ISO 22825:2012
(Main)Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Testing of welds in austenitic steels and nickel-based alloys
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Testing of welds in austenitic steels and nickel-based alloys
Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Contrôle des soudures en aciers austénitiques et en alliages à base nickel
L'ISO 22825:2012 spécifie l'approche à suivre pour la mise au point des modes opératoires de contrôle par ultrasons des soudures suivantes: a) soudures sur aciers inoxydables; b) soudures sur alliages à base de nickel; c) soudures sur aciers duplex; d) soudures sur métaux dissemblables; e) soudures sur aciers austénitiques. Les objectifs des essais peuvent être très différents, par exemple: 1) évaluation du niveau de qualité (fabrication); 2) détection d'indications spécifiques produites au cours du service. Les niveaux d'acceptation ne sont pas inclus dans l'ISO 22825:2012, mais ils peuvent être appliqués selon le domaine d'application des essais. Les exigences de l'ISO 22825:2012 sont applicables à la fois au contrôle manuel et au contrôle mécanisé.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22825
Second edition
2012-05-15
Non-destructive testing of welds —
Ultrasonic testing — Testing of welds in
austenitic steels and nickel-based alloys
Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par
ultrasons — Contrôle des soudures en aciers austénitiques et en
alliages à base nickel
Reference number
ISO 22825:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO 22825:2012(E)
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member body in the country of the requester.
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Published in Switzerland
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ISO 22825:2012(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Information required prior to testing. 2
4.1 Items to be defined by specification . 2
4.2 Specific information required by the operator prior to testing . 2
5 Personnel . 3
6 Equipment . 3
7 Range setting for compression waves . 3
8 Sensitivity setting . 4
8.1 General . 4
8.2 Use of side-drilled holes . 4
8.3 Use of other reference reflectors . 5
9 Test procedure and ultrasonic techniques . 5
9.1 Development of the test procedure . 5
9.2 Content of the procedure . 5
9.3 Selection of ultrasonic technique(s) . 6
9.4 Optimization of technique and draft of procedure . 7
9.5 Practical implications of the use of refracted compression waves . 7
10 Classification and sizing of indications . 8
11 Testing of welds . 8
11.1 General . 8
11.2 Surface condition and couplant fluid . 8
11.3 Parent metal testing . 8
11.4 Scanning . 8
11.5 Evaluation of indications . 9
12 Test report . 9
12.1 General data . 9
12.2 Information related to equipment. 9
12.3 Information related to testing technique . 9
12.4 Results of testing .10
Annex A (informative) Compression wave angle beam techniques . 11
Annex B (informative) Stainless steel calibration blocks for range setting .17
Annex C (informative) Reference blocks for sensitivity setting .19
Bibliography .22
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ISO 22825:2012(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 22825 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee TC 121,
Welding, Sub-committee SC 5, Testing of welds, in collaboration with Technical Committee ISO/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 22825:2006), which has been technically revised.
The main changes are the addition of annexes on:
— compression wave angle beam techniques;
— stainless steel calibration blocks for range setting;
— examples of reference blocks.
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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ISO 22825:2012(E)
Introduction
Welds in austenitic steel components and dissimilar metal welds are widely regarded as very difficult to inspect
by ultrasound. The problems are mainly associated with unfavourable structure and grain size, as well as
with different material properties which result in inhomogeneous and anisotropic mechanical and acoustic
properties that contrast with the relatively homogeneous and isotropic behaviour in low-alloy steel welds.
Austenitic weld metal and other coarse-grained, anisotropic materials can significantly affect ultrasound
propagation. In addition, beam distortion, unexpected reflections and wave mode conversions on the fusion
line and/or columnar grains can occur. Therefore it can be difficult and sometimes impossible for ultrasonic
waves to penetrate the weld metal.
Ultrasonic testing of these metals may require techniques that differ from conventional techniques. These special
techniques often include the use of dual-element probes designed for refracted compression (longitudinal)
waves or creeping waves rather than for conventional shear waves.
In addition, it is necessary to produce representative reference blocks with welds in order to develop a testing
procedure, set a preliminary sensitivity level, assess the procedure and demonstrate effectiveness before a
definitive procedure is written. Material, weld preparation and welding procedure, as well as the geometry and
surface condition of reference blocks are the same as for the component being tested.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 22825:2012(E)
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Testing
of welds in austenitic steels and nickel-based alloys
1 Scope
This International Standard specifies the approach to be followed when developing procedures for the ultrasonic
testing of the following welds:
— welds in stainless steels;
— welds in nickel-based alloys;
— welds in duplex steels;
— dissimilar metal welds;
— austenitic welds.
The purposes of the testing can be very different, e.g.:
— for the assessment of quality level (manufacturing);
— for the detection of specific indications induced in service.
Acceptance levels are not included in this International Standard, but can be applied in accordance with the
scope of the testing (see Clause 5).
The requirements of this International Standard are applicable to both manual and mechanized testing.
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 5577, Non-destructive testing — Ultrasonic inspection — Vocabulary
ISO 7963, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Specification for calibration block No. 2
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel
ISO 17635, Non-destructive testing of welds — General rules for metallic materials
ISO 17640, Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Techniques, testing levels, and assessment
EN 473, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel — General principles
EN 12668-1, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic examination equipment —
Part 1: Instruments
EN 12668-2, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic examination equipment —
Part 2: Probes
EN 12668-3, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic examination equipment —
Part 3: Combined equipment
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ISO 22825:2012(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5577, ISO 17635 and the following apply.
3.1
dual-element probe
ultrasonic probe in which the transmit and receive transducers are separate and are electrically and acoustically
isolated from each other
3.2
focal distance
〈dual element probes〉 distance between probe and focal point on the acoustical axis where the acoustic
pressure is at its maximum
3.3
focal curve
〈dual element probes〉 curve, representing the relationship between sound path and sensitivity of a probe on a
specified material containing specified reflectors
4 Information required prior to testing
4.1 Items to be defined by specification
Information on the following items is required:
a) material type and grade;
b) purpose and extent of testing, including testing for transverse indications, if required;
c) testing levels (see Clause 10);
d) manufacturing or operation stage at which the testing shall be carried out;
e) requirements for access, the surface condition (see 11.2) and temperature;
f) whether or not parent metal testing shall be carried out prior to and/or after welding (see 11.3);
g) reference blocks (see Clauses 6 and 7);
h) personnel qualifications (see Clause 5);
i) reporting requirements (see Clause 12);
j) acceptance criteria and/or recording level.
4.2 Specific information required by the operator prior to testing
Before any testing of a welded joint, the operator shall have access to all the information as specified in 4.1,
together with the following additional information:
a) the written testing procedure (see Clause 9);
b) type(s) of parent material and product form (i.e. cast, forged, rolled);
c) the joint preparation and dimensions;
d) the welding procedure or relevant information on the welding process;
e) the time of the inspection with regard to any post-weld heat treatment;
f) the result of any parent metal testing carried out prior to and/or after welding;
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ISO 22825:2012(E)
g) reference points and details of co-ordinate systems for the test object.
5 Personnel
Personnel performing testing in accordance with this International Standard shall be qualified to an appropriate
level in accordance with ISO 9712 or EN 473 or equivalent in the relevant industrial sector.
In addition to a general knowledge of ultrasonic weld testing, the operators shall be familiar with and have
practical experience in testing problems specifically associated with the type of materials and weld joints to be
tested. Specific training and examination of personnel should be performed on representative pieces (duplex,
austenitic, stainless steel) containing welds and using dual-element longitudinal wave probes. This training and
the examination results should be documented.
If this is not the case, specific training and examination should be performed with the finalized ultrasonic testing
procedures and selected ultrasonic testing equipment on representative samples containing natural or artificial
reflectors similar to those expected. This training and the examination results should be documented.
6 Equipment
The equipment used for testing shall fulfil the requirements of EN 12668-1 and EN 12668-2. The verification
of the combined equipment shall be done in accordance with EN 12668-3, with the exception of dual-element
compression wave angle beam probes, which can be verified on appropriate reference blocks other than the
blocks mentioned in EN 12668-3.
Focal curves shall be available for the dual-element probes to be used, determined on a material representative
of the material to be tested.
7 Range setting for compression waves
Range setting shall be carried out on appropriate calibration blocks, e.g. on blocks which are designed to be
similar to block No. 2 (see ISO 7963) as shown in Annex B. The dimension of at least one of the radii of the
block used shall be close to the focal distance of the probes.
The index point of each probe shall be marked on the probe’s side, after having optimized the echo amplitude
on the radius closest to its focal distance. Since echo optimization can be difficult for high-angle probes and
creeping wave probes, the shear wave component may be used for optimization instead. In that case, the
calibration methodology shall be included in the test procedure.
Optimization of the echoes shall be done on the two radii separately, and by iteration until the signals from the
smaller and the larger radius are on their correct positions.
Alternatively, the time base may be set with the aid of a single-element straight beam probe on the width of the
calibration block, and subsequent zero point adjustment with the angle probe placed on the calibration block,
on the radius which is closest to the probe’s focal distance.
Range setting shall be carried out prior to each testing. Checks to confirm these settings shall be performed at
least every 4 h and on completion of testing.
Checks shall also be carried out whenever a system parameter is changed or whenever changes in the
equivalent settings are suspected.
If deviations are found during these checks, corrective actions shall be carried out as specified in Table 1.
Table 1 — Range deviations
1 Deviations ≤5 % of the range No correction is needed, test can be continued
2 Deviations >5 % of the range The setting shall be corrected and all tests carried out over the
previous period shall be repeated
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ISO 22825:2012(E)
8 Sensitivity setting
8.1 General
Sensitivity setting shall be performed on a reference block with a weld. Annex C shows examples for reference
blocks. The wall thickness of the reference block shall be similar to the wall thickness of the component to be
tested within 10 % or 3 mm, whichever is the larger.
Reference reflectors may be side-drilled holes in the weld centre and/or on the fusion line. Alternatively, flat-
bottomed holes on the fusion line may be used, having the flat bottom in the plane of the fusion line (weld
bevel). Surface notches shall be used as references for near-surface defects. See Figures C.1, C.2, and C.3.
Zone coverage related to wall thickness shall be established on the basis of the focal curves as shown in A.6
when dual-element probes are used. Zone overlap shall be documented in the procedure.
Setting of sensitivity shall be carried out prior to each testing in accordance with this International Standard.
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
D is the diameter, in millimetres, of the component;
a is the dimension, in millimetres, of the probe shoe in the direction of testing.
If a value for g larger than 0,5 mm results from Equation (1), the probe shoe shall be adapted to the surface,
and the sensitivity and range shall be set accordingly.
Checks to confirm these settings shall be performed at least every 4 h and on completion of testing. Checks
shall also be carried out if a system parameter is changed or if changes in the equivalent settings are suspected.
If deviations are found during these checks, corrective actions shall be carried out as specified in Table 2.
Table 2 — Sensitivity deviations
1 Deviations ≤2 dB No correction is needed, test can be continued
2 Deviations between 2 dB and 4 dB The setting shall be corrected before testing is continued
3 Reduction in sensitivity >4 dB The setting shall be corrected and all tests carried out since the last
valid test shall be repeated
4 Increase in sensitivity >4 dB The setting shall be corrected and all indications recorded since the
last valid test shall be re-evaluated
8.2 Use of side-drilled holes
If the reflectors in the fusion line are used, sensitivity settings shall be performed:
a) by establishing the echo height with the sound beam passing through the parent material only;
b) by establishing the echo height with the sound beam passing through the weld metal.
If the reflectors in the weld centreline are used, sensitivity setting may be performed from one side only, with
the exception of dissimilar metal welds (where the acoustic properties of the parent metal are different on one
side compared to the other).
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ISO 22825:2012(E)
Side-drilled hole diameter shall be typically 3 mm.
8.3 Use of other reference reflectors
Where specific discontinuities are to be detected and/or in a particular limited zone of the weld, other types and
dimensions of reference reflectors may be used. In that case, specific conditions of sensitivity setting shall be defined.
In pipe weld inspection, flat-bottomed holes and notches are typically used as reference reflectors. An example
for a pipeline girth weld is given in Figure C.2.
The position of the flat-bottomed hole shall be determined from a macro-section of the austenitic weld,
positioned accordingly in the reference block and machined to position the flat bottom at the fusion line.
9 Test procedure and ultrasonic techniques
9.1 Development of the test procedure
The development of a procedure shall follow the main steps as mentioned in the flowchart shown in Figure 1.
9.2 Content of the procedure
A procedure shall be written and shall include the following information as a minimum:
a) the purpose and extent of testing;
b) testing techniques;
c) testing levels;
NOTE For the testing of austenitic steels, the testing levels are not defined in ISO 17640 as for ferritic steels. However,
it is important to set them to take into account the required probability of detection in each area under consideration.
d) personnel qualification/training requirements;
e) equipment requirements;
f) probe for each zone or part of the bevel;
g) reference blocks;
h) test blocks, if applicable;
i) the setting of equipment;
j) available access and surface conditions;
k) scanning directions and probe positions;
l) the testing of parent material;
m) the evaluation of indications;
n) acceptance levels and/or recording levels;
o) reporting requirements;
p) environmental and safety issues.
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ISO 22825:2012(E)
Figure 1 — Steps necessary when producing a written ultrasonic procedure
9.3 Selection of ultrasonic technique(s)
The technique(s) to be used shall be selected on the basis of initial test measurements on relevant test
samples (see Annex C). Such measurements shall include transfer measurements on the parent metal (using
shear waves), exploratory measurements to get an impression of the noise level in the weld (using shear and
compression waves), and measurements on artificial reflectors through the weld metal (to get an impression of
the achievable signal-to-noise ratios in different parts of the weld).
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ISO 22825:2012(E)
In any case, it shall be verified that all reference reflectors in the reference weld (including those to be
detected through the weld metal) are detected with at least the minimum signal-to-noise ratio according to the
specification. Dependent on the results obtained, one of the following situations can arise.
a) The structure of the weld and the parent metal are both relatively fine grained.
This may imply that conventional ultrasonic techniques (shear wave probes) can be used. If the signal-to-
noise ratio is at least 12 dB, then ISO 17640 can be applied without restrictions.
b) The structure of the parent metal is fine grained but the structure of the weld metal is coarse.
This means that the parent metal allows unrestricted penetration of shear waves and compression waves,
but shear waves have difficulty in penetrating the weld. In this case, compression waves shall be used
for at least those functions used to detect reflectors in, or through, the weld metal. Shear waves may be
used for detection of defects on the fusion line that do not require penetration through the weld metal. To
detect imperfections in or through the weld, mode-converted waves that enable indirect insonification of
reflectors may be used, e.g. TL-techniques and LLT-techniques (see Annex A).
c) The structure of both the parent metal and the weld is coarse.
This may imply that for the penetration of both parent and weld metal, compression waves are required. In
this case, only techniques using direct insonification of reflectors with compression waves shall be used.
This may be the case in some duplex steel components (see Annex A).
d) The structure of the weld and/or parent metal does not allow for ultrasonic testing with sufficient signal-to-
noise ratio. In this case, other NDT methods shall be considered.
9.4 Optimization of technique and draft of procedure
Having selected the basic technique(s) for different parts (zones) of the weld, techniques shall be selected and
optimized for each zone. For dual-element probes for refracted compression waves, this implies that optimum
frequency, beam angle, focal distance, and element size shall be selected for each zone separately (see Annex A).
Dependent on the application and the standards applicable, techniques shall be selected in such a way that all potential
defects specific to the weld type and procedure are detected. For detection of potential cold cracks, perpendicular to
the surface, (round trip) tandem shall be used in addition to the direct and indirect detection functions.
Beam spread (and thus the extension of the focal curve) shall be optimized by selecting the probe with suitable
element size, to ensure sufficient coverage over the full wall thickness. Amplitude dips between the focal
curves of the probes used (Annex A) shall not exceed 3 dB, to ascertain detection of defects located in the
boundary area between zones.
9.5 Practical implications of the use of refracted compression waves
When using compression wave probes, the weld shall, in most cases, be scanned several times, dependent
on wall thickness. In these scans, probes specifically selected for different depth zones or for different parts of
the weld bevel shall be used. Multiple probe arrangements may be used, enabling simultaneous scanning of
multiple zones.
Manual scanning should be performed parallel at constant distance to the weld centreline (line scanning),
thereby specifically observing those portions of the time base where relevant signals can be expected.
The techniques are described in Annex A.
Calibration blocks for range setting are described in Annex B.
Reference blocks for sensitivity setting are described in Annex C.
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ISO 22825:2012(E)
10 Classification and sizing of indications
Classification rules for geometric, metallurgic, and discontinuity indications, and the appropriate way of
registration or notation shall be addressed in the procedure.
Sizing techniques shall be specified in the procedure, e.g. length sizing by the 6 dB drop technique and height
sizing by tip diffraction.
11 Testing of welds
11.1 General
Testing of the weld and heat-affected zone shall be carried out in accordance with a written procedure,
according to the requirements of 9.2.
11.2 Surface condition and couplant fluid
The surface shall be free from any irregularities that may interfere with the ultrasonic testing. Waviness of the
scanning surface and other local variations in surface contour shall not result in a gap between the probes and
the scanning surface greater than 0,5 mm (see 8.1).
Where necessary, light grinding may be carried out to ensure a smooth surface finish.
The scanning surfaces and surfaces from which the sound beam is reflected may be assumed to be satisfactory
if the surface roughness, R , is not greater than 6,3 µm for machined surfaces or not greater than 12,5 µm for
a
shot-blasted surfaces.
For some applications, it may be necessary to grind the weld reinforcement flush with the parent metal. This
shall be clearly stated in the procedure.
Care shall be taken not to bring carbon steel objects (manipulator parts, steel rulers) in direct contact with
stainless steel surfaces, in order to avoid corrosion.
Couplant fluids shall comply with specified requirements concerning chlorides, sulfides or any other substance
that might damage the material to
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 22825
Deuxième édition
2012-05-15
Contrôle non destructif des assemblages
soudés — Contrôle par ultrasons —
Contrôle des soudures en aciers
austénitiques et en alliages à base nickel
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Testing of
welds in austenitic steels and nickel-based alloys
Numéro de référence
ISO 22825:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO 22825:2012(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
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Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 22825:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Informations exigées avant essai . 2
4.1 Points devant être définis par une spécification . 2
4.2 Informations spécifiques exigées par l’opérateur avant essai . 2
5 Personnel . 3
6 Équipement . 3
7 Réglage de la base de temps pour les ondes longitudinales . 3
8 Réglage de la sensibilité . 4
8.1 Généralités . 4
8.2 Utilisation des trous latéraux . 5
8.3 Utilisation d’autres réflecteurs de référence . 5
9 Procédure d’essai et méthodes ultrasoniques . 5
9.1 Mise au point d’une procédure d’essai . 5
9.2 Contenu du mode opératoire . 5
9.3 Choix de la méthode ou des méthodes par ultrasons . 7
9.4 Optimisation de la méthode et rédaction du mode opératoire . 8
9.5 Implications pratiques de l’utilisation d’ondes longitudinales réfractées . 8
10 Classification et dimensionnement des indications . 9
11 Contrôle des soudures . 9
11.1 Généralités . 9
11.2 État de surface et liquide de couplage . 9
11.3 Essais sur le métal de base . 9
11.4 Balayage . 9
11.5 Évaluation des indications .10
12 Rapport de contrôle .10
12.1 Informations générales .10
12.2 Informations relatives au matériel .10
12.3 Informations relatives à la technique de contrôle . 11
12.4 Résultats des contrôles . 11
Annexe A (informative) Méthodes d’ondes longitudinales à faisceau d’angle .12
Annexe B (informative) Blocs d’étalonnage en acier inoxydable pour le réglage de la base de temps .18
Annexe C (informative) Pièces de référence pour le réglage de la sensibilité .20
Bibliographie .23
© ISO 2012 – Tous droits réservés iii
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ISO 22825:2012(F)
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 22825 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 22825:2006), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications concernent l’adjonction d’annexes relatives:
— aux «méthodes d’ondes longitudinales à faisceau d’angle»;
— aux «blocs d’étalonnage en acier inoxydable pour le réglage de la base de temps»;
— à des exemples de pièces de référence.
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.
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 22825:2012(F)
Introduction
Les soudures sur des composants en acier austénitique et sur métaux dissemblables sont généralement
considérées comme étant très difficiles à contrôler par ultrasons. Les problèmes proviennent principalement
du caractère défavorable de la microstructure et de la taille des grains, ainsi que des propriétés différentes des
matériaux qui induisent une anisotropie et une inhomogénéité des caractéristiques mécaniques et acoustiques
contrastant avec le comportement relativement isotrope et homogène des soudures sur acier faiblement allié.
Le métal fondu austénitique et d’autres matériaux anisotropes à gros grains peuvent affecter de manière
significative la propagation des ultrasons. En outre, il peut se produire une distorsion du faisceau, des réflexions
et des conversions de modes d’ondes inattendues sur la zone de liaison et/ou des grains colonnaires. Par
conséquent, il peut être difficile, et parfois impossible, pour les ultrasons de pénétrer dans le métal fondu.
Le contrôle de ces métaux par ultrasons peut nécessiter l’utilisation de méthodes qui diffèrent des méthodes
classiques. Ces méthodes particulières impliquent souvent l’utilisation de traducteurs à émetteur et récepteur
séparés conçus pour des ondes de compression (longitudinales) réfractées ou des ondes rampantes plutôt
que pour des ondes transversales classiques.
En outre, il est nécessaire de produire des pièces de référence représentatives comportant des soudures afin
de mettre au point un mode opératoire de contrôle, de fixer un niveau de sensibilité préliminaire, d’évaluer
le mode opératoire et d’en démontrer l’efficacité avant d’établir un mode opératoire définitif. Le matériau, la
préparation de la soudure et le mode opératoire de soudage, ainsi que la géométrie du joint et l’état de surface
des pièces de référence sont normalement les mêmes que ceux du composant soumis à essai.
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NORME INTERNATIONALE ISO 22825:2012(F)
Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle
par ultrasons — Contrôle des soudures en aciers austénitiques
et en alliages à base nickel
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie l’approche à suivre pour la mise au point des modes opératoires de
contrôle par ultrasons des soudures suivantes:
— soudures sur aciers inoxydables;
— soudures sur alliages à base de nickel;
— soudures sur aciers duplex;
— soudures sur métaux dissemblables;
— soudures sur aciers austénitiques.
Les objectifs des essais peuvent être très différents, par exemple:
— évaluation du niveau de qualité (fabrication);
— détection d’indications spécifiques produites au cours du service.
Les niveaux d’acceptation ne sont pas inclus dans la présente Norme internationale, mais ils peuvent être
appliqués selon le domaine d’application des essais (voir l’Article 5).
Les exigences de la présente Norme internationale sont applicables à la fois au contrôle manuel et au
contrôle mécanisé.
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 5577, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Vocabulaire
o
ISO 7963, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Spécifications relatives au bloc d’étalonnage n 2
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel
ISO 17635, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Règles générales pour les matériaux métalliques
ISO 17640, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Techniques, niveaux
d’essai et évaluation
EN 473, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END — Principes généraux
EN 12668-1, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l’appareillage de contrôle par
ultrasons — Partie 1: Appareils
EN 12668-2, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l’appareillage de contrôle par
ultrasons — Partie 2: Traducteurs
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ISO 22825:2012(F)
EN 12668-3, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l’appareillage de contrôle par
ultrasons — Partie 3: Équipement complet
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 5577, l’ISO 17635 ainsi que
les suivants s’appliquent.
3.1
traducteur à émetteur et récepteur séparés
traducteur à ultrasons dans lequel les transducteurs qui émettent et qui reçoivent sont séparés et sont
électriquement et acoustiquement isolés l’un de l’autre
3.2
distance focale
〈traducteurs à émetteur et récepteur séparés〉 distance entre le traducteur et le foyer sur l’axe acoustique où la
pression acoustique est à son maximum
3.3
courbe focale
〈traducteurs à émetteur et récepteur séparés〉 courbe représentant la relation entre un parcours ultrasonore et
la sensibilité d’un traducteur sur un matériau défini comportant des réflecteurs définis
4 Informations exigées avant essai
4.1 Points devant être définis par une spécification
Les informations sur les points suivants sont exigées:
a) le type et la nuance du matériau;
b) le but et l’étendue des essais, y compris, si requis, la recherche de l’essai d’indication de défaut transversal;
c) les niveaux d’examen (voir l’Article 10);
d) le stade de la fabrication ou stade opératoire auquel les essais doivent être réalisés;
e) les exigences relatives aux conditions d’accès et à l’état de surface (voir 11.2), ainsi qu’à la température;
f) l’obligation ou non de procéder à des essais sur le métal de base avant et/ou après soudage (voir 11.3);
g) les pièces de référence (voir les Articles 6 et 7);
h) la qualification du personnel (voir l’Article 5);
i) les exigences relatives aux rapports (voir l’Article 12);
j) les critères d’acceptation et/ou niveau d’enregistrement.
4.2 Informations spécifiques exigées par l’opérateur avant essai
Avant de pratiquer un essai sur un assemblage soudé, l’opérateur doit avoir accès à toutes les informations
spécifiées en 4.1 ainsi qu’aux informations complémentaires suivantes:
a) le mode opératoire écrit de l’essai (voir l’Article 9);
b) le (les) type(s) de matériau(x) de base et forme de produit (c’est-à-dire moulé, forgé, laminé);
c) la préparation et les dimensions du joint;
d) le mode opératoire de soudage ou les informations appropriées concernant le procédé de soudage;
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e) la période d’examen par rapport à un éventuel traitement thermique après soudage;
f) le résultat de tout essai du métal de base réalisé avant et/ou après soudage;
g) les points de référence et détails du système de coordonnées concernant l’objet en essai.
5 Personnel
Le personnel effectuant les essais conformément à la présente Norme internationale doit être qualifié à un
niveau approprié conformément à l’ISO 9712 ou à l’EN 473 ou à une norme équivalente dans le secteur
industriel concerné.
En plus des connaissances générales concernant le contrôle des soudures par ultrasons, les opérateurs doivent
être familiarisés avec les problèmes d’essais spécifiques associés à ces types de matériau et d’assemblages
soudés, ou en avoir une expérience pratique. Il convient de réaliser une formation spécifique et de faire
passer un examen au personnel sur des pièces représentatives (acier duplex, acier inoxydable austénitique)
comportant des soudures avec utilisation de traducteurs d’ondes longitudinales à émetteur et récepteur
séparés. Il convient que cette formation et les résultats de l’examen fassent l’objet d’une documentation.
Si tel n’est pas le cas, il convient de réaliser une formation spécifique et de faire passer un examen en utilisant,
sur des échantillons représentatifs comportant des réflecteurs naturels ou artificiels similaires à ceux qui sont
attendus, les modes opératoires de contrôle par ultrasons finalisés et le matériel de contrôle par ultrasons
sélectionné. Il convient que cette formation et les résultats de l’examen fassent l’objet d’une documentation.
6 Équipement
Le matériel utilisé pour les contrôles doit satisfaire aux exigences de l’EN 12668-1 et de l’EN 12668-2. La
vérification du matériel complet doit être réalisée conformément à l’EN 12668-3, à l’exception des traducteurs
d’ondes à incidence oblique à émetteur et récepteur séparés qui peuvent être vérifiés sur des pièces de
référence adéquates autres que les pièces mentionnées dans l’EN 12668-3.
Les courbes focales doivent être disponibles pour les traducteurs à émetteur et récepteur séparés à utiliser et
pour un matériau équivalent à celui qui est examiné.
7 Réglage de la base de temps pour les ondes longitudinales
Le réglage de la base de temps doit être réalisé sur des blocs d’étalonnage appropriés, par exemple sur des
pièces qui sont conçues de la même façon que le bloc d’étalonnage n° 2 (voir l’ISO 7963) comme montré dans
l’Annexe B. La dimension d’au moins un des rayons de la pièce utilisée doit être proche de la distance focale
des traducteurs.
Le point d’incidence de chaque traducteur doit être marqué sur le côté du traducteur, après avoir optimisé
l’amplitude d’écho sur le rayon le plus proche de sa distance focale. Puisque l’optimisation des échos peut
s’avérer difficile pour des traducteurs à grand angle et des traducteurs à ondes rampantes, il est possible
d’utiliser, à la place, la composante de l’onde transversale. Dans ce cas, la procédure d’essai doit inclure la
méthodologie d’étalonnage.
L’optimisation des échos doit être faite sur les deux rayons séparément et par itération jusqu’à ce que les
signaux du plus petit et du plus grand rayon soient à leur position correcte.
La base de temps peut également être déterminée à l’aide d’un traducteur droit à un seul élément sur la
largeur du bloc d’étalonnage et le réglage ultérieur du point zéro à l’aide du traducteur d’angle placé sur le bloc
d’étalonnage, au rayon le plus proche de la distance focale du traducteur.
Le réglage de la base de temps doit être effectué avant chacun des contrôles. Des vérifications permettant de
confirmer ces réglages doivent être effectuées au moins toutes les 4 h ainsi qu’à la fin du contrôle.
Des vérifications doivent également être effectuées chaque fois qu’un paramètre système est modifié ou que
des modifications des réglages équivalents sont soupçonnées.
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Dans le cas où des écarts sont décelés au cours de ces vérifications, les actions correctives indiquées dans
le Tableau 1 doivent être prises.
Tableau 1 — Écarts de la base de temps
1 Écarts ≤ 5 % de la base de temps Aucune correction n’est nécessaire, l’essai peut être poursuivi.
2 Écarts > 5 % de la base de temps Le réglage doit être corrigé et tous les contrôles réalisés au cours
de la période de contrôle précédente doivent être répétés.
8 Réglage de la sensibilité
8.1 Généralités
Le réglage de la sensibilité doit être réalisé sur une pièce de référence comportant une soudure. L’Annexe C
présente des exemples de pièces de référence. L’épaisseur de la paroi de la pièce de référence doit être
similaire à l’épaisseur de la paroi du composant à contrôler dans la fourchette de 10 % ou de 3 mm, la valeur
la plus grande étant retenue.
Les réflecteurs de référence peuvent être des trous latéraux au centre de la soudure et/ou sur la zone de
liaison. Il est également possible d’utiliser des trous à fond plat sur la zone de liaison, avec le fond plat dans le
plan de la zone de liaison (chanfrein de la soudure). Les entailles de la surface doivent servir de référence pour
les défauts sous-jacents. Voir les Figures C.1, C.2 et C.3.
La couverture de zone liée à l’épaisseur de la paroi doit être établie sur la base des courbes focales comme
montré en A.6, lorsqu’on utilise des traducteurs à émetteur et récepteur séparés. La couverture de zone doit
faire l’objet d’une documentation dans la procédure.
Le réglage de la sensibilité doit être réalisé avant chaque essai conformément à la présente Norme internationale.
L’intervalle, g, entre la surface d’essai et le fond de la semelle du traducteur ne doit pas être supérieur à 0,5 mm.
Pour des surfaces cylindriques ou sphériques, cette exigence peut être vérifiée à l’aide de l’Équation (1):
2
a
g = (1)
D
où
D est le diamètre, en millimètres, du composant;
a est la dimension, en millimètres, de la semelle du traducteur dans le sens de l’essai.
Si l’Équation (1) donne une valeur de g supérieure à 0,5 mm, la semelle doit être adaptée à la surface et la
sensibilité et la base de temps doivent être réglées en conséquence.
Des vérifications permettant de confirmer ces réglages doivent être effectuées au moins toutes les 4 h ainsi qu’à
la fin du contrôle. Des vérifications doivent également être effectuées chaque fois qu’un paramètre système est
modifié ou que des modifications des réglages équivalents sont soupçonnées.
Dans le cas où des écarts sont décelés au cours de ces vérifications, les actions correctives indiquées dans
le Tableau 2 doivent être prises.
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ISO 22825:2012(F)
Tableau 2 — Écarts de sensibilité
1 Écarts ≤ 2 dB Aucune correction n’est nécessaire, l’essai peut être poursuivi.
2 Écarts entre 2 dB et 4 dB Le réglage doit être corrigé avant la poursuite du contrôle.
3 Réduction de la sensibilité > 4 dB Le réglage doit être corrigé et tous les contrôles réalisés depuis
la dernière vérification valide doivent être répétés.
4 Augmentation de la sensibilité > 4 dB Le réglage doit être corrigé et toutes les indications enregistrées
depuis la dernière vérification valide doivent être réévaluées.
8.2 Utilisation des trous latéraux
Si l’on se sert des réflecteurs dans la zone de liaison, des réglages de sensibilité doivent être effectués:
a) en déterminant la hauteur d’écho avec le faisceau acoustique ne traversant que le matériau de base;
b) en déterminant la hauteur d’écho avec le faisceau acoustique traversant le métal fondu.
Si l’on se sert des réflecteurs dans la zone centrale de la soudure, le réglage de la sensibilité peut être réalisé à
partir d’un côté seulement, à l’exception des soudures sur métaux dissemblables (pour lesquels les propriétés
acoustiques du métal de base diffèrent d’un côté à l’autre).
Le diamètre des trous latéraux doit être, en général, de 3 mm.
8.3 Utilisation d’autres réflecteurs de référence
Dans le cas où des discontinuités spécifiques sont à déceler et/ou lors du contrôle d’une zone limitée particulière
de la soudure, d’autres types et d’autres dimensions de réflecteurs de référence peuvent être utilisés. Dans ce
cas, des conditions de réglage de sensibilité spécifiques doivent être définies.
Pour le contrôle des soudures sur tubes, on utilise généralement des trous à fond plat et des entailles comme
réflecteurs de référence. Un exemple de joint circulaire de conduite est donné à la Figure C.2.
La position d’un trou à fond plat doit être déterminée à partir d’une macro-section de la soudure austénitique,
positionnée en conséquence sur le bloc d’étalonnage et usinée pour que le fond plat soit placé sur la zone de liaison.
9 Procédure d’essai et méthodes ultrasoniques
9.1 Mise au point d’une procédure d’essai
La mise au point d’une procédure doit suivre les principales étapes mentionnées dans l’organigramme présenté
à la Figure 1.
9.2 Contenu du mode opératoire
Un mode opératoire doit être écrit et doit comporter au minimum les informations suivantes:
a) but et étendue des essais;
b) méthodes de contrôle;
c) niveaux d’examen;
NOTE Pour les essais sur aciers austénitiques, les niveaux d’examen ne sont pas définis dans l’ISO 17640 comme
pour les aciers ferritiques. Cependant, il est important de les fixer pour prendre en compte la probabilité de détection
exigée dans chacune des zones examinées.
d) exigences relatives à la qualification/formation du personnel;
e) exigences relatives au matériel;
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f) traducteur pour chaque zone ou partie du chanfrein;
g) pièces de référence;
h) blocs d’étalonnage, le cas échéant;
i) réglage du matériel;
j) conditions d’accès et état de surface;
k) sens de balayage et positions des traducteurs;
l) essais sur le matériau de base;
m) évaluation des indications;
n) niveaux d’acceptation et/ou niveaux d’enregistrement;
o) exigences du rapport;
p) aspects relatifs à l’environnement et à la sécurité.
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Figure 1 — Étapes nécessaires à la production d’un mode opératoire écrit d’ultrasons
9.3 Choix de la méthode ou des méthodes par ultrasons
La technique ou les techniques à utiliser doi(ven)t être sélectionnée(s) sur la base de mesurages d’essai
initiaux effectués sur des échantillons d’essais appropriés (voir l’Annexe C). Ces mesurages doivent inclure
des mesurages du transfert sur le métal de base (en utilisant des ondes transversales), des mesurages
exploratoires pour se faire une idée du niveau de bruit dans la soudure (en utilisant des ondes transversales et
longitudinales), et des mesurages des réflecteurs artificiels dans l’épaisseur du métal fondu (pour se faire une
idée des rapports signal/bruit réalisables en différentes parties de la soudure).
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Dans tous les cas, on doit vérifier que tous les réflecteurs de référence de la soudure de référence (y compris
ceux devant être détectés dans l’épaisseur du métal fondu) sont détectés avec au minimum le rapport signal/bruit
conforme à la spécification. En fonction des résultats obtenus, une des situations suivantes peut se produire.
a) La structure tant de la soudure que du métal de base présente des grains relativement fins.
Cela peut impliquer la possibilité d’utiliser des méthodes d’ultrasons classiques (traducteurs d’onde de
cisaillement). Si le rapport signal/bruit est d’au moins 12 dB, il est alors possible d’appliquer l’ISO 17640
sans restriction.
b) La structure du métal de base présente des grains fins, mais la structure du métal fondu est grossière.
Cela indique que le métal de base permet une pénétration sans restriction des ondes transversales et des
ondes longitudinales, mais les ondes transversales rencontrent des difficultés pour pénétrer la soudure.
Dans ce cas, on doit se servir des fonctions des ondes longitudinales pour détecter des réflecteurs dans
ou à travers le métal fondu. Les ondes transversales peuvent être utilisées pour détecter des défauts
sur la zone de liaison, qui ne nécessitent pas de pénétration dans le métal fondu. Pour détecter des
imperfections dans ou à travers la soudure, il est possible d’utiliser des ondes en mode converti qui
permettent une insonification indirecte des réflecteurs, par exemple les méthodes TL et les méthodes LLT
(voir l’Annexe A).
c) La structure tant du métal de base que de la soudure est grossière.
Cela peut impliquer la nécessité d’utiliser des ondes longitudinales pour la pénétration tant du métal de
base que du métal fondu. Dans ce cas, on ne doit utiliser que les techniques appliquant une insonification
directe des réflecteurs avec des ondes longitudinales. Cela peut être le cas pour certains composants
d’acier duplex (voir l’Annexe A).
d) La structure du métal fondu et/ou du métal de base ne permet pas d’essai par ultrasons avec un rapport
signal/bruit suffisant. Dans ce cas, d’autres méthodes d’essais non destructifs doivent être envisagées.
9.4 Optimisation de la méthode et rédaction du mode opératoire
Après avoir sélectionné la ou les méthodes de base pour les différentes parties (zones) de la soudure, les
techniques pour chaque zone doivent être sélectionnées et optimisées. Pour les traducteurs à émetteur et
récepteur séparés pour les ondes longitudinales réfractées, cela implique que la fréquence optima
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.