ISO 17640:2017
(Main)Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Techniques, testing levels, and assessment
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Techniques, testing levels, and assessment
ISO 17640:2017 specifies techniques for the manual ultrasonic testing of fusion-welded joints in metallic materials of thickness ≥8 mm which exhibit low ultrasonic attenuation (especially that due to scatter) at object temperatures from 0 °C to 60 °C. It is primarily intended for use on full penetration welded joints where both the welded and parent material are ferritic. Where material-dependent ultrasonic values are specified in ISO 17640:2017, they are based on steels having an ultrasonic sound velocity of (5 920 ± 50) m/s for longitudinal waves and (3 255 ± 30) m/s for transverse waves. ISO 17640:2017 specifies four testing levels, each corresponding to a different probability of detection of imperfections. Guidance on the selection of testing levels A, B, and C is given in Annex A. ISO 17640:2017 specifies that the requirements of testing level D, which is intended for special applications, be in accordance with general requirements. Testing level D can only be used when defined by specification. This includes tests of metals other than ferritic steel, tests on partial penetration welds, tests with automated equipment, and tests at object temperatures outside the range 0 °C to 60 °C. ISO 17640:2017 can be used for the assessment of discontinuities, for acceptance purposes, by either of the following techniques: a) evaluation based primarily on length and echo amplitude of the discontinuity; b) evaluation based on characterization and sizing of the discontinuity by probe movement techniques.
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Techniques, niveaux d'essai et évaluation
L'ISO 17640 :2017 spécifie des techniques de contrôle manuel par ultrasons des assemblages en matériaux métalliques soudés par fusion, d'épaisseur égale ou supérieure à 8 mm, présentant une atténuation relativement faible des ultrasons (en particulier celle due à la diffusion) à des températures d'objet comprises entre 0 °C et 60 °C. Elle vise particulièrement les assemblages soudés à pleine pénétration dont le métal de base et la soudure sont ferritiques. Lorsque les valeurs des caractéristiques ultrasonores dépendantes des matériaux sont précisées dans l'ISO 17640 :2017, elles concernent des aciers dans lesquels la vitesse des ondes ultrasonores est égale à (5 920 ± 50) m/s pour les ondes longitudinales et à (3 255 ± 30) m/s pour les ondes transversales. L'ISO 17640 :2017 spécifie quatre niveaux de contrôle, chacun correspondant à une probabilité différente de détection des défauts. Un guide du choix des niveaux de contrôle A, B et C est donné dans l'Annexe A. L'ISO 17640 :2017 spécifie que les exigences relatives au niveau de contrôle D, qui est prévu pour des applications spéciales, sont conformes aux exigences générales. Le niveau de contrôle D ne peut être utilisé que lorsqu'il est défini par une spécification. Cela inclut les contrôles de métaux autres que les aciers ferritiques, les contrôles sur des soudures à pénétration partielle, les contrôles avec des équipements automatisés, et les contrôles à des températures d'objet situées hors de la plage 0 °C à 60 °C. L'ISO 17640 :2017 peut être utilisé pour l'évaluation des discontinuités, aux fins d'acceptation, par l'une des techniques suivantes: a) évaluation fondée principalement sur la longueur et l'amplitude d'écho de la discontinuité; b) évaluation fondée sur la caractérisation et le dimensionnement de la discontinuité par des techniques de déplacement du traducteur.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17640
Third edition
2017-10
Non-destructive testing of welds —
Ultrasonic testing — Techniques,
testing levels, and assessment
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par
ultrasons — Techniques, niveaux d'essai et évaluation
Reference number
ISO 17640:2017(E)
©
ISO 2017
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ISO 17640:2017(E)
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ISO 17640:2017(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols . 2
5 Principle . 3
6 Information required prior to testing . 3
6.1 Items to be specified . 3
6.2 Specific information required before testing . 3
6.3 Written test procedure . 4
7 Requirements for personnel and equipment . 4
7.1 Personnel qualifications . 4
7.2 Test equipment . 4
7.3 Probe parameters . 4
7.3.1 Test frequency . 4
7.3.2 Angles of incidence . 4
7.3.3 Element size . 5
7.3.4 Adaptation of probes to curved scanning surfaces . 5
7.3.5 Coupling media . 5
8 Testing volume . 5
9 Preparation of scanning surfaces . 6
10 Parent metal testing . 6
11 Range and sensitivity setting . 7
11.1 General . 7
11.2 Reference for sensitivity setting . 8
11.3 Evaluation levels . 9
11.4 Transfer correction . 9
11.5 Signal-to-noise ratio . 9
12 Testing levels . 9
13 Testing techniques .10
13.1 General .10
13.2 Manual scan path .10
13.3 Testing for imperfections perpendicular to the testing surface .10
13.4 Location of discontinuities .10
13.5 Evaluation of indications .10
13.5.1 General.10
13.5.2 Maximum echo amplitude .10
13.5.3 Discontinuity length.11
13.5.4 Discontinuity height . .11
13.5.5 Characterization of discontinuities .11
14 Test report .11
Annex A (normative) Testing levels for various types of welded joints .13
Bbliography .29
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ISO 17640:2017(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 on 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 the following
URL: 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.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 17640:2010), which has been technically
revised.
Requests for official interpretations of 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.
iv © ISO 2017 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 17640:2017(E)
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing —
Techniques, testing levels, and assessment
1 Scope
This document specifies techniques for the manual ultrasonic testing of fusion-welded joints in metallic
materials of thickness ≥8 mm which exhibit low ultrasonic attenuation (especially that due to scatter)
at object temperatures from 0 °C to 60 °C. It is primarily intended for use on full penetration welded
joints where both the welded and parent material are ferritic.
Where material-dependent ultrasonic values are specified in this document, they are based on steels
having an ultrasonic sound velocity of (5 920 ± 50) m/s for longitudinal waves and (3 255 ± 30) m/s for
transverse waves.
This document specifies four testing levels, each corresponding to a different probability of detection of
imperfections. Guidance on the selection of testing levels A, B, and C is given in Annex A.
This document specifies that the requirements of testing level D, which is intended for special
applications, be in accordance with general requirements. Testing level D can only be used when defined
by specification. This includes tests of metals other than ferritic steel, tests on partial penetration welds,
tests with automated equipment, and tests at object temperatures outside the range 0 °C to 60 °C.
This document can be used for the assessment of discontinuities, for acceptance purposes, by either of
the following techniques:
a) evaluation based primarily on length and echo amplitude of the discontinuity;
b) evaluation based on characterization and sizing of the discontinuity by probe movement techniques.
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
ISO 11666:2010, Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing— Acceptance levels
ISO 16810, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — General principles
ISO 16811, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Sensitivity and range setting
ISO 16826, Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Examination for discontinuities perpendicular
to the surface
ISO 17635, Non-destructive testing of welds — General rules for metallic materials
ISO 23279, Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Characterization of discontinuities
in welds
EN 12668 (all parts), Non-destructive testing — Characterization and verification of ultrasonic
examination equipment
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l
y
h
l
y
ISO 17640:2017(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5577 and ISO 17635 apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: available at http://www.iso.org/obp
4 Symbols
Symbol Definition Unit
AL acceptance level —
D diameter of the disk-shaped reflector (flat-bottom hole) mm
DSR
h extension of the discontinuity in depth direction mm
l length of the discontinuity mm
l projected length of the discontinuity in the x-direction mm
x
l projected length of the discontinuity in the y-direction mm
y
p full skip distance mm
a
t thickness of parent material mm
x position of the discontinuity in the longitudinal direction mm
y position of the discontinuity in the transverse direction mm
z position of the discontinuity in the depth direction mm
a
If the joined parts are not of equal thickness, t represents the smallest thickness.
Indications shall be considered to be originating from either longitudinal or transverse discontinuities,
depending on the direction of their major dimension with respect to the weld axis, x, in accordance with
Figure 1.
1
X
Y
Z
Key
1 origin
NOTE For definitions of h, l, l , l , x, y, z, see table above.
x y
Figure 1 — Coordinate system for defining the location of discontinuities
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l x
x
l
h
z
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ISO 17640:2017(E)
5 Principle
The purpose of this document is to describe general techniques of ultrasonic weld testing, using
standard criteria, for the most commonly used welded joints at object temperatures in the range 0 °C to
60 °C. The specific requirements of this document cover the test equipment, preparation, performance
of testing, and reporting. The parameters specified, in particular those for the probes, are compatible
with the requirements of ISO 11666 and ISO 23279.
If the joined parts are not of equal thickness, the smallest thickness shall be considered.
The techniques used shall be specified.
6 Information required prior to testing
6.1 Items to be specified
These include:
a) method for setting the reference level;
b) method to be used for the evaluation of discontinuities;
c) acceptance levels;
d) testing level;
e) manufacturing and operation stage(s) at which the testing is to be carried out;
f) qualification of personnel;
g) extent of the testing for transverse discontinuities;
h) requirements for additional tandem testing (according to ISO 16826);
i) parent metal testing prior to and/or after welding;
j) whether or not a written test procedure is required;
k) requirements for written test procedures.
6.2 Specific information required before testing
Before any testing of a welded joint can begin, the operator shall have access to the following essential
information:
a) written test procedure, if required (see 6.3);
b) type(s) of parent material and product form (i.e. cast, forged, rolled);
c) manufacturing or operation stage at which testing is to be made, including heat treatment, if any;
d) time and extent of any post-weld heat treatment;
e) joint preparation and dimensions;
f) requirements for surface conditions;
g) welding procedure or relevant information on the welding process;
h) reporting requirements;
i) acceptance levels;
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ISO 17640:2017(E)
j) extent of testing, including requirements for transverse discontinuities, if relevant;
k) testing level;
l) personnel qualification level;
m) procedures for corrective actions when unacceptable discontinuities are revealed.
6.3 Written test procedure
The definitions and requirements in this document normally satisfy the need for a written test
procedure.
Where this is not the case, or where the techniques described in this document are not applicable to the
weld joint to be tested, additional written test procedures shall be used, if required by specification.
7 Requirements for personnel and equipment
7.1 Personnel qualifications
Personnel performing testing in accordance with this document shall be qualified to an appropriate
level in ultrasonic testing in accordance with ISO 9712 or equivalent in the relevant industrial sector.
In addition to a general knowledge of ultrasonic weld testing, personnel shall also be familiar with
testing problems specifically associated with the type of welded joints to be tested.
7.2 Test equipment
Any equipment used for testing in conjunction with this document shall comply with the requirements
of EN 12668 (all parts).
7.3 Probe parameters
7.3.1 Test frequency
The frequency shall be within the range 2 MHz to 5 MHz and shall be selected to consider the properties
of the test object and to comply with the specified acceptance levels, for example, of ISO 11666.
Higher frequencies may be used to improve range resolution if this is necessary when using standards
for acceptance levels based on characterization of discontinuities, e.g. ISO 23279.
Lower frequencies may be used for testing at long sound paths and/or when the material shows high
attenuation.
7.3.2 Angles of incidence
When testing is carried out with transverse waves and techniques that require the ultrasonic beam to
be reflected from an opposite surface, care shall be taken to ensure that the angle between the beam
and the normal to the opposite reflecting surface is between 35° and 70°. Where more than one beam
angle is used, at least one of the angle-beam probes used shall conform to this requirement. One of the
beam angles used shall ensure that the weld fusion faces are tested at, or as near as possible to, normal
incidence. When the use of two or more beam angles is specified, the difference between the nominal
beam angles shall be 10° or greater.
Angles of incidence at the probe and opposite reflecting surface, when curved, may be determined by
drawing a sectional view of the weld or in accordance with the techniques given in ISO 16811. Where
angles of incidence cannot be determined as specified by this document, the test report shall contain
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ISO 17640:2017(E)
a comprehensive description of the scans used and the extent of any incomplete coverage caused,
together with an explanation of the difficulties encountered.
7.3.3 Element size
The element size shall be chosen according to the ultrasonic path to be used and the frequency.
The smaller the element, the smaller the length and width of the near field, and the larger the beam
spread in the far field at a given frequency.
Small probes having 6 mm to 12 mm diameter elements (or rectangular elements of equivalent area)
are therefore most useful when working at short sound paths. For longer sound paths, i.e. greater than
100 mm for single straight-beam probes and greater than 200 mm for angle-beam probes, an element
size of 12 mm to 24 mm is more suitable.
7.3.4 Adaptation of probes to curved scanning surfaces
The gap, g, between test surface and bottom of the probe shall not be greater than 0,5 mm.
For flat probes on cylindrical or spherical surfaces, this requirement can be checked with Formula (1):
2
g = a /4D (1)
where
a is the dimension of the probe in the direction of curvature, in mm;
D is the diameter of the test object, in mm.
If a value for g larger than 0,5 mm results from the formula, the probe shall be adapted to the surface
and the sensitivity and range shall be set accordingly.
For spherical or complex shaped surfaces, Formula (1) shall be applied in both length and width
direction of the probe (possible differences in curvature and/or probe dimensions).
7.3.5 Coupling media
The coupling media shall be in accordance with ISO 16810. The coupling medium used for range and
sensitivity setting and for the test shall be the same.
8 Testing volume
The testing volume (see Figure 2) is defined as the zone which includes weld and parent material and
the width of the heat-affected zone on each side of the weld or at least 10 mm if the width of the heat-
affected zone is not known.
In all cases, scanning shall cover the whole testing volume. If individual sections of this volume cannot
be covered in at least one scanning direction, or if the angles of incidence with the opposite surface
do not meet the requirements of 7.3.2, alternative or supplementary ultrasonic techniques or other
non-destructive techniques shall be agreed upon. This may, in some cases, require removal of the weld
reinforcement.
Supplementary techniques can require testing using dual-element angle-beam probes, creeping wave
probes, further ultrasonic techniques or any other suitable method, e.g. liquid penetrant, magnetic
particle, radiographic testing. In selecting alternative or supplementary techniques, due consideration
should be given to the type of weld and probable orientation of any imperfections to be detected.
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ISO 17640:2017(E)
9 Preparation of scanning surfaces
Scanning surfaces shall be wide enough to permit the testing volume (see Figure 2) to be fully covered.
Alternatively, the width of the scanning surfaces may be smaller if equivalent coverage of the testing
volume can be achieved by scanning from both the upper and the lower surface of the joint.
Scanning surfaces shall be even and free from foreign matter likely to interfere with probe coupling
(e.g. rust, loose scale, weld spatter, notches, grooves). Waviness of the test surface shall not result in a
gap between the probe and test surfaces greater than 0,5 mm. These requirements shall be ensured by
dressing, if necessary. Local variations in surface contour, e.g. along the edge of the weld, which result
in a gap beneath the probe of up to 1 mm, can only be permitted if at least one additional beam angle is
employed from the affected side at the weld. This additional scanning is necessary to compensate for
the reduced weld coverage that will occur with a gap of this dimension.
Scanning surfaces and surfaces from which the sound beam is reflected shall allow undisturbed
coupling and reflection.
10 Parent metal testing
The parent metal, in the scanning zone area (see Figure 2), shall be tested with straight-beam probes
prior to or after welding, unless it can be demonstrated (e.g. by previous testing during the fabrication
process) that the angle-beam testing of the weld is not influenced by the presence of the imperfections
or high attenuation.
Where imperfections are found, their influence on the proposed angle-beam testing shall be assessed
and, if necessary, the techniques adjusted correspondingly. When satisfactory coverage by ultrasonic
testing is seriously affected, other test techniques (e.g. radiographic testing) shall be considered.
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ISO 17640:2017(E)
a
10 10
3 2 1
4
10
10
b
Key
1 position 1, taking into account the width of the heat-affected zone
2 position 2
3 position 3
4 heat-affected zone
a
Width of testing volume.
b
Scanning zone width, not including the width of the weld because of the presence of the weld reinforcement.
Figure 2 — Example of testing volume to be covered when scanning for longitudinal
discontinuities
11 Range and sensitivity setting
11.1 General
Setting of range and sensitivity shall be carried out prior to each testing in accordance with this
document and ISO 16811, taking the influence of temperature into account. The temperature difference
during range and sensitivity setting and during the test shall be within ±15 °C.
Checks to confirm these settings shall be performed at least every 4 h and upon completion of the
testing. Checks shall also be carried out whenever a system parameter is changed or changes in the
equivalent settings are suspected.
If deviations greater than 2 dB, resp. 1 % of range, are found during these checks, the corrections given
in Table 2 shall be carried out.
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ISO 17640:2017(E)
Table 2 — Sensitivity and range corrections
Sensitivity
1 Deviations ≤ 2 dB No action required.
2 2 dB < deviation ≤ 4 dB Setting shall be corrected before the testing is continued.
Reduction of the sensitivity > 4 dB Setting shall be corrected and all testing carried out with the
3
equipment over the previous period shall be repeated.
Increase in sensitivity > 4 dB Setting shall be corrected and all recorded indications shall
4
be re-examined.
Range
1 Deviations < 1 % of the range No action required.
1 % of the range < deviation ≤
2 Setting shall be corrected before testing is continued.
2 % of the range
Deviations > 2 % of the range Setting shall be corrected and testing carried out with the
3
equipment over the previous period shall be repeated.
11.2 Reference for sensitivity setting
One of the following techniques for setting the reference shall be used.
The use of these techniques may not result in equal test results.
Different testing results may occur by usage of different techniques for sensitivity setting.
— Technique 1: the reference is a distance-amplitude curve (DAC) for side-drilled holes of diameter
3 mm.
— Technique 2: the references for transverse and longitudinal waves using the distance-gain-size
(DGS) system based on the diameter of the disk-shaped reflectors (D ) are given in Tables 3 and
DSR
4, respectively.
— Technique 3: the reference notch shall be 1 mm wide, rectangular, with a depth of 1 mm. This
technique applies only for the thickness range 8 mm ≤ t < 15 mm and only for beam angles ≥70°.
— Technique 4: for the tandem technique, the reference is a disk-shaped reflector (flat-bottom hole)
of 6 mm diameter (for all thicknesses), perpendicular to the scanning surface. This technique is
applicable only for beam angle 45° and thickness t ≥ 40 mm.
The length of the side-drilled holes and notches shall be greater than the width of the sound beam at
−20 dB amplitude.
Table 3 — Reference levels for acceptance levels 2 and 3 for technique 2 using angle-beam
scanning with transverse waves
Nominal Thickness of parent material, t
probe
8 mm ≤ t < 15 mm 15 mm ≤ t < 40 mm 40 mm ≤ t < 100 mm
frequency
MHz AL 2 AL 3 AL 2 AL 3 AL 2 AL 3
2,0 to 2,5 — — D = 2,5 mm D = 2,5 mm D = 3,0 mm D = 3,0 mm
DSR DSR DSR DSR
3,0 to 5,0 D = 1,5 mm D = 1,5 mm D = 2,0 mm D = 2,0 mm D = 3,0 mm D = 3,0 mm
DSR DSR DSR DSR DSR DSR
D is the diameter of the disk-shaped reflector.
DSR
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ISO
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17640
Troisième édition
2017-10
Essais non destructifs des
assemblages soudés — Contrôle par
ultrasons — Techniques, niveaux
d'essai et évaluation
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Techniques,
testing levels, and assessment
Numéro de référence
ISO 17640:2017(F)
©
ISO 2017
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ISO 17640:2017(F)
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 2
5 Principe . 3
6 Informations requises avant le contrôle . 3
6.1 Points à spécifier . 3
6.2 Informations spécifiques requises avant le contrôle . 4
6.3 Procédure de contrôle écrite . 4
7 Exigences relatives au personnel et au matériel . 4
7.1 Qualification du personnel . 4
7.2 Matériel d’essai . 5
7.3 Paramètres des traducteurs . 5
7.3.1 Fréquence d'essai . 5
7.3.2 Angles d'incidence . 5
7.3.3 Taille de l'élément . 5
7.3.4 Adaptation des traducteurs aux surfaces de balayage incurvées . 6
7.3.5 Milieu de couplage . . 6
8 Volume à contrôler . 6
9 Préparation des surfaces de balayage . 6
10 Contrôle du métal de base . 7
11 Réglage de l'étendue et de la sensibilité . 8
11.1 Généralités . 8
11.2 Référence pour le réglage de la sensibilité . 9
11.3 Niveaux d'évaluation .10
11.4 Correction de transfert.10
11.5 Rapport signal-bruit .10
12 Niveaux de contrôle .10
13 Techniques de contrôle.11
13.1 Généralités .11
13.2 Exploration manuelle .11
13.3 Recherche des défauts perpendiculaires à la surface .11
13.4 Localisation des discontinuités .11
13.5 Évaluation des indications .11
13.5.1 Généralités .11
13.5.2 Amplitude maximale de l'écho .12
13.5.3 Longueur de la discontinuité .12
13.5.4 Hauteur de la discontinuité .12
13.5.5 Caractérisation des discontinuités .12
14 Rapport de contrôle .12
Annexe A (normative) Niveaux de contrôle pour différents types d'assemblages soudés .14
Bibliographie .28
© ISO 2017 – Tous droits réservés iii
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ISO 17640:2017(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 http://
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/avant-propos.
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.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 17640:2010), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Il convient d’adresser les demandes d’interprétation officielles de l’un quelconque des aspects du
présent document au secrétariat de l’ISO/TC 44/SC 5 via votre organisme national de normalisation. La
liste exhaustive de ces organismes peut être trouvée à l’adresse www.iso.org.
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NORME INTERNATIONALE ISO 17640:2017(F)
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle
par ultrasons — Techniques, niveaux d'essai et évaluation
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie des techniques de contrôle manuel par ultrasons des assemblages en
matériaux métalliques soudés par fusion, d'épaisseur égale ou supérieure à 8 mm, présentant une
atténuation relativement faible des ultrasons (en particulier celle due à la diffusion) à des températures
d'objet comprises entre 0 °C et 60 °C. Elle vise particulièrement les assemblages soudés à pleine
pénétration dont le métal de base et la soudure sont ferritiques.
Lorsque les valeurs des caractéristiques ultrasonores dépendantes des matériaux sont précisées dans le
présent document, elles concernent des aciers dans lesquels la vitesse des ondes ultrasonores est égale
à (5 920 ± 50) m/s pour les ondes longitudinales et à (3 255 ± 30) m/s pour les ondes transversales.
Le présent document spécifie quatre niveaux de contrôle, chacun correspondant à une probabilité
différente de détection des défauts. Un guide du choix des niveaux de contrôle A, B et C est donné dans
l'Annexe A.
Le présent document spécifie que les exigences relatives au niveau de contrôle D, qui est prévu pour
des applications spéciales, sont conformes aux exigences générales. Le niveau de contrôle D ne peut
être utilisé que lorsqu'il est défini par une spécification. Cela inclut les contrôles de métaux autres
que les aciers ferritiques, les contrôles sur des soudures à pénétration partielle, les contrôles avec des
équipements automatisés, et les contrôles à des températures d'objet situées hors de la plage 0 °C à 60 °C.
Le présent document peut être utilisé pour l'évaluation des discontinuités, aux fins d'acceptation, par
l'une des techniques suivantes:
a) évaluation fondée principalement sur la longueur et l'amplitude d'écho de la discontinuité;
b) évaluation fondée sur la caractérisation et le dimensionnement de la discontinuité par des
techniques de déplacement du traducteur.
2 Références normatives
Les documents suivants sont référencés dans le texte de telle manière qu’une partie ou tout leur
contenu constitue des exigences 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
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 11666:2010, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Niveaux
d'acceptation
ISO 16810, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Principes généraux
ISO 16811, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Réglage de la sensibilité et de la base de temps
ISO 16826, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Contrôle des discontinuités perpendiculaires
à la surface
ISO 17635, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Règles générales pour les matériaux
métalliques
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ISO 17640:2017(F)
ISO 23279, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Caractérisation
des discontinuités dans les assemblages soudés
EN 12668 (toutes les parties), Essais non destructifs — Caractérisation et vérification de l'appareillage de
contrôle par ultrasons
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 5577 et
l’ISO 17635 s'appliquent.
L’ISO et l’IEC maintiennent des bases de données terminologiques pour utilisation dans le domaine de la
normalisation aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: disponible à http://www.iso.org/obp
4 Symboles
Tableau 1 — Symboles, définitions et unités
Symbole Définition Unité
AL niveau d’acceptation —
D diamètre du réflecteur en forme de disque (trou à fond plat) mm
DSR
h hauteur de la discontinuité dans la direction de la profondeur mm
l longueur de la discontinuité mm
l longueur projetée de la discontinuité dans la direction x mm
x
l longueur projetée de la discontinuité dans la direction y mm
y
p distance projetée entière mm
a
t épaisseur du métal de base (partie la plus mince) mm
x position de la discontinuité dans la direction longitudinale mm
y position de la discontinuité dans la direction transversale mm
z position de la discontinuité dans la direction de la profondeur mm
a
Si les pièces à assembler n’ont pas la même épaisseur, l’épaisseur la plus petite doit être prise en compte.
Les indications doivent être considérées comme provenant de discontinuités soit longitudinales soit
transversales, selon l'orientation de leur plus grande dimension par rapport à l'axe de la soudure, x,
conformément à la Figure 1.
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l
l
y
h
y
ISO 17640:2017(F)
1
X
Y
Z
Légende
1 origine
Pour les définitions de h, l, l , l , x, y, z, voir Tableau ci-dessus.
NOTE
x y
Figure 1 — Systèmes de coordonnées pour définir la position des discontinuités
5 Principe
L'objet du présent document est de décrire des techniques générales de contrôle par ultrasons des
soudures, avec des critères normalisés, pour les assemblages soudés les plus couramment utilisés, à des
températures d'objet dans l'intervalle 0 °C à 60 °C. Les exigences spécifiques énoncées dans le présent
document se rapportent au matériel d’essai, à la préparation, au contrôle lui-même et au rapport de
contrôle. Les paramètres spécifiés, en particulier ceux relatifs aux traducteurs, sont compatibles avec
les exigences de l'ISO 11666 et de l'ISO 23279.
Si les pièces à assembler n’ont pas la même épaisseur, l’épaisseur la plus petite doit être prise en compte.
Les techniques utilisées doivent être spécifiées.
6 Informations requises avant le contrôle
6.1 Points à spécifier
Ils comprennent:
a) la méthode d'établissement du niveau de référence;
b) la méthode à utiliser pour l'évaluation des discontinuités;
c) les niveaux d'acceptation;
d) le niveau de contrôle;
e) le ou les stades de fabrication ou de mise en œuvre auxquels le contrôle doit être effectué;
f) la qualification du personnel;
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l x
x
l
h
z
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ISO 17640:2017(F)
g) l'étendue du contrôle pour les discontinuités transversales;
h) les exigences relatives à un contrôle tandem supplémentaire (conformément à l'ISO 16826);
i) le contrôle du métal de base avant et/ou après soudage;
j) l'exigence, ou non, d'une procédure de contrôle écrite;
k) les exigences relatives aux procédures de contrôle écrites.
6.2 Informations spécifiques requises avant le contrôle
Avant que tout contrôle d'un assemblage soudé puisse commencer, l'opérateur doit disposer des
éléments essentiels suivants:
a) la procédure de contrôle écrite, si nécessaire (voir 6.3);
b) le ou les types de métaux de base et la forme du produit (c'est-à-dire moulé, forgé ou laminé);
c) le stade de fabrication ou de mise en œuvre auquel va avoir lieu le contrôle, y compris le traitement
thermique éventuel;
d) la durée et l'étendue de tout traitement thermique après soudage;
e) la préparation et les dimensions des joints;
f) les exigences d'état de surface;
g) le mode opératoire de soudage ou les renseignements pertinents concernant le procédé de soudage;
h) les exigences relatives au rapport;
i) les niveaux d'acceptation;
j) l'étendue des contrôles y compris, au besoin, les exigences relatives au contrôle des discontinuités
transversales;
k) le niveau de contrôle;
l) le niveau de qualification du personnel;
m) les procédures relatives aux actions correctives si le contrôle révèle des discontinuités
inacceptables.
6.3 Procédure de contrôle écrite
Les définitions et exigences figurant dans le présent document répondent normalement au besoin d'une
procédure de contrôle écrite.
Si ce n'est pas le cas, ou si les techniques décrites dans le présent document ne sont pas applicables
à l'assemblage soudé à contrôler, d'autres procédures écrites doivent être utilisées si requises par
spécification.
7 Exigences relatives au personnel et au matériel
7.1 Qualification du personnel
Le personnel effectuant des contrôles non destructifs conformément au présent document doit être
qualifié et certifié à un niveau approprié pour le contrôle par ultrasons conformément à l'ISO 9712, ou à
une norme équivalente dans le secteur industriel correspondant.
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ISO 17640:2017(F)
Outre une connaissance générale du contrôle par ultrasons des soudures, le personnel doit également
être familiarisé avec les problèmes de contrôle spécifiquement liés aux types d'assemblages soudés à
contrôler.
7.2 Matériel d’essai
Tout matériel utilisé pour le contrôle des soudures, conformément au présent document, doit satisfaire
aux exigences de l'EN 12668 (toutes les parties).
7.3 Paramètres des traducteurs
7.3.1 Fréquence d'essai
La fréquence doit être comprise entre 2 MHz et 5 MHz, et doit être choisie pour prendre en compte les
propriétés de l’objet contrôlé et être conforme aux niveaux d'acceptation spécifiés, par exemple ceux de
l'ISO 11666.
Si nécessaire, des fréquences supérieures peuvent être utilisées pour améliorer la résolution de
l'intervalle quand on utilise des normes de niveaux d'acceptation basées sur la caractérisation des
discontinuités, par exemple l'ISO 23279.
Des fréquences plus basses peuvent être utilisées pour des contrôles effectués avec de grands trajets
ultrasonores et/ou lorsque le matériau a des caractéristiques d'atténuation élevées.
7.3.2 Angles d'incidence
Lorsque le contrôle est effectué avec des ondes transversales suivant une technique exigeant que le
faisceau ultrasonore soit réfléchi par une surface opposée, prendre soin de s'assurer que l'angle
d'incidence du faisceau sur la surface réfléchissante opposée est compris entre 35° et 70°. Lorsque
plusieurs angles du faisceau sont utilisés, au moins l'un des traducteurs de faisceau d’angle utilisés doit
satisfaire à cette exigence. L'un des angles du faisceau doit garantir que les faces à souder par fusion sont
contrôlées sous incidence normale, ou aussi voisine que possible de la normale. Lorsque l'utilisation
d'au moins deux angles du faisceau est spécifiée, la différence entre les angles de faisceau nominaux
doit être supérieure ou égale à 10°.
L'angle d'incidence du traducteur et l'angle formé sur la surface réfléchissante, si elle est incurvée,
peuvent être déterminés en représentant une vue en coupe de la soudure ou conformément aux
techniques données dans l'ISO 16811. Si les angles d'incidence ne peuvent pas être déterminés comme
spécifié dans le présent document, le rapport de contrôle doit comporter une description complète
des explorations effectuées et l'étendue des zones non contrôlées, avec une explication des difficultés
rencontrées.
7.3.3 Taille de l'élément
La taille de l'élément doit être choisie en fonction du trajet des ultrasons devant être utilisé et de la
fréquence.
Plus l'élément est petit, plus la longueur et la largeur du champ proche sont réduites, et plus la diffusion
du faisceau dans le champ lointain est élevée à une fréquence donnée.
Des traducteurs de petites dimensions comportant des éléments de 6 mm à 12 mm de diamètre (ou des
éléments rectangulaires de surface équivalente) sont donc plus utiles pour les contrôles employant de
courts trajets ultrasonores. Pour des trajets ultrasonores plus longs, c'est-à-dire supérieurs à 100 mm
pour des traducteurs droits uniques et supérieurs à 200 mm pour des traducteurs d'angle, une taille
d'élément comprise entre 12 mm et 24 mm est plus adaptée.
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ISO 17640:2017(F)
7.3.4 Adaptation des traducteurs aux surfaces de balayage incurvées
Le jeu, g, entre la surface examinée et le traducteur ne doit pas dépasser 0,5 mm.
Pour les traducteurs plats sur des surfaces cylindriques ou sphériques, cette exigence peut être vérifiée
à l'aide de la Formule (1):
2
a
g = (1)
4D
où
a est la dimension, en millimètres, du traducteur dans le sens de la courbure;
D est le diamètre, en millimètres, de l’objet contrôlé.
Si par ce calcul on obtient une largeur de g supérieure à 0,5 mm, le traducteur doit être adapté à la
surface; la sensibilité et l'étendue doivent être réglées en conséquence.
Pour les surfaces sphériques ou de forme complexe, la Formule (1) doit être appliquée à la fois dans le
sens de la longueur et de la largeur du traducteur (différences possibles dans la courbure et/ou dans les
dimensions du traducteur).
7.3.5 Milieu de couplage
Le milieu de couplage doit être conforme à l'ISO 16810. Le milieu de couplage utilisé pour le réglage de
la sensibilité et de l'étendue doit être le même que celui utilisé lors de l'essai.
8 Volume à contrôler
Le volume à contrôler (voir Figure 2) est défini par la zone incluant la soudure et le métal de base et
la largeur de la zone affectée thermiquement de chaque côté de la soudure ou au moins 10 mm si la
largeur de la zone affectée thermiquement n’est pas connue.
Dans tous les cas, le balayage doit couvrir la totalité du volume à contrôler. Si tous les éléments du volume
ne peuvent pas être contrôlés dans au moins une direction de balayage ou si les angles d'incidence sur la
surface opposée ne respectent pas les exigences de 7.3.2, d'autres techniques de contrôle par ultrasons,
ou des contrôles par ultrasons supplémentaires ou d'autres techniques de contrôles non destructifs
doivent être convenus. Cela peut, dans certains cas, nécessiter l'élimination de la surépaisseur de la
soudure.
Des techniques supplémentaires peuvent nécessiter un contrôle avec traducteur de faisceau d’angle
à émetteur et récepteur séparés, traducteur à ondes rampantes, d'autres techniques ultrasonores, ou
d'autres méthodes appropriées, par exemple le ressuage, la magnétoscopie ou la radiographie. Lors du
choix de techniques différentes ou complémentaires, il est recommandé de prendre en compte le type
de soudure et l'orientation probable de tout défaut à détecter.
9 Préparation des surfaces de balayage
Les surfaces de balayage doivent être assez larges pour permettre de couvrir totalement le volume à
contrôler (voir Figure 2). En variante, la largeur des surfaces à contrôler peut être plus petite s'il est
possible de couvrir la totalité du volume à contrôler équivalent, en effectuant un balayage à partir à la
fois de la surface inférieure et de la surface supérieure de la soudure.
Les surfaces de balayage doivent être planes et exemptes de matières étrangères (par exemple rouille,
calamine, projections de soudure, entailles, rainures) à même de perturber le couplage du traducteur.
L'ondulation de la surface de contrôle ne doit pas laisser un jeu supérieur à 0,5 mm entre le traducteur
et cette surface. Au besoin, ces exigences peuvent être satisfaites par arasage. Des variations locales du
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profil de la surface, par exemple le long du bord de la soudure, qui conduisent à un jeu au-dessous du
traducteur mesurant jusqu'à 1 mm, ne peuvent être autorisées que si au moins un angle supplémentaire
du faisceau est utilisé pour le côté dégradé de la soudure. Ce balayage supplémentaire est nécessaire
pour compenser le balayage incomplet de la soudure dû à un jeu de cette dimension.
Les zones de balayage et les surfaces sur lesquelles se réfléchit le faisceau ultrasonore doivent permettre
un couplage et une réflexion sans perturbation.
10 Contrôle du métal de base
Le métal de base dans la zone de balayage (voir Figure 2) doit être contrôlé avec des traducteurs droits
avant ou après soudage, à moins qu'on ne puisse démontrer (par exemple avec des contrôles antérieurs
effectués pendant le procédé de fabrication) que le contrôle de la soudure avec des faisceaux d'angle
n'est pas influencé par la présence de défauts ou par une atténuation élevée.
Lorsque des défauts sont détectés, leur incidence sur le contrôle par traducteur d'angle du faisceau
proposé doit être évaluée; si nécessaire, les techniques correspondantes doivent être ajustées en
conséquence. Si des défauts compromettent sérieusement le contrôle par ultrasons, d'autres techniques
de contrôle (par exemple la radiographie) doivent être considérées.
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ISO 17640:2017(F)
Dimensions en millimètres
a
10 10
3 2 1
4
10
10
b
Légende
1 position 1, en prenant en compte la largeur de la zone affectée thermiquement
2 position 2
3 position 3
4 zone affectée thermiquement
a
Largeur du volume à contrôler.
b
Largeur de la zone de balayage, ne comprenant pas la largeur de la soudure, du fait de la surépaisseur de la
soudure.
Figure 2 — Exemple de volume à contrôler à couvrir lors du balayage pour la détection des
discontinuités longitudinales
11 Réglage de l'étendue et de la sensibilité
11.1 Généralités
Un réglage d'étendue et de sensibilité doit intervenir avant chaque contrôle conformément au présent
document et à l’ISO 16811, en tenant compte de l'incidence de la température. L'écart de température
pendant le réglage
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.