ISO 20601:2018
(Main)Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of automated phased array technology for thin-walled steel components
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of automated phased array technology for thin-walled steel components
This document specifies the application of phased array technology for the semi- or fully automated ultrasonic testing of fusion-welded joints in steel parts with thickness values between 3,2 mm and 8,0 mm. This meets the typical range of tube wall thickness values in boilers, which is an important application of this testing technology. The minimum and maximum value of the wall thickness range can be exceeded, when testing level "D" of this document is applied. This document applies to full penetration welded joints of simple geometry in plates, tubes, pipes, and vessels, where both the weld and parent material are low-alloy and/or fine grained steel. NOTE "Semi-automated testing" encompasses a controlled movement of one or more probes on the surface of a component along a fixture (guidance strip, ruler, etc.), whereby the probe position is unambiguously measured with a position sensor. The probe is moved manually. "Fully automated testing" includes mechanized propulsion in addition. Where material-dependent ultrasonic parameters are specified in this document, they are based on steels having a sound velocity of (5 920 ± 50) m/s for longitudinal waves, and (3 255 ± 30) m/s for transverse waves. It is necessary to take this fact into account when testing materials with a different velocity. This document provides guidance on the specific capabilities and limitations of phased array technology for the detection, location, sizing and characterization of discontinuities in fusion-welded joints. Ultrasonic phased array technology can be used as a stand-alone technique or in combination with other non-destructive testing (NDT) methods or techniques, during manufacturing and testing of new welds/repair welds (pre-service testing). This document specifies two testing levels: — level "C" for standard situations; — level "D" for different situations/special applications. This document describes assessment of discontinuities for acceptance purposes based on: — height and length; — amplitude (equivalent reflector size) and length; — go/no-go decision. This document does not include acceptance levels for discontinuities.
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Utilisation de la technique multi-éléments automatisés pour les composants en acier à paroi mince
Le présent document spécifie l'application de la technique multi-éléments pour le contrôle par ultrasons semi-automatisé ou entièrement automatisé des assemblages soudés par fusion de pièces en acier ayant des valeurs d'épaisseur comprises entre 3,2 mm et 8,0 mm. Cela correspond à la gamme type des valeurs d'épaisseur de paroi des tubes dans les chaudières, qui constituent une application importante de cette technique de contrôle. Les valeurs minimale et maximale de la gamme d'épaisseurs de paroi peuvent être dépassées lorsque le niveau de contrôle «D» du présent document est appliqué. Le présent document s'applique aux assemblages soudés à pleine pénétration de géométrie simple sur plaques, tubes, tuyaux et récipients dans lesquels le métal de base et le métal fondu sont tous les deux constitués d'acier faiblement allié et/ou à grains fins. NOTE Un «contrôle semi-automatisé» inclut un déplacement contrôlé d'un ou plusieurs traducteurs sur la surface d'un composant le long d'un montage (bande de guidage, règle, etc.), au cours duquel la position du traducteur est mesurée sans ambiguïté par un capteur de position. Le traducteur est déplacé manuellement. Un «contrôle entièrement automatisé» inclut une propulsion mécanisée en complément. Lorsque les paramètres ultrasonores dépendant du matériau sont spécifiés dans le présent document, ils sont basés sur les aciers dans lesquels la vitesse de propagation du son est égale à (5 920 ± 50) m/s pour les ondes longitudinales et (3 255 ± 30) m/s pour les ondes transversales. Il est nécessaire de prendre en compte cette condition lors du contrôle de matériaux ayant des vitesses de propagation différentes. Le présent document fournit des lignes directrices sur les possibilités et les limitations spécifiques de la technique multi-éléments pour la détection, la localisation, le dimensionnement et la caractérisation des discontinuités dans les assemblages soudés par fusion. La technique multi-éléments par ultrasons peut être utilisée de manière autonome ou en combinaison avec d'autres méthodes ou techniques d'essai non-destructif (END), pendant la fabrication et le contrôle de nouvelles soudures/soudures de réparation (contrôle avant service). Le présent document spécifie deux niveaux de contrôle: — niveau «C» pour les situations normales; — niveau «D» pour des situations différentes/des applications spéciales. Le présent document décrit l'évaluation des discontinuités à des fins d'acceptation, en se basant sur: — la hauteur et la longueur; — l'amplitude (taille équivalente du réflecteur) et la longueur; — une décision acceptation/rejet. Le présent document ne comporte pas de niveaux d'acceptation pour les discontinuités.
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 20601
First edition
2018-12
Non-destructive testing of welds —
Ultrasonic testing — Use of automated
phased array technology for thin-
walled steel components
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par
ultrasons — Utilisation de la technique multi-éléments automatisés
pour les composants en acier à paroi mince
Reference number
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ISO 2018
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ISO 20601:2018(E)
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ISO 20601:2018(E)
Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Testing levels . 2
5 Information required before testing . 4
5.1 Items to be specified before procedure development . 4
5.2 Specific information required by the operator before testing . 4
5.3 Written test procedure . 4
6 Requirements for personnel and test equipment . 5
6.1 Personnel qualifications . 5
6.2 Test equipment . 5
6.2.1 General. 5
6.2.2 Instruments and display . 5
6.2.3 Probes. 5
6.2.4 Scanning mechanisms . 6
7 Preparation for testing . 6
7.1 Volume to be tested . 6
7.2 Verification of test set-up . 6
7.3 Scan increment setting . 7
7.4 Geometry considerations . 7
7.5 Preparation of scanning surfaces . 7
7.6 Temperature . 7
7.7 Couplant . 7
8 Testing of parent material . 7
9 Range and sensitivity settings . 8
9.1 Settings . 8
9.1.1 General. 8
9.1.2 Pulse-echo time window . 8
9.1.3 Pulse-echo sensitivity settings . 8
9.2 Checking of the settings . 8
9.3 Reference blocks . 9
9.3.1 General. 9
9.3.2 Material . 9
9.3.3 Dimensions and shape . 9
9.3.4 Reference reflectors . 9
9.4 Test blocks testing level D .10
9.4.1 General.10
9.4.2 Material .10
9.4.3 Dimensions and shape .10
9.4.4 Reflectors in test blocks .10
10 Equipment checks .10
11 Verification of the test procedure .11
12 Weld testing .11
13 Data storage .11
14 Interpretation and analysis of phased array data .11
14.1 General .11
14.2 Assessing the quality of the phased array data .12
14.3 Identification of relevant indications .12
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ISO 20601:2018(E)
14.4 Classification of relevant indications .12
14.5 Determination of location and length .12
14.5.1 Location .12
14.5.2 Length.12
14.6 Indication assessment .13
14.6.1 General.13
14.6.2 Assessment based on amplitude and length.13
14.6.3 Assessment based on height and length .13
14.6.4 Characterization of discontinuities .13
14.7 Evaluation against acceptance criteria .13
15 Test report .14
Annex A (informative) Typical reference blocks .16
Bibliography .18
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ISO 20601:2018(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso
.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 44, Welding and allied processes,
Subcommittee SC 5, Testing and inspection of welds.
Any feedback, question or request for official interpretation related to any aspect of this document
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/members .html. Official interpretations, where they
exist, are available from this page: https: //committee .iso .org/sites/tc44/home/interpretation .html.
© ISO 2018 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 20601:2018(E)
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing —
Use of automated phased array technology for thin-walled
steel components
1 Scope
This document specifies the application of phased array technology for the semi- or fully automated
ultrasonic testing of fusion-welded joints in steel parts with thickness values between 3,2 mm and
8,0 mm. This meets the typical range of tube wall thickness values in boilers, which is an important
application of this testing technology. The minimum and maximum value of the wall thickness range
can be exceeded, when testing level “D” of this document is applied. This document applies to full
penetration welded joints of simple geometry in plates, tubes, pipes, and vessels, where both the weld
and parent material are low-alloy and/or fine grained steel.
NOTE “Semi-automated testing” encompasses a controlled movement of one or more probes on the surface of
a component along a fixture (guidance strip, ruler, etc.), whereby the probe position is unambiguously measured
with a position sensor. The probe is moved manually. “Fully automated testing” includes mechanized propulsion
in addition.
Where material-dependent ultrasonic parameters are specified in this document, they are based on
steels having a sound velocity of (5 920 ± 50) m/s for longitudinal waves, and (3 255 ± 30) m/s for
transverse waves. It is necessary to take this fact into account when testing materials with a different
velocity.
This document provides guidance on the specific capabilities and limitations of phased array
technology for the detection, location, sizing and characterization of discontinuities in fusion-welded
joints. Ultrasonic phased array technology can be used as a stand-alone technique or in combination
with other non-destructive testing (NDT) methods or techniques, during manufacturing and testing of
new welds/repair welds (pre-service testing).
This document specifies two testing levels:
— level “C” for standard situations;
— level “D” for different situations/special applications.
This document describes assessment of discontinuities for acceptance purposes based on:
— height and length;
— amplitude (equivalent reflector size) and length;
— go/no-go decision.
This document does not include acceptance levels for discontinuities.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 testing — Vocabulary
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel
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ISO 20601:2018(E)
ISO 17640, Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Techniques, testing levels, and
assessment
ISO 18563-1, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic phased array
equipment — Part 1: Instruments
ISO 18563-2, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic phased array
equipment — Part 2: Probes
ISO 18563-3, Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic phased array
equipment — Part 3: Combined systems
EN 16018, Non-destructive testing — Terminology — Terms used in ultrasonic testing with phased arrays
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5577 and EN 16018 and the
following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
phased array image
one- or two-dimensional display, constructed from the collected information of phased array operation
3.2
indication
phased array indication
pattern or disturbance in the phased array image (3.1) which may need further evaluation
3.3
phased array set-up
probe arrangement defined by probe characteristics (e.g. frequency, probe element size, beam angle,
wave mode), probe position, and the number of probes, adaptation to the curvature of the test object
3.4
scan increment
distance between successive data collection points in the direction of scanning (mechanically or
electronically)
3.5
skewed scan
scan performed with a skewed beam angle
Note 1 to entry: The skewed beam angle can be achieved electronically or by changing the probe orientation.
4 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 document specifies two testing
levels “C” and “D”. A written procedure is mandatory for both testing levels C and D.
Testing level C applies to the standardized approach for thin-walled components (see Tables 1 and 2),
e.g. testing from two sides or testing from one side of the weld with the cap removed.
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Testing level D shall be agreed upon for special applications, e.g. tests on wall thickness below 3,2 mm,
varying thicknesses (counter bore) and tests at object temperatures outside the range specified in 7.6.
For testing level D, verification on test blocks is mandatory.
In general, the testing levels are related to quality levels (given in ISO 5817, for example). The appropriate
testing level can be specified by standards for weld testing (e.g. ISO 17635), product standards or other
specifications. When ISO 17635 is specified, the recommended testing levels are as given in Table 1.
Table 1 — Recommended testing levels
Testing level Quality level in ISO 5817
C B, C, D
D Special applications
Table 2 shows the minimum requirements for the individual test modes for testing levels C and D. The
set-up shall be verified with reference and/or test blocks; as described in 7.2. In cases where scanning is
performed from one scanning surface (e.g. the outer surface of a vessel), at least half and full skip shall
be used. If scanning is performed from both scanning surfaces (e.g. top and bottom surfaces), testing at
half skip could be sufficient, depending on weld and probe dimensions.
If the evaluation of the indications is based on amplitude only, the deviation of the beam axis from the
normal to the weld bevel shall not exceed 6°. In case it is not possible to stay within this 6° value, because
of the geometry of the test object (e.g. weld cap, narrow gap weld), the scan plan shall describe the
corrective measures and explain how the areas outside the 6° requirement are covered with sufficient
sensitivity.
Table 2 — Description of testing levels
Testing levels
Mode Examples
C test set-up D test set-up
E-scan at fixed probe
position to weld (line Two sides To be specified
scan)
S-scan at fixed probe Two sides or two
position to weld (line probe positions on To be specified
scan) the same side
One side, weld cap
S-scan raster To be specified
removed
a
Skewed scan Not applicable To be specified
a
If detection of transverse discontinuities is required by specification, a suitable additional test set-up shall be applied.
Skewed probe or electronically skewed beam can be used.
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5 Information required before testing
5.1 Items to be specified before procedure development
Information on the following items is required:
a) purpose and extent of testing;
b) type(s) of parent material (i.e. cast, forged, rolled), grain size;
c) testing levels;
d) acceptance criteria;
e) specification of reference blocks;
f) manufacturing or operational stage at which the testing has to be carried out;
g) weld details and information on the size of the heat-affected zone;
h) requirements for access, surface conditions and temperature;
i) personnel qualifications;
j) reporting requirements.
5.2 Specific information required by the operator before testing
Before any testing of a welded joint can begin, the operator shall have access to all the information
specified in 5.1, together with the following additional information:
a) written test procedure;
b) joint preparation and dimensions;
c) relevant information on the welding process;
d) time of inspection relative to any post-weld heat treatment.
5.3 Written test procedure
For all testing levels, a written test procedure is required.
The procedure shall include the following information as a minimum:
a) purpose and extent of testing;
b) testing techniques;
c) testing levels;
d) personnel qualification, training requirements;
e) test equipment to be used (including frequency, sampling rate, pitch between elements, element
size);
f) reference and/or test blocks;
g) calibration and example of reference scan;
h) sensitivity and range setting of test equipment;
i) available access and surface conditions;
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j) testing of parent material;
k) evaluation of indications;
l) acceptance levels and/or recording levels;
m) reporting requirements;
n) environmental and safety issues;
o) scan plan showing probe placement, movement, and component coverage that provides a
standardized and repeatable methodology for weld testing. The scan plan shall also include weld
thickness and weld geometry, beam angles used, beam directions with respect to the weld centre
line, and tested volume examined for each weld.
6 Requirements for personnel and test equipment
6.1 Personnel qualifications
Personnel performing testing in accordance with this document shall be qualified to an appropriate
level in accordance with ISO 9712 or equivalent in the relevant industrial sector.
If characterization of indications is required, then a documented training on the following items is
required:
— knowledge of welding process and weld shape encountered in the job;
— correctly setting up the PAUT system with a welding contour;
— use of echo static & dynamic response for characterization of defects (ISO 23279);
— correctly setting up the display settings of PAUT instruments for characterization e.g. no echo
envelope;
— dealing with the requirement to hit the weld bevel perpendicular or within ±6°.
6.2 Test equipment
6.2.1 General
In selecting the components of the test system (hardware and software), ISO/TS 16829 gives useful
information.
6.2.2 Instruments and display
Ultrasonic equipment used for phased array testing shall be in accordance with the requirements of
ISO 18563-1; ISO 18563-2 and ISO 18563-3, when applicable.
The instrument shall be able to select an appropriate portion of the time base, within which A-scans are
digitized. It is recommended that a sampling rate of the A-scan be used of at least six times the nominal
probe frequency.
6.2.3 Probes
Probes for longitudinal, transverse and creeping waves can be used.
The probe frequency shall be at least 5 MHz and suitable for the thickness of the component.
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Adaptation of probes to curved scanning surfaces shall comply with ISO 17640. Probes shall have shoes
sufficiently adapted to the surface curvature, so that the probe shoe to surface distance does not exceed
0,5 mm.
Formula (1) gives the relation between the maximal distance between the flat probe shoe and the
component surface, g , the probe shoe size in the direction of curvature, a, and the object diameter, D:
flat
2
a
g = (1)
flat
4D
For a given test object of diameter D, the maximum acceptable dimension, a , in the direction of the
max
curvature of the flat probe shoe that shall be used (provided that g ≤ 0,5 mm) is given in Table 3 for
flat
some values of D.
Table 3 — Examples of maximum size, a , of a flat probe shoe for a test object of diameter, D
max
D a
max
mm mm
50 10
200 20
450 30
800 40
1 250 50
Because the curvature of the test object has influence on the sound beam, the beam width along the weld
shall be suitable (using geometrical or electronical beam focusing, for example) for the determination
of the discontinuity length specified in the acceptance criteria.
6.2.4 Scanning mechanisms
To achieve consistency of the phased array images (collected data), guiding mechanisms and scan
encoder(s) shall be used.
The distance between the probe and the weld centre line shall be constant with a maximum allowable
variation of ±1 mm. Otherwise, the suitability shall be proven on a reference block.
7 Preparation for testing
7.1 Volume to be tested
The purpose of the testing shall be defined by specification. Based on this, the volume to be tested shall
be determined.
For tests at the manufacturing stage, the testing volume shall include the weld and parent material
for at least 1,25 t (thickness) on each side of the weld (1 t for laser welds and for electron beam welds),
or the proven width of the heat-affected zone (based on the manufacturer’s information). It needs to
be proven that the sound beam(s) cover(s) the volume to be tested. A scan plan shall be provided to
document this.
7.2 Verification of test set-up
The capability of the test set-up shall be verified by the use of reference blocks and test blocks, where
applicable.
6 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 20601:2018(E)
7.3 Scan increment setting
The scan increment along the weld shall be no more than 0,5 mm, unless testing level D is specified. In
this case, the value of the scan increment shall be justified.
The scan increment setting perpendicular to the weld, when applicable, shall be chosen in order to
ensure the coverage of the exami
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 20601
Première édition
2018-12
Essais non destructifs des
assemblages soudés — Contrôle
par ultrasons — Utilisation de la
technique multi-éléments automatisés
pour les composants en acier à paroi
mince
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of
automated phased array technology for thin-walled steel components
Numéro de référence
ISO 20601:2018(F)
©
ISO 2018
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ISO 20601:2018(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Fax: +41 22 749 09 47
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Publié en Suisse
ii © ISO 2018 – Tous droits réservés
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ISO 20601:2018(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Niveaux de contrôle . 3
5 Informations exigées avant le contrôle . 4
5.1 Points à spécifier avant l'élaboration d'un mode opératoire . 4
5.2 Informations spécifiques exigées par l’opérateur avant le contrôle. 5
5.3 Mode opératoire de contrôle écrit . 5
6 Exigences relatives au personnel et à l'équipement de contrôle . 5
6.1 Qualification du personnel . 5
6.2 Équipement de contrôle . 6
6.2.1 Généralités . 6
6.2.2 Instruments et affichage . 6
6.2.3 Traducteurs . 6
6.2.4 Mécanismes de balayage . 7
7 Préparation avant contrôle . 7
7.1 Volume à contrôler . 7
7.2 Vérification de la configuration de contrôle . 7
7.3 Réglage du pas de balayage . 7
7.4 Considérations d'ordre géométrique . 7
7.5 Préparation des surfaces balayées . 8
7.6 Température . 8
7.7 Couplant . 8
8 Contrôle du métal de base . 8
9 Réglages des étendues de la base de temps et de la sensibilité . 8
9.1 Réglages . 8
9.1.1 Généralités . 8
9.1.2 Etendue des bases de temps en mode écho . 9
9.1.3 Réglages de la sensibilité en mode écho . 9
9.2 Vérification des réglages . 9
9.3 Blocs de référence .10
9.3.1 Généralités .10
9.3.2 Matériau .10
9.3.3 Dimensions et forme .10
9.3.4 Réflecteurs de référence .11
9.4 Blocs d’essai de niveau de contrôle D . .11
9.4.1 Généralités .11
9.4.2 Matériau .11
9.4.3 Dimensions et forme .11
9.4.4 Réflecteurs dans les blocs d'essai . .11
10 Vérifications de l'équipement .12
11 Vérification du mode opératoire de contrôle .12
12 Contrôle des assemblages soudés .12
13 Stockage des données.13
14 Interprétation et analyse des données du multi-éléments .13
14.1 Généralités .13
14.2 Évaluation de la qualité des données du multi-éléments .13
14.3 Identification des indications pertinentes .13
© ISO 2018 – Tous droits réservés iii
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ISO 20601:2018(F)
14.4 Classification des indications pertinentes .14
14.5 Détermination de la position et de la longueur .14
14.5.1 Position .14
14.5.2 Longueur .14
14.6 Évaluation des indications .14
14.6.1 Généralités .14
14.6.2 Évaluation basée sur l'amplitude et la longueur .14
14.6.3 Évaluation basée sur la hauteur et la longueur .15
14.6.4 Caractérisation des discontinuités .15
14.7 Évaluation par rapport aux critères d'acceptation .15
15 Rapport de contrôle .15
Annex A (informative) Blocs de référence types .17
Bibliographie .20
iv © ISO 2018 – Tous droits réservés
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ISO 20601:2018(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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 44, Soudage et techniques connexes,
sous-comité SC 5, Essais et contrôle des soudures.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document au Secrétariat de l’ISO/TC 44/SC 5 par le biais de l’organisme national de normalisation de
son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.
Les interprétations officielles, lorsqu'elles existent sont disponibles depuis la page: https: //committee
.iso .org/sites/tc44/home/interpretation .html.
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NORME INTERNATIONALE ISO 20601:2018(F)
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle
par ultrasons — Utilisation de la technique multi-éléments
automatisés pour les composants en acier à paroi mince
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie l'application de la technique multi-éléments pour le contrôle par ultrasons
semi-automatisé ou entièrement automatisé des assemblages soudés par fusion de pièces en acier
ayant des valeurs d'épaisseur comprises entre 3,2 mm et 8,0 mm. Cela correspond à la gamme type des
valeurs d'épaisseur de paroi des tubes dans les chaudières, qui constituent une application importante
de cette technique de contrôle. Les valeurs minimale et maximale de la gamme d'épaisseurs de paroi
peuvent être dépassées lorsque le niveau de contrôle «D» du présent document est appliqué. Le présent
document s'applique aux assemblages soudés à pleine pénétration de géométrie simple sur plaques,
tubes, tuyaux et récipients dans lesquels le métal de base et le métal fondu sont tous les deux constitués
d'acier faiblement allié et/ou à grains fins.
NOTE Un «contrôle semi-automatisé» inclut un déplacement contrôlé d'un ou plusieurs traducteurs sur
la surface d'un composant le long d'un montage (bande de guidage, règle, etc.), au cours duquel la position du
traducteur est mesurée sans ambiguïté par un capteur de position. Le traducteur est déplacé manuellement. Un
«contrôle entièrement automatisé» inclut une propulsion mécanisée en complément.
Lorsque les paramètres ultrasonores dépendant du matériau sont spécifiés dans le présent document,
ils sont basés sur les aciers dans lesquels la vitesse de propagation du son est égale à (5 920 ± 50) m/s
pour les ondes longitudinales et (3 255 ± 30) m/s pour les ondes transversales. Il est nécessaire de
prendre en compte cette condition lors du contrôle de matériaux ayant des vitesses de propagation
différentes.
Le présent document fournit des lignes directrices sur les possibilités et les limitations spécifiques de
la technique multi-éléments pour la détection, la localisation, le dimensionnement et la caractérisation
des discontinuités dans les assemblages soudés par fusion. La technique multi-éléments par ultrasons
peut être utilisée de manière autonome ou en combinaison avec d'autres méthodes ou techniques
d’essai non-destructif (END), pendant la fabrication et le contrôle de nouvelles soudures/soudures de
réparation (contrôle avant service).
Le présent document spécifie deux niveaux de contrôle:
— niveau «C» pour les situations normales;
— niveau «D» pour des situations différentes/des applications spéciales.
Le présent document décrit l’évaluation des discontinuités à des fins d’acceptation, en se basant sur:
— la hauteur et la longueur;
— l'amplitude (taille équivalente du réflecteur) et la longueur;
— une décision acceptation/rejet.
Le présent document ne comporte pas de niveaux d'acceptation pour les discontinuités.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
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ISO 20601:2018(F)
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
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 17640, Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Techniques, niveaux
d’essai et évaluation
ISO 18563-1, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par
ultrasons en multiéléments — Partie 1: Appareils
ISO 18563-2, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de contrôle par
ultrasons en multiéléments — Partie 2: Traducteurs
ISO 18563-3, Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage ultrasonore multi-
éléments — Partie 3: Système complet
EN 16018, Essais non-destructifs — Terminologie — Termes utilisés pour le contrôle par ultrasons en
multi-éléments
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 5577 et l’EN 16018 ainsi que les
suivants s'appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1
image multi-éléments
affichage en une ou deux dimensions, construit à partir des informations recueillies lors du
fonctionnement en multi-éléments
3.2
indication
indication multi-éléments
motif ou perturbation, dans l'image multi-éléments (3.1), qui peut requérir une évaluation ultérieure
3.3
configuration multi-éléments
agencement de traducteurs défini par les caractéristiques des traducteurs (par exemple la fréquence,
les dimensions de l'élément traducteur, l'angle de faisceau, le type d'onde), la position des traducteurs,
le nombre de traducteurs et l'adaptation à la courbure de la pièce à contrôler
3.4
pas de balayage
distance entre deux points de collecte de données successifs dans la direction du balayage
(mécaniquement ou électroniquement)
3.5
balayage désorienté
balayage réalisé avec un angle de rotation du faisceau
Note 1 à l'article: Le balayage désorienté peut être obtenu électroniquement ou en modifiant l’orientation du
traducteur.
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ISO 20601:2018(F)
4 Niveaux de contrôle
Les exigences de qualité des assemblages soudés portent principalement sur le matériau, le procédé de
soudage et les conditions de service. Pour prendre en compte toutes ces exigences, le présent document
spécifie deux niveaux de contrôle, «C» et «D». Un mode opératoire écrit est obligatoire pour les niveaux
de contrôle C et D.
Le niveau de contrôle C s'applique à l'approche normalisée pour des composants à parois minces (voir
Tableaux 1 et 2), par exemple contrôle des deux côtés ou contrôle d'un seul côté de la soudure dont la
surface est arasée.
Le niveau de contrôle D doit être convenu pour des applications spéciales, par exemple contrôles sur
des épaisseurs de paroi inférieures à 3,2 mm, des épaisseurs variables (lamage) et des pièces à des
températures situées en dehors de la plage spécifiée en 7.6. Pour le niveau de contrôle D, une vérification
sur des blocs d'essai est obligatoire.
Les niveaux de contrôle sont généralement liés aux niveaux de qualité (donnés, par exemple, dans
l'ISO 5817). Le niveau de contrôle approprié peut être spécifié par des normes relatives au contrôle des
soudures (par exemple l'ISO 17635), par des normes de produit ou par d'autres spécifications. Lorsque
l'ISO 17635 est spécifiée, les niveaux de contrôle recommandés sont ceux indiqués dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Niveaux de contrôle recommandés
Niveau de qualité dans
Niveau de contrôle
l'ISO 5817
C B, C, D
D Applications spéciales
Le Tableau 2 indique les exigences minimales relatives aux modes de contrôle individuels pour les
niveaux de contrôle C et D. La configuration doit être vérifiée à l'aide de blocs de référence et/ou d'essai,
comme décrit en 7.2. Dans le cas où le balayage est effectué sur une seule surface de balayage (par
exemple la surface extérieure d'un récipient), la demi-distance projetée et la distance entière doivent au
moins être utilisées. Si le balayage est effectué sur deux surfaces de balayage (par exemple les surfaces
supérieure et inférieure), un contrôle à la moitié de la surface projetée peut suffire, selon les dimensions
de la soudure et du traducteur.
Si l’évaluation des indications est uniquement fondée sur l’amplitude, l’écart de l’axe du faisceau par
rapport à la normale au chanfrein de la soudure ne doit pas dépasser 6°. S'il n'est pas possible de
respecter cette valeur de 6° en raison de la géométrie de la pièce à contrôler (par exemple, soudure de
finition, soudure à bords étroits), le plan de balayage doit décrire les mesures correctives et expliquer
comment les zones en dehors des 6° requis sont couvertes avec une sensibilité suffisante.
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ISO 20601:2018(F)
Tableau 2 — Description des niveaux de contrôle
Niveaux de contrôle
Mode Exemples
Configuration de Configuration de
contrôle C contrôle D
Balayage E à position
fixe du traducteur
par rapport à la Deux côtés A spécifier
soudure (balayage
linéaire)
Balayage S à position
Deux côtés ou
fixe du traducteur
deux positions de
par rapport à la A spécifier
traducteur du même
soudure (balayage
côté
linéaire)
Balayage S ligne à Un côté, surface de la
A spécifier
ligne soudure arasée
a
Balayage en oblique Non applicable A spécifier
a
Si la détection des discontinuités transversales est requise par une spécification, une configuration de contrôle
supplémentaire appropriée doit être appliquée. Des traducteurs obliques ou des faisceaux infléchis électroniquement
peuvent être utilisés.
5 Informations exigées avant le contrôle
5.1 Points à spécifier avant l'élaboration d'un mode opératoire
Des informations relatives aux points suivants sont exigées:
a) but et étendue du contrôle;
b) type(s) de métal de base (c'est-à-dire moulé, forgé, laminé), grosseur de grain;
c) niveaux de contrôle;
d) critères d'acceptation;
e) spécification des blocs de référence;
f) étape de fabrication ou étape opérationnelle à laquelle le contrôle doit être effectué;
g) détails concernant le soudage et informations sur la taille de la zone affectée thermiquement;
h) exigences relatives aux conditions d'accessibilité, à l'état de surface et à la température;
i) qualification du personnel;
j) exigences relatives au rapport.
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ISO 20601:2018(F)
5.2 Informations spécifiques exigées par l’opérateur avant le contrôle
Avant de procéder à toute opération de contrôle sur un assemblage soudé, l'opérateur doit avoir accès à
toutes les informations spécifiées en 5.1 ainsi qu'aux informations supplémentaires suivantes:
a) mode opératoire de contrôle écrit;
b) préparation et dimensions du joint;
c) informations pertinentes relatives au procédé de soudage;
d) période d’inspection concernant tout traitement thermique après soudage.
5.3 Mode opératoire de contrôle écrit
Pour tous les niveaux de contrôle, un mode opératoire de contrôle écrit est exigé.
Le mode opératoire doit au moins comprendre les informations suivantes:
a) but et étendue du contrôle;
b) techniques de contrôle;
c) niveaux de contrôle;
d) exigences relatives à la qualification et à la formation du personnel;
e) exigences relatives à l'équipement de contrôle (y compris, la fréquence, la vitesse d'échantillonnage,
le pas entre éléments, la taille des éléments);
f) blocs de référence et/ou d'essai;
g) étalonnage et exemple de balayage de référence;
h) réglage de la sensibilité et de la gamme d'épaisseur de l'équipement de contrôle;
i) conditions d'accessibilité et état de surface;
j) contrôle du métal de base;
k) évaluation des indications;
l) niveaux d'acceptation et/ou seuils d'enregistrement;
m) exigences relatives au rapport;
n) questions liées à l'environnement et à la sécurité;
o) plan de balayage indiquant la position des traducteurs, le déplacement et la couverture des éléments
qui fournit une méthode normalisée et reproductible de contrôle des assemblages soudés. Le plan
de balayage doit également contenir l'épaisseur et la géométrie de la soudure, les angles de faisceau
utilisés, les directions de faisceau par rapport à la ligne médiane de la soudure et le volume contrôlé
pour chaque soudure.
6 Exigences relatives au personnel et à l'équipement de contrôle
6.1 Qualification du personnel
Le personnel effectuant des contrôles conformément au présent document doit être qualifié à un
niveau approprié conformément à l'ISO 9712 ou à une norme équivalente, dans le secteur industriel
correspondant.
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ISO 20601:2018(F)
Si la caractérisation des indications est requise, une formation documentée sur les éléments suivants
est requise:
— connaissance du procédé de soudage et de la forme de la soudure rencontrés dans le métier;
— configurer correctement l'appareil à ultrasons multi-éléments automatisés de façon à assurer une
couverture adéquate de la soudure;
— utilisation de la réponse de l'écho statique et dynamique pour la caractérisation des défauts
(ISO 23279);
— configuration correcte de l'affichage de l’appareil à ultrasons multi-éléments automatisés pour
assurer la caractérisation, par exemple: pas d'enveloppe d'écho;
— prise en compte de l'exigence de diriger le faisceau par rapport à la normal du chanfrein de soudure
ou à ±6°.
6.2 Équipement de contrôle
6.2.1 Généralités
L'ISO/TS 16829 donne des informations utiles pour sélectionner les composants du système de contrôle
(matériel et logiciel).
6.2.2 Instruments et affichage
L'appareillage de contrôle par ultrasons utilisé pour le contrôle multi-éléments doit être conforme aux
exigences de l'ISO 18563-1, l'ISO 18563-2 et l'ISO 18563-3, le cas échéant.
L'instrument doit être capable de sélectionner une partie appropriée de la base de temps au cours
de laquelle les représentations de type A sont numérisées. Il est recommandé d'utiliser une vitesse
d'échantillonnage pour la représentation de type A au moins égale à six fois la fréquence nominale du
traducteur.
6.2.3 Traducteurs
Des traducteurs pour ondes longitudinales, transversales et rampantes peuvent être utilisés.
La fréquence des traducteurs doit être d'au moins 5 MHz et adaptée à l'épaisseur du composant.
L'adaptation des traducteurs à de
...
Questions, Comments and Discussion
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