudinal waves and (3 255 ± 30) m/s for transverse waves. ISO 17640:2010 specifies four testing levels, each corresponding to a different probability of detection of imperfections. Guidance on the selection of testing levels A, B, and C is given in Annex A. ISO 17640:2010 specifies that the requirements of testing level D, which is intended for special applications, be in accordance with general requirements. Testing level D can only be used when defined by specification. This includes tests of metals other than ferritic steel, tests on partial penetration welds, tests with automated equipment, and tests at object temperatures outside the range 0 °C to 60 °C. ISO 17640:2010 can be used for the assessment of indications, for acceptance purposes, by either of the following techniques: a) evaluation based primarily on length and echo amplitude of the signal indication; b) evaluation based on characterization and sizing of the indication by probe movement techniques. The techniques used shall be specified.
Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Techniques, niveaux d'essai et évaluation
L'ISO 17640:2010 spécifie des techniques de contrôle manuel par ultrasons des assemblages en matériaux métalliques soudés par fusion, d'épaisseur égale ou supérieure à 8 mm, présentant une atténuation relativement faible des ultrasons (en particulier celle due à la diffusion) à des températures d'objet comprises entre 0 °C et 60 °C. Elle vise particulièrement les assemblages soudés à pleine pénétration dont le métal de base et la soudure sont ferritiques. Lorsque les valeurs des caractéristiques ultrasonores dépendantes des matériaux sont précisées dans l'ISO 17640:2010, elles concernent des aciers dans lesquels la vitesse des ondes ultrasonores est égale à (5 920 ± 50) m/s pour les ondes longitudinales et (3 255 ± 30) m/s pour les ondes transversales. L'ISO 17640:2010 spécifie quatre niveaux de contrôle, chacun correspondant à une probabilité différente de détection des défauts. Un guide du choix des niveaux de contrôle A, B et C est donné dans l'Annexe A. L'ISO 17640:2010 spécifie que les exigences relatives au niveau de contrôle D, qui est prévu pour des applications spéciales, sont conformes aux exigences générales. Le niveau de contrôle D ne peut qu'être utilisé lorsque défini par une spécification. Cela inclut les contrôles de métaux autres que les aciers ferritiques, les contrôles sur des soudures à pénétration partielle, les contrôles avec des équipements automatisés, et les contrôles à des températures d'objet situées hors de la plage 0 °C à 60 °C. L'ISO 17640:2010 peut être utilisée pour l'évaluation des indications, aux fins de réception, par l'une des techniques suivantes: a) évaluation fondée principalement sur la longueur et l'amplitude d'écho de l'indication du signal; b) évaluation fondée sur la caractérisation et le dimensionnement de l'indication par des techniques de déplacement du palpeur. Les techniques utilisées doivent être spécifiées.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17640
Second edition
2010-12-15
Non-destructive testing of welds —
Ultrasonic testing — Techniques, testing
levels, and assessment
Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par
ultrasons — Techniques, niveaux d'essai et évaluation
Reference number
ISO 17640:2010(E)
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ISO 2010
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ISO 17640:2010(E)
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Published in Switzerland
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ISO 17640:2010(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Symbols and definitions.2
4 Principle .2
5 Information required prior to testing.3
5.1 Items to be specified.3
5.2 Specific information required before testing .3
5.3 Written test procedure .4
6 Requirements for personnel and equipment.4
6.1 Personnel qualifications.4
6.2 Equipment .4
6.3 Probe parameters.4
7 Testing volume .5
8 Preparation of scanning surfaces .5
9 Parent metal testing .6
10 Range and sensitivity setting.7
10.1 General .7
10.2 Reference for sensitivity setting.7
10.3 Evaluation levels .8
10.4 Transfer correction.8
10.5 Signal to noise ratio .8
11 Testing levels.9
12 Testing techniques.9
12.1 General .9
12.2 Manual scan path .9
12.3 Testing for imperfections perpendicular to the testing surface.9
12.4 Location of indications .9
12.5 Evaluation of indications.10
13 Test report.11
Annex A (normative) Testing levels for various types of welded joints .13
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ISO 17640:2010(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 17640 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
TC 121, Welding, Subcommittee SC 5, Testing of welds, in collaboration with ISO Technical Committee TC 44,
Welding and allied processes, Subcommittee SC 5, Testing and inspection of welds, in accordance with the
Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 17640:2005), which has been technically
revised.
Requests for official interpretations of any aspect of this International Standard should be directed to the
Secretariat of ISO/TC 44/SC 5 via your national standards body. A complete listing of these bodies can be
found at www.iso.org.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 17640:2010(E)
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing —
Techniques, testing levels, and assessment
1 Scope
This International Standard specifies techniques for the manual ultrasonic testing of fusion-welded joints in
metallic materials of thickness greater than or equal to 8 mm which exhibit low ultrasonic attenuation
(especially that due to scatter) at object temperatures from 0 °C to 60 °C. It is primarily intended for use on full
penetration welded joints where both the welded and parent material are ferritic.
Where material-dependent ultrasonic values are specified in this International Standard, they are based on
steels having an ultrasonic sound velocity of (5 920 ± 50) m/s for longitudinal waves and (3 255 ± 30) m/s for
transverse waves.
This International Standard specifies four testing levels, each corresponding to a different probability of
detection of imperfections. Guidance on the selection of testing levels A, B, and C is given in Annex A.
This International Standard specifies that the requirements of testing level D, which is intended for special
applications, be in accordance with general requirements. Testing level D can only be used when defined by
specification. This includes tests of metals other than ferritic steel, tests on partial penetration welds, tests with
automated equipment, and tests at object temperatures outside the range 0 °C to 60 °C.
This International Standard can be used for the assessment of indications, for acceptance purposes, by either
of the following techniques:
a) evaluation based primarily on length and echo amplitude of the signal indication;
b) evaluation based on characterization and sizing of the indication by probe movement techniques.
The techniques used shall be specified.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 5817, Welding — Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium and their alloys (beam welding
excluded) — Quality levels for imperfections
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of personnel
ISO 11666:2010, Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing of welded joints — Acceptance levels
ISO 23279, Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Characterization of indications in welds
ISO 17635, Non-destructive testing of welds — General rules for metallic materials
EN 473, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel — General principles
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ISO 17640:2010(E)
EN 583-1, Non-destructive testing — Ultrasonic examination — Part 1: General principles
EN 583-2, Non-destructive testing — Ultrasonic examination — Part 2: Sensitivity and range setting
EN 583-4, Non-destructive testing — Ultrasonic examination — Part 4: Examination for discontinuities
perpendicular to the surface
EN 1330-4, Non-destructive testing — Terminology — Part 4: Terms used in ultrasonic testing
EN 12668 (all parts), Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic examination
equipment
3 Symbols and definitions
3.1 For the purposes of this International Standard, the definitions given in EN 1330-4 and ISO 17635 apply.
3.2 For symbols, their definitions, and units, see Table 1.
Indications shall be considered to be either longitudinal or transverse, depending on the direction of their
major dimension with respect to the weld axis, x, in accordance with Figure 2.
Table 1 — Symbols, their definitions, and units
Symbol Definition Unit
D diameter of the disk-shaped reflector mm
DSR
h extension of the indication in depth direction mm
l length of the indication mm
l projected length of the indication in the x-direction mm
x
l projected length of the indication in the y-direction mm
y
p full skip distance mm
t thickness of parent material (thinnest part) mm
x position of the indication in the longitudinal direction mm
y position of the indication in the transverse direction mm
z position of the indication in depth mm
4 Principle
The purpose of this International Standard is to describe general techniques of ultrasonic weld testing, using
standard criteria, for the most commonly used welded joints at object temperatures in the range 0 °C to 60 °C.
The specific requirements of this International Standard cover the equipment, preparation, performance of the
testing, and reporting. The parameters specified, in particular those for the probes, are compatible with the
requirements of ISO 11666 and ISO 23279.
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ISO 17640:2010(E)
5 Information required prior to testing
5.1 Items to be specified
These include:
a) method for setting the reference level;
b) method to be used for evaluation of indications;
c) acceptance levels;
d) testing level;
e) manufacturing and operation stage(s) at which the testing is to be carried out;
f) qualification of personnel;
g) extent of the testing for transverse indications;
h) requirements for additional tandem testing (see EN 583-4);
i) parent metal testing prior to and/or after welding;
j) whether or not a written testing procedure is required;
k) requirements for written testing procedures.
5.2 Specific information required before testing
Before any testing of a welded joint can begin, the operator shall have access to the following essential
information:
a) written testing procedure, if required (see 5.3);
b) type(s) of parent material and product form (i.e. cast, forged, rolled);
c) manufacturing or operation stage at which testing is to be made, including heat treatment, if any;
d) time and extent of any post-weld heat treatment;
e) joint preparation and dimensions;
f) requirements for surface conditions;
g) welding procedure or relevant information on the welding process;
h) reporting requirements;
i) acceptance levels;
j) extent of testing, including requirements for transverse indications, if relevant;
k) testing level;
l) personnel qualification level;
m) procedures for corrective actions when unacceptable indications are revealed.
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ISO 17640:2010(E)
5.3 Written test procedure
The definitions and requirements in this International Standard normally satisfy the need for a written test
procedure.
Where this is not the case, or where the techniques described in this International Standard are not applicable
to the weld joint to be examined, additional written test procedures shall be used, if required by specification.
6 Requirements for personnel and equipment
6.1 Personnel qualifications
Personnel performing testing in accordance with this International Standard shall be qualified to an
appropriate level in ultrasonic testing in accordance with ISO 9712 or EN 473 or equivalent in the relevant
industrial sector.
In addition to a general knowledge of ultrasonic weld inspection, personnel shall also be familiar with testing
problems specifically associated with the type of weld joints to be examined.
6.2 Equipment
Any equipment used for testing in conjunction with this International Standard shall comply with the
requirements of EN 12668 (all parts).
6.3 Probe parameters
6.3.1 Test frequency
The frequency shall be within the range 2 MHz to 5 MHz, and shall be selected to comply with the specified
acceptance levels.
For the initial testing, the frequency shall be as low as possible, within the above range, when the evaluation is
carried out according to acceptance levels based on length and amplitude, e.g. ISO 11666. Higher
frequencies may be used to improve range resolution if this is necessary when using standards for
acceptance levels based on characterization of indications, e.g. ISO 23279.
Frequencies of approximately 1 MHz may be used for testing at long sound paths where the material shows
above average attenuation.
6.3.2 Angles of incidence
When testing is carried out with transverse waves and techniques that require the ultrasonic beam to be
reflected from an opposite surface, care shall be taken to ensure that the angle between the beam and the
normal to the opposite reflecting surface is between 35° and 70°. Where more than one probe angle is used,
at least one of the angle probes used shall conform with this requirement. One of the probe angles used shall
ensure that the weld fusion faces are examined at, or as near as possible to, normal incidence. When the use
of two or more probe angles is specified, the difference between the nominal beam angles shall be 10° or
greater.
Angles of incidence at the probe and opposite reflecting surface, when curved, may be determined by drawing
a sectional view of the weld or in accordance with the techniques given in EN 583-2. Where angles of
incidence cannot be determined as specified by this International Standard, the testing report shall contain a
comprehensive description of the scans used and the extent of any incomplete coverage caused, together
with an explanation of the difficulties encountered.
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ISO 17640:2010(E)
6.3.3 Element size
The element size shall be chosen according to the ultrasonic path to be used and the frequency.
The smaller the element, the smaller the length and width of the near field, and the larger the beam spread in
the far field at a given frequency.
Small probes having 6 mm to 12 mm diameter elements (or rectangular elements of equivalent area) are
therefore most useful when working at short beam path ranges. For longer ranges, i.e. greater than 100 mm
for single normal beam probes and greater than 200 mm for angle beam probes, an element size of 12 mm to
24 mm is more suitable.
6.3.4 Adaptation of probes to curved scanning surfaces
The gap, g, between test surface and bottom of the probe shoe shall not be greater than 0,5 mm.
For cylindrical or spherical surfaces, this requirement can be checked with Equation (1):
2
a
g= (1)
D
where
a is the dimension, in millimetres, of the probe shoe in the direction of testing;
D is the diameter, in millimetres, of the component.
If a value for g larger than 0,5 mm results from the equation, the probe shoe shall be adapted to the surface
and the sensitivity and range shall be set accordingly.
6.3.5 Coupling media
The coupling media shall be in accordance with EN 583-1. The coupling medium used for range and
sensitivity setting and for the test shall be the same.
7 Testing volume
The testing volume (see Figure 1) is defined as the zone which includes weld and parent material for at least
10 mm on each side of the weld, or the width of the heat-affected zone, whichever is greater.
In all cases, scanning shall cover the whole testing volume. If individual sections of this volume cannot be
covered in at least one scanning direction, or if the angles of incidence with the opposite surface do not meet
the requirements of 6.3.2, alternative or supplementary ultrasonic techniques or other non-destructive
techniques shall be agreed upon. This may, in some cases, require removal of the weld reinforcement.
Supplementary techniques may require testing using dual element angle beam probes, creeping wave probes,
further ultrasonic techniques or any other suitable method, e.g. liquid penetrant, magnetic particle,
radiographic testing. In selecting alternative or supplementary techniques, due consideration should be given
to the type of weld and probable orientation of any imperfections to be detected.
8 Preparation of scanning surfaces
Scanning surfaces shall be wide enough to permit the testing volume (see Figure 1) to be fully covered.
Alternatively, the width of the scanning surfaces may be smaller if equivalent coverage of the testing volume
can be achieved by scanning from both the upper and the lower surface of the joint.
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ISO 17640:2010(E)
Scanning surfaces shall be even and free from foreign matter likely to interfere with probe coupling (e.g. rust,
loose scale, weld spatter, notches, grooves). Waviness of the test surface shall not result in a gap between
the probe and test surfaces greater than 0,5 mm. These requirements shall be ensured by dressing if
necessary. Local variations in surface contour, e.g. along the edge of the weld, which result in a gap beneath
the probe of up to 1 mm, can only be permitted if at least one additional probe angle is employed from the
affected side at the weld. This additional scanning is necessary to compensate for the reduced weld coverage
that will occur with a gap of this dimension.
Scanning surfaces and surfaces from which the sound beam is reflected shall allow undisturbed coupling and
reflection.
9 Parent metal testing
The parent metal, in the scanning zone area (see Figure 1), shall be examined with straight beam probes prior
to or after welding, unless it can be demonstrated (e.g. previous testing during the fabrication process) that the
angle probe testing of the weld is not influenced by the presence of the imperfections or high attenuation.
Where imperfections are found, their influence on the proposed angle beam testing shall be assessed and, if
necessary, the techniques adjusted correspondingly. When satisfactory coverage by ultrasonic testing is
seriously affected, other inspection techniques (e.g. radiography) shall be considered.
Dimensions in millimetres
Key
1 position 1
2 position 2
3 position 3
a width of testing volume
b scanning zone width
Figure 1 — Example of testing volume to be covered when scanning for longitudinal indications
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ISO 17640:2010(E)
10 Range and sensitivity setting
10.1 General
Setting of range and sensitivity shall be carried out prior to each testing in accordance with this International
Standard and EN 583-2, taking the influence of temperature into account. The temperature difference during
range and sensitivity setting and during the test shall be within ±15 °C.
Checks to confirm these settings shall be performed at least every 4 h and on completion of the testing.
Checks shall also be carried out whenever a system parameter is changed or changes in the equivalent
settings are suspected.
If deviations are found during these checks, the corrections given in Table 2 shall be carried out.
Table 2 — Sensitivity and range corrections
Sensitivity
1 Deviations u 4 dB Setting shall be corrected before the testing is continued.
2 Setting shall be corrected and all testing carried out with
Reduction of the sensitivity > 4 dB
the equipment over the previous period shall be
repeated.
3 Increase in sensitivity > 4 dB Setting shall be corrected and all recorded indications
shall be re-examined.
Range
1 Deviations u 2 % of the range Setting shall be corrected before testing is continued.
2 Deviations > 2 % of the range Setting shall be corrected and testing carried out with the
equipment over the previous period shall be repeated.
10.2 Reference for sensitivity setting
One of the following techniques for setting the reference shall be used.
a) Technique 1: the reference is a distance-amplitude curve (DAC) for side-drilled holes of diameter 3 mm.
b) Technique 2: the references for transverse and longitudinal waves using the distance gain size (DGS)
system based on the diameter of the disk-shaped reflector (DSR) are given in Tables 3 and 4 respectively.
c) Technique 3: the reference notch shall be 1 mm wide, rectangular, with a depth of 1 mm. This technique
applies only for the thickness range 8 mm u t < 15 mm and for beam angles W 70°.
d) Technique 4: for the tandem technique, the reference is a flat bottomed hole of 6 mm diameter (for all
thicknesses), perpendicular to the scanning surface. This technique is applicable only for beam angle 45°
and thickness t W 15 mm.
The length of the side-drilled holes and notches shall be greater than the width of the sound beam measured
at −20 dB.
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ISO 17640:2010(E)
Table 3 — Reference levels for acceptance levels 2 and 3 for technique 2 using angle beam scanning
with transverse waves
Thickness of parent material, t
Nominal probe
frequency
8 mm u t < 15 mm 15 mm u t < 40 mm 40 mm u t < 100 mm
MHz AL 2 AL 3 AL 2 AL 3 AL 2 AL 3
1,5 to 2,5 — — D = 2,5 mm D = 2,5 mm D = 3,0 mm D = 3,0 mm
DSR DSR DSR DSR
3,0 to 5,0 D = 1,5 mm D = 1,5 mm D = 2,0 mm D = 2,0 mm D = 3,0 mm D = 3,0 mm
DSR DSR DSR DSR DSR DSR
D is the diameter of the disk-shaped reflector.
DSR
Table 4 — Reference levels for acceptance levels 2 and 3 for technique 2 using straight beam
scanning with longitudinal waves
Thickness of parent material, t
Nominal probe
frequency
8 mm u t < 15 mm 15 mm u t < 40 mm 40 mm u t < 100 mm
MHz AL 2 AL 3 AL 2 AL 3 AL 2 AL 3
1,5 to 2,5 — — D = 2,5 mm D = 2,5 mm D = 3,0 mm D = 3,0 mm
DSR DSR DSR DSR
3,0 to 5,0 D = 2,0 mm D = 2,0 mm D = 2,0 mm D = 2,0 mm D = 3,0 mm D = 3,0 mm
DSR DSR DSR DSR DSR DSR
D is the diameter of the disk-shaped reflector.
DSR
10.3 Evaluation levels
All indications equal to or exceeding the following shall be evaluated.
The evaluation levels for techniques 1 to 4 are given in ISO 11666:2010, Table A.1.
10.4 Transfer correction
When separate blocks are used for establishing reference levels, a measurement shall be made of the
transfer differences, between test object and block, at a representative number of locations. Suitable
techniques are described in EN 583-2.
If the differences are less than 2 dB, correction is not required.
If the differences are greater than 2 dB but smaller than 12 dB, they shall be compensated for.
If transfer losses exceed 12 dB, the reason shall be considered and further preparation of the scanning
surfaces shall be carried out, if applicable.
When there are no apparent reasons for high correction values, the attenuation, at various locations on the
test object, shall be measured and, where it is found to vary significantly, corrective actions shall be
considered.
10.5 Signal to noise ratio
During testing of the weld, the noise level, excluding spurious surface indications, shall remain at least 12 dB
below the evaluation level. This requirement may be relaxed subject to specification.
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ISO 17640:2010(E)
11 Testing levels
Quality requirements for welded joints are mainly associated with the material, welding process and service
conditions. To accommodate all of these requirements, this International Standard specifies four testing levels
(A, B, C, and D).
From testing level A to testing level C, an increasing probability of detection is achieved by an increasing
testing coverage, e.g. number of scans, surface dressing. Testing level D may be agreed for special
application using a written procedure which shall take into account the general requirements of this
International Standard.
In general, the testing levels are related to quality levels (e.g. ISO 5817). The appropriate testing level may be
specified by standards for testing of welds (e.g. ISO 17635), product standards or other documents.
When ISO 17635 is specified, the recommended testing levels are as given in Table 5.
Table 5 — Recommended testing levels
Testing level Quality level in ISO 5817
A C, D
B B
C by agreement
D special application
Specific requirements for testing levels A to C are given for various types of joints in Annex A. The joint types
shown are ideal examples only; where actual weld conditions or accessibility do not conform exactly with
those shown, the testing technique shall be modified to satisfy the general requirements of this International
Standard and the specific testing level required. For these cases, a written test procedure shall be prepared.
12 Testing techniques
12.1 General
Ultrasonic testing shall be performed in accordance with EN 583-1 with the addition of the specifications in
12.2 to 12.5.
12.2 Manual scan path
During angle probe scanning (as illustrated in Figure 1), a slight swivelling movement up to an angle of
approximately 10° on either side of the nominal beam direction shall be applied to the probe.
12.3 Testing for imperfections perpendicular to the testing surface
Subsurface planar imperfections perpendicular to the testing surface are difficult to detect with single angle
probe techniques. For s
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17640
Deuxième édition
2010-12-15
Contrôle non destructif des assemblages
soudés — Contrôle par ultrasons —
Techniques, niveaux d'essai et évaluation
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Techniques,
testing levels, and assessment
Numéro de référence
ISO 17640:2010(F)
©
ISO 2010
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ISO 17640:2010(F)
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ISO 17640:2010(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Symboles et définitions .2
4 Principe .2
5 Informations requises avant le contrôle .3
5.1 Points à spécifier.3
5.2 Informations spécifiques requises avant le contrôle .3
5.3 Procédure de contrôle écrite.4
6 Exigences relatives au personnel et au matériel .4
6.1 Qualification du personnel .4
6.2 Matériel .4
6.3 Paramètres des palpeurs.4
7 Volume à contrôler.5
8 Préparation des zones de balayage .6
9 Contrôle du métal de base .6
10 Réglage de l'étendue et de la sensibilité .7
10.1 Généralités .7
10.2 Référence pour le réglage de la sensibilité .8
10.3 Niveaux d'évaluation.9
10.4 Correction de transfert.9
10.5 Rapport signal-bruit .9
11 Niveaux de contrôle .9
12 Techniques de contrôle .10
12.1 Généralités .10
12.2 Exploration manuelle .10
12.3 Recherche des défauts perpendiculaires à la surface .10
12.4 Localisation des indications .10
12.5 Évaluation des indications .11
13 Rapport de contrôle .12
Annexe A (normative) Niveaux de contrôle pour différents types d'assemblages soudés.14
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 17640 a été élaborée par le comité technique CEN/TC 121, Soudage, sous-comité SC 5, Contrôle des
soudures, du Comité européen de normalisation (CEN), en collaboration avec le comité technique ISO/TC 44,
Soudage et techniques connexes, sous-comité SC 5, Essais et contrôle des soudures, conformément à
l'accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 17640:2005), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Il convient d'adresser les demandes d'interprétation officielles de l'un quelconque des aspects de la présente
Norme internationale au secrétariat de l'ISO/TC 44/SC 5 via votre organisme national de normalisation. La
liste exhaustive de ces organismes peut être trouvée à l'adresse www.iso.org.
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NORME INTERNATIONALE ISO 17640:2010(F)
Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle
par ultrasons — Techniques, niveaux d'essai et évaluation
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie des techniques de contrôle manuel par ultrasons des assemblages
en matériaux métalliques soudés par fusion, d'épaisseur égale ou supérieure à 8 mm, présentant une
atténuation relativement faible des ultrasons (en particulier celle due à la diffusion) à des températures d'objet
comprises entre 0 °C et 60 °C. Elle vise particulièrement les assemblages soudés à pleine pénétration dont le
métal de base et la soudure sont ferritiques.
Lorsque les valeurs des caractéristiques ultrasonores dépendantes des matériaux sont précisées dans la
présente Norme internationale, elles concernent des aciers dans lesquels la vitesse des ondes ultrasonores
est égale à (5 920 ± 50) m/s pour les ondes longitudinales et à (3 255 ± 30) m/s pour les ondes transversales.
La présente Norme internationale spécifie quatre niveaux de contrôle, chacun correspondant à une probabilité
différente de détection des défauts. Un guide du choix des niveaux de contrôle A, B et C est donné dans
l'Annexe A.
La présente Norme internationale spécifie que les exigences relatives au niveau de contrôle D, qui est prévu
pour des applications spéciales, sont conformes aux exigences générales. Le niveau de contrôle D ne peut
être utilisé que lorsqu'il est défini par une spécification. Cela inclut les contrôles de métaux autres que les
aciers ferritiques, les contrôles sur des soudures à pénétration partielle, les contrôles avec des équipements
automatisés, et les contrôles à des températures d'objet situées hors de la plage 0 °C à 60 °C.
La présente Norme internationale peut être utilisée pour l'évaluation des indications, aux fins d'acceptation,
par l'une des techniques suivantes:
a) évaluation fondée principalement sur la longueur et l'amplitude d'écho de l'indication du signal;
b) évaluation fondée sur la caractérisation et le dimensionnement de l'indication par des techniques de
déplacement du palpeur.
Les techniques utilisées doivent être spécifiées.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 5817, Soudage — Assemblages en acier, nickel, titane et leurs alliages soudés par fusion (soudage par
faisceau exclu) — Niveaux de qualité par rapport aux défauts
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel
ISO 11666, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons des joints soudés —
Niveaux d'acceptation
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ISO 23279, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Caractérisation des
indications dans les assemblages soudés
ISO 17635, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Règles générales pour les matériaux
métalliques
EN 473, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END — Principes généraux
EN 583-1, Essais non destructifs — Contrôle ultrasonore — Partie 1: Principes généraux
EN 583-2, Essais non destructifs — Contrôle ultrasonore — Partie 2: Réglage de la sensibilité et de la base
de temps
EN 583-4, Essais non destructifs — Contrôle ultrasonore — Partie 4: Contrôle des discontinuités
perpendiculaires à la surface
EN 1330-4, Essais non destructifs — Terminologie — Partie 4: Termes utilisés pour les essais par ultrasons
EN 12668 (toutes les parties), Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de
contrôle par ultrasons
3 Symboles et définitions
3.1 Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions données dans l'EN 1330-4 et
l'ISO 17635 s'appliquent.
3.2 Pour les symboles, leurs définitions et les unités, voir le Tableau 1.
Les indications doivent être considérées comme longitudinales ou transversales, selon l'orientation de leur
plus grande dimension par rapport à l'axe de la soudure, x, conformément à la Figure 2.
Tableau 1 — Symboles, définitions et unités
Symbole Définition Unité
D diamètre du réflecteur en forme de disque mm
DSR
h hauteur de l'indication dans la direction de la profondeur mm
l longueur de l'indication mm
l longueur projetée de l'indication dans la direction x mm
x
l longueur projetée de l'indication dans la direction y mm
y
p distance projetée entière mm
t épaisseur du métal de base (partie la plus mince) mm
x position de l'indication dans la direction longitudinale mm
y position de l'indication dans la direction transversale mm
z position de l'indication en profondeur mm
4 Principe
L'objet de la présente Norme internationale est de décrire des techniques générales de contrôle par ultrasons
de soudures, avec des critères normalisés, pour les assemblages soudés les plus couramment utilisés, à des
températures d'objet dans l'intervalle 0 °C à 60 °C. Les exigences spécifiques énoncées dans la présente
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Norme internationale se rapportent au matériel, à la préparation, au contrôle lui-même et au rapport de
contrôle. Les paramètres spécifiés, en particulier ceux relatifs aux palpeurs, sont compatibles avec les
exigences de l'ISO 11666 et de l'ISO 23279.
5 Informations requises avant le contrôle
5.1 Points à spécifier
Ils comprennent:
a) la méthode d'établissement du niveau de référence;
b) la méthode à utiliser pour l'évaluation des indications;
c) les niveaux d'acceptation;
d) le niveau de contrôle;
e) le ou les stades de fabrication ou de mise en œuvre auxquels le contrôle doit être effectué;
f) la qualification du personnel;
g) l'étendue du contrôle pour les indications transversales;
h) les exigences relatives à un contrôle tandem supplémentaire (voir l'EN 583-4);
i) le contrôle du métal de base avant et/ou après soudage;
j) l'exigence, ou non, d'une procédure de contrôle écrite;
k) les exigences relatives aux procédures de contrôle écrites.
5.2 Informations spécifiques requises avant le contrôle
Avant que tout contrôle d'un assemblage soudé puisse commencer, l'opérateur doit disposer des éléments
essentiels suivants:
a) la procédure de contrôle écrite, si nécessaire (voir 5.3);
b) le ou les types de métaux de base et la forme du produit (c'est-à-dire moulé, forgé ou laminé);
c) la stade de fabrication ou de mise en œuvre auquel va avoir lieu le contrôle, y compris le traitement
thermique éventuel;
d) la durée et l'étendue de tout traitement thermique après soudage;
e) la préparation et les dimensions des joints;
f) les exigences d'état de surface;
g) le mode opératoire de soudage ou les renseignements pertinents concernant le procédé de soudage;
h) les exigences relatives au rapport;
i) les niveaux d'acceptation;
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j) l'étendue des contrôles y compris, au besoin, les exigences relatives au contrôle des indications
transversales;
k) le niveau de contrôle;
l) le niveau de qualification du personnel;
m) les procédures relatives aux actions correctives si le contrôle révèle des défauts inacceptables.
5.3 Procédure de contrôle écrite
Les définitions et exigences figurant dans la présente Norme internationale répondent normalement au besoin
d'une procédure de contrôle écrite.
Si ce n'est pas le cas, ou si les techniques décrites dans la présente Norme internationale ne sont pas
applicables à l'assemblage soudé à contrôler, d'autres procédures écrites doivent être utilisées si requises par
spécification.
6 Exigences relatives au personnel et au matériel
6.1 Qualification du personnel
Le personnel effectuant des contrôles non destructifs conformément à la présente Norme internationale doit
être qualifié et certifié à un niveau approprié pour le contrôle par ultrasons conformément à l'ISO 9712 ou à
l'EN 473, ou à une norme équivalente dans le secteur industriel correspondant.
Outre une connaissance générale du contrôle par ultrasons des soudures, le personnel doit également être
familiarisé avec les problèmes de contrôle spécifiquement liés aux types d'assemblages soudés à contrôler.
6.2 Matériel
Tout matériel utilisé pour le contrôle des soudures, conformément à la présente Norme internationale, doit
satisfaire aux exigences de l'EN 12668 (toutes les parties).
6.3 Paramètres des palpeurs
6.3.1 Fréquence d'essai
La fréquence doit être comprise entre 2 MHz et 5 MHz, et doit être choisie en fonction des niveaux
d'acceptation spécifiés.
Lors du contrôle initial, la fréquence doit être aussi basse que possible, dans l'intervalle ci-dessus, lorsque
l'évaluation est effectuée conformément aux niveaux d'acceptation fondés sur la longueur et l'amplitude, par
exemple l'ISO 11666. Si nécessaire, des fréquences supérieures peuvent être utilisées pour améliorer la
résolution de l'intervalle quand on utilise des normes de niveaux d'acceptation basées sur la caractérisation
des indications, par exemple l'ISO 23279.
Des fréquences d'environ 1 MHz peuvent être utilisées pour des contrôles effectués avec de grands trajets
ultrasonores dans un matériau ayant des caractéristiques d'atténuation supérieures à la moyenne.
6.3.2 Angles d'incidence
Lorsque le contrôle est effectué avec des ondes transversales suivant une technique exigeant que le faisceau
ultrasonore soit réfléchi par une surface opposée, prendre soin de s'assurer que l'angle d'incidence du
faisceau sur la surface réfléchissante opposée est compris entre 35° et 70°. Lorsque plusieurs angles
d'incidence sont utilisés, au moins l'un des palpeurs d'angle utilisés doit satisfaire à cette exigence. L'un des
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angles d'incidence doit garantir que les faces à souder par fusion sont contrôlées sous incidence normale, ou
aussi voisine que possible de la normale. Lorsque l'utilisation d'au moins deux angles d'incidence est prescrite,
la différence entre les angles de faisceau nominaux doit être supérieure ou égale à 10°.
L'angle d'incidence du palpeur et l'angle formé sur la surface réfléchissante, si elle est incurvée, peuvent être
déterminés en représentant une vue en coupe de la soudure ou conformément aux techniques données dans
l'EN 583-2. Si les angles d'incidence ne peuvent pas être déterminés comme spécifié dans la présente Norme
internationale, le rapport de contrôle doit comporter une description complète des explorations effectuées et
l'étendue des zones non contrôlées, avec une explication des difficultés rencontrées.
6.3.3 Taille de l'élément
La taille de l'élément doit être choisie en fonction du trajet des ultrasons devant être utilisé et de la fréquence.
Plus l'élément est petit, plus la longueur et la largeur du champ proche sont réduites, et plus la diffusion du
faisceau dans le champ lointain est élevée à une fréquence donnée.
Des palpeurs de petites dimensions comportant des éléments de 6 mm à 12 mm de diamètre (ou des
éléments rectangulaires de surface équivalente) sont donc plus utiles pour les contrôles employant de courts
trajets de faisceau. Pour des trajets plus longs, c'est-à-dire supérieurs à 100 mm pour des palpeurs droits
uniques et supérieurs à 200 mm pour des palpeurs d'angle, une taille d'élément comprise entre 12 mm et
24 mm est plus adaptée.
6.3.4 Adaptation des palpeurs aux zones de balayage incurvées
Le jeu, g, entre la surface examinée et la semelle du palpeur ne doit pas dépasser 0,5 mm.
Sur les surfaces cylindriques ou sphériques, cette exigence peut être vérifiée à l'aide de l'Équation (1):
2
a
g = (1)
D
où
a est la dimension, en millimètres, du sabot du palpeur dans le sens du contrôle;
D est le diamètre, en millimètres, de la pièce.
Si par ce calcul on obtient une largeur de g supérieure à 0,5 mm, le sabot du palpeur doit être adapté à la
surface; la sensibilité et l'étendue doivent être réglées en conséquence.
6.3.5 Milieu de couplage
Le milieu de couplage doit être conforme à l'EN 583-1. Le milieu de couplage utilisé pour le réglage de la
sensibilité et de l'étendue doit être le même que celui utilisé lors de l'essai.
7 Volume à contrôler
Le volume à contrôler (voir Figure 1) est défini par la zone incluant la soudure et le métal de base sur la plus
grande des deux zones suivantes: au moins 10 mm de chaque côté de la soudure, ou bien la largeur de la
zone affectée thermiquement.
Dans tous les cas, le balayage doit couvrir la totalité du volume à contrôler. Si tous les éléments du volume ne
peuvent pas être contrôlés dans au moins une direction de balayage ou si les angles d'incidence sur la
surface opposée ne respectent pas les exigences de 6.3.2, d'autres techniques de contrôle par ultrasons, des
contrôles par ultrasons supplémentaires ou d'autres techniques de contrôles non destructifs doivent être
convenus. Cela peut, dans certains cas, nécessiter l'élimination de la surépaisseur de la soudure.
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Des techniques supplémentaires peuvent nécessiter un contrôle avec palpeur d'angle à élément double,
palpeur à ondes de Lamb, d'autres techniques ultrasonores, ou d'autres méthodes appropriées, par exemple
le ressuage, la magnétoscopie ou la radiographie. Lors du choix de techniques différentes ou
complémentaires, il est recommandé de prendre en compte le type de soudure et l'orientation probable de
tout défaut à détecter.
8 Préparation des zones de balayage
Les zones de balayage doivent être assez larges pour permettre de couvrir totalement le volume à contrôler
(voir Figure 1). En variante, la largeur des surfaces à contrôler peut être plus petite s'il est possible de couvrir
la totalité du volume à contrôler équivalent en effectuant un balayage à partir à la fois de la surface inférieure
et de la surface supérieure de la soudure.
Les zones de balayage doivent être planes et exemptes de matières étrangères (par exemple rouille,
calamine, projections de soudure, entailles, rainures) à même de perturber le couplage du palpeur.
L'ondulation de la surface de contrôle ne doit pas laisser un jeu supérieur à 0,5 mm entre le palpeur et cette
surface. Au besoin, ces exigences peuvent être satisfaites par arasage. Des variations locales du profil de la
surface, par exemple le long du bord de la soudure, qui conduisent à un jeu au-dessous du palpeur mesurant
jusqu'à 1 mm, ne peuvent être autorisées que si au moins un angle d'incidence supplémentaire est utilisé
pour le côté dégradé de la soudure. Ce balayage supplémentaire est nécessaire pour compenser le balayage
incomplet de la soudure dû à un jeu de cette dimension.
Les zones de balayage et les surfaces sur lesquelles se réfléchit le faisceau ultrasonore doivent permettre un
couplage et une réflexion sans perturbation.
9 Contrôle du métal de base
Le métal de base dans la zone de balayage (voir Figure 1) doit être contrôlé avec des palpeurs droits avant
ou après soudage, à moins qu'on ne puisse démontrer (par exemple avec des contrôles antérieurs effectués
pendant le procédé de fabrication) que le contrôle de la soudure avec des palpeurs d'angle n'est pas influencé
par la présence de défauts ou par une atténuation élevée.
Lorsque des défauts sont détectés, leur incidence sur le contrôle par palpeur d'angle proposé doit être
évaluée; si nécessaire, les techniques correspondantes doivent être ajustées en conséquence. Si des défauts
compromettent sérieusement le contrôle par ultrasons, d'autres techniques de contrôle (par exemple la
radiographie) doivent être considérées.
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Dimensions en millimètres
Légende
1 position 1
2 position 2
3 position 3
a largeur du volume à contrôler
b largeur de la zone de balayage
Figure 1 — Exemple de volume à contrôler à couvrir lors du balayage
pour la détection des indications longitudinales
10 Réglage de l'étendue et de la sensibilité
10.1 Généralités
Un réglage d'étendue et de sensibilité doit intervenir avant chaque contrôle conformément à la présente
Norme internationale et à l'EN 583-2, en tenant compte de l'incidence de la température. L'écart de
température pendant le réglage de l'étendue et de la sensibilité et durant le contrôle doit être de ±15 °C.
Une vérification des réglages doit être effectuée au moins toutes les 4 h et en fin de contrôle. Cette
vérification doit également être faite à chaque modification d'un paramètre du système ou quand on
soupçonne des modifications des réglages équivalents correspondants.
Si des écarts sont découverts en cours de vérification, les corrections indiquées dans le Tableau 2 doivent
être effectuées.
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Tableau 2 — Corrections portant sur la sensibilité et l'étendue
Sensibilité
1 Le réglage doit être corrigé avant poursuite du contrôle.
Écarts u 4 dB
2 Le réglage doit être corrigé et tous les contrôles effectués
Réduction de la sensibilité > 4 dB
sur la période précédente avec le même matériel doivent
être repris.
3 Augmentation de la sensibilité Le réglage doit être corrigé et toutes les indications
> 4 dB enregistrées doivent être soumises à un nouveau
contrôle.
Étendue
1 Le réglage doit être corrigé avant poursuite du contrôle.
Écarts u 2 % de l'étendue
2 Le réglage doit être corrigé et tous les contrôles effectués
Écarts > 2 % de l'étendue
sur la période précédente avec le même matériel doivent
être repris.
10.2 Référence pour le réglage de la sensibilité
L'une des techniques suivantes doit être utilisée pour déterminer la référence.
a) Technique 1: la référence est une courbe amplitude-distance (CAD) pour des trous de 3 mm de diamètre
percés sur le côté.
b) Technique 2: les niveaux de référence pour les ondes transversales et longitudinales utilisant un système
de diamètres de réflectivité (DGS) basé sur le diamètre du réflecteur en forme de disque (DSR) sont
indiqués aux Tableaux 3 et 4 respectivement.
c) Technique 3: l'entaille de référence doit être une entaille rectangulaire de 1 mm de largeur et 1 mm de
profondeur. Cette technique ne s'applique qu'à la gamme d'épaisseurs 8 mm u t < 15 mm et qu'aux
angles de faisceau W 70°.
d) Technique 4: pour la technique tandem, la référence est un trou à fond plat de 6 mm de diamètre (pour
toutes les épaisseurs), perpendiculaire à la zone de balayage. Cette technique ne s'applique qu'à un
angle de faisceau de 45° et à une épaisseur t W 15 mm.
La longueur des trous percés sur le côté et des entailles doit être supérieure à la largeur du faisceau
ultrasonore mesurée à −20 dB.
Tableau 3 — Niveaux de référence pour les niveaux d'acceptation 2 et 3 pour la technique 2
utilisant un palpeur d'angle en ondes transversales
Fréquence Épaisseur du matériau de base, t
nominale
8 mm u t < 15 mm 15 mm u t < 40 mm 40 mm u t < 100 mm
du palpeur
MHz AL 2 AL 3 AL 2 AL 3 AL 2 AL 3
1,5 à 2,5 — — D = 2,5 mm D = 2,5 mm D = 3,0 mm D = 3,0 mm
DSR DSR DSR DSR
3,0 à 5,0 D = 1,5 mm D = 1,5 mm D = 2,0 mm D = 2,0 mm D = 3,0 mm D = 3,0 mm
DSR DSR DSR DSR DSR DSR
D est le diamètre du réflecteur en forme de disque.
DSR
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ISO 17640:2010(F)
Tableau 4 — Niveaux de référence pour les niveaux d'acceptation 2 et 3 pour la technique 2
utilisant un palpeur droit en ondes longitudinales
Fréquence Épaisseur du matériau de base, t
nominale
du palpeur
8 mm u t < 15 mm 15 mm u t < 40 mm 40 mm u t < 100 mm
MHz
AL 2 AL 3 AL 2 AL 3 AL 2 AL 3
1,5 à 2,5 — — D = 2,5 mm D = 2,5 mm D = 3,0 mm D = 3,0 mm
DSR DSR DSR DSR
3,0 à 5,0 D = 2,0 mm D = 2,0 mm D = 2,0 mm D = 2,0 mm D = 3,0 mm D = 3,0 mm
DSR DSR DSR DSR DSR DSR
D est le diamètre du réflecteur en forme de disque.
DSR
10.3 Niveaux d'évaluation
Toutes les indications égales ou supérieures aux valeurs suivantes doivent être évaluées.
Les niveaux d'évaluation pour les techniques 1 à 4 figurent dans l'ISO 11666:2010, Tableau A.1.
10.4 Co
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.