ISO 13588:2019
(Main)Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of automated phased array technology
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of automated phased array technology
This document specifies the application of the phased array technology for the semi- or fully automated ultrasonic testing of fusion-welded joints in metallic materials of minimum thickness 6 mm. It applies to full penetration welded joints of simple geometry in plates, pipes, and vessels, where both the weld and the parent material are low-alloy and/or fine grained steel. For the testing of welds in other steel materials this document gives guidance. For coarse-grained or austenitic steels, ISO 22825 applies in addition to this document. This document provides guidance on the specific capabilities and limitations of the phased array technology for the detection, location, sizing and characterization of discontinuities in fusion-welded joints. Phased array technology can be used as a stand-alone technology or in combination with other non-destructive testing (NDT) methods or techniques, for manufacturing inspection, pre-service and for in-service inspection. This document specifies four testing levels, each corresponding to a different probability of detection of imperfections. This document permits assessment of discontinuities for acceptance purposes based either on amplitude (equivalent reflector size) and length, or on height and length. This document does not include acceptance levels for discontinuities. This document is not applicable for automated testing of welds during the production of steel products covered by ISO 10893-8, ISO 10893-11 and ISO 3183.
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Utilisation de la technique multi-éléments automatisés
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 matériaux métalliques d'une épaisseur minimale de 6 mm. Il s'applique à des assemblages soudés à pleine pénétration de géométrie simple sur plaques, tubes et récipients, dans lesquels le métal de base et le métal fondu sont tous les deux constitués d'acier faiblement allié et/ou d'acier à grain fin. Le présent document donne des indications pour les contrôle de soudures dans d'autres matériaux en acier. Pour les aciers à grains grossiers ou austénitiques, la norme ISO 22825 s'applique, en plus du présent document. 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 peut être utilisée de manière autonome ou en combinaison avec d'autres méthodes ou techniques de contrôle non-destructif, aussi bien pour le contrôle de fabrication avant service que pour le contrôle en cours de service. Le présent document spécifie quatre niveaux de contrôle, chacun correspondant à une probabilité différente de détection des imperfections. Le présent document permet l'évaluation des indications à des fins d'acceptation en se basant sur l'amplitude (taille équivalente du réflecteur) et la longueur ou sur la hauteur et la longueur. Le présent document ne comporte pas de niveaux d'acceptation pour les discontinuités. Le présent document ne s'applique pas pour le contrôle automatisé des soudures pendant la production de produits en aciers couvert par l'ISO 108938, l'ISO 1089311 et par l'ISO 3183.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13588
Second edition
2019-02
Non-destructive testing of welds —
Ultrasonic testing — Use of automated
phased array technology
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par
ultrasons — Utilisation de la technique multi-éléments automatisés
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
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Fax: +41 22 749 09 47
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Testing levels . 2
5 Information required prior to testing . 4
5.1 Items to be defined prior to procedure development . 4
5.2 Specific information required by the operator before testing . 4
5.3 Written test procedure . 5
6 Requirements for personnel and test equipment . 5
6.1 Personnel qualifications . 5
6.2 Test equipment . 6
6.2.1 General. 6
6.2.2 Ultrasonic instrument . 6
6.2.3 Ultrasonic probes . 6
6.2.4 Scanning mechanisms . 6
7 Preparation for testing . 6
7.1 Volume to be tested . 6
7.2 Verification of the test setup . 6
7.3 Scan increment setting . 6
7.4 Geometry considerations . 7
7.5 Preparation of scanning surfaces . 7
7.6 Temperature . 7
7.7 Couplant . 7
8 Testing of base 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
9.1.4 TOFD 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
10 Equipment checks .10
11 Procedure qualification .10
12 Weld testing .10
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 .11
14.3 Identification of relevant indications .11
14.4 Classification of relevant indications .11
14.5 Determination of location .12
14.6 Determination of length and height .12
14.6.1 General.12
14.6.2 Determination of length .12
14.6.3 Determination of height .12
14.7 Evaluation against acceptance criteria .13
15 Test report .13
Annex A (informative) Typical reference blocks and reference reflectors .15
Annex B (informative) Illustrations of possible signals to be used .20
Bibliography .24
iv © ISO 2019 – All rights reserved
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.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13588:2012), which has been technically
revised. The main changes compared to the previous edition are as follows:
— Clauses 2 and 3 have been updated;
— a method of length and height measurement has been added;
— new Annex B has been added;
— the document has been editorially updated.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13588:2019(E)
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing —
Use of automated phased array technology
1 Scope
This document specifies the application of the phased array technology for the semi- or fully automated
ultrasonic testing of fusion-welded joints in metallic materials of minimum thickness 6 mm. It applies
to full penetration welded joints of simple geometry in plates, pipes, and vessels, where both the weld
and the parent material are low-alloy and/or fine grained steel. For the testing of welds in other steel
materials this document gives guidance. For coarse-grained or austenitic steels, ISO 22825 applies in
addition to this document.
This document provides guidance on the specific capabilities and limitations of the phased array
technology for the detection, location, sizing and characterization of discontinuities in fusion-welded
joints. Phased array technology can be used as a stand-alone technology or in combination with other
non-destructive testing (NDT) methods or techniques, for manufacturing inspection, pre-service and
for in-service inspection.
This document specifies four testing levels, each corresponding to a different probability of detection of
imperfections.
This document permits assessment of discontinuities for acceptance purposes based either on
amplitude (equivalent reflector size) and length, or on height and length.
This document does not include acceptance levels for discontinuities.
This document is not applicable for automated testing of welds during the production of steel products
covered by ISO 10893-8, ISO 10893-11 and ISO 3183.
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 5817, Welding — Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium and their alloys (beam welding
excluded) — Quality levels for imperfections
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel
ISO 17640, Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Techniques, testing levels, and
assessment
ISO 10863, Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of time-of-flight diffraction
technique (TOFD)
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
ISO 19285, Non-destructive testing of welds — Phased array ultrasonic testing (PAUT) — Acceptance levels
ISO 22825, Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Testing of welds in austenitic steels
and nickel-based alloys
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, 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 can need further evaluation
3.3
phased array setup
probe arrangement defined by probe characteristics (e.g. frequency, probe element size, beam angle,
wave mode), probe position (3.4), and the number of probes
3.4
probe position
PP
distance between the front of the wedge and the weld centre line
3.5
scan increment
distance between successive data collection points in the direction of scanning (mechanically or
electronically)
3.6
skewed scan
scan performed with a skewed angle
Note 1 to entry: The skewed angle can be achieved electronically or by means of probe orientation.
3.7
mode
phased array mode
combination of ultrasonic beams created by phased array technology, e.g. fixed angle, E-scan, S-scan
4 Testing levels
Quality requirements for welded joints are mainly associated with the material, welding process and
service conditions. To comply with all of these requirements, this document specifies four testing levels
(A, B, C and D).
2 © ISO 2019 – All rights reserved
From testing level A to testing level C, an increasing probability of detection is achieved by an increasing
testing coverage, e.g. number of incidences, combining techniques.
Testing level D may be agreed for special applications using a written procedure which shall take
into account the general requirements of this document. 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. For coarse-grained or austenitic steels, ISO 22825 shall also be used.
In general, the testing levels are related to quality levels (e.g. according to ISO 5817). The appropriate
testing level can be specified by standards for the testing of welds (e.g. ISO 17635), by product standards
or by other documents. When ISO 17635 is specified, the testing levels in relation to ISO 5817 as given
in Table 1 shall be used.
Table 1 — Quality levels of ISO 5817 and corresponding testing levels
Testing level Quality level in ISO 5817
A C, D
B B
C by agreement
D special application
Table 2 shows the minimum requirements and in all cases, as described in 7.2, the setup shall be verified
with a reference block. In cases where scanning is performed from one face (excluding TOFD), half and
full skip shall be used and stored; if scanning is performed from both faces, half skip is sufficient.
If diffraction signals are detected they may be used for sizing.
If the evaluation of the discontinuities is based on amplitude only, the deviation of the beam direction
from the normal to the weld bevel shall not exceed 6°. If this is not possible 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 these areas to be tested shall be covered with enough sensitivity
Table 2 — Description of testing levels
Testing levels
A B C
Mode Example of sketches
Reference blocks (see Annex A)
Block A Block B Block C
Test set-up
Fixed angles at fixed
probe position to Not suitable as single
Two sides Two sides
weld technique
a
(line scans)
Fixed angles with ras-
One side One side One side
a
ter scanning
E-scan at fixed probe
Two sides with two an-
position One side Two sides
c
gles
a
(line scan)
S-scan at fixed probe Two sides or
Two sides or two probe
position to weld One side two probe posi-
positions
a
(line scan) tions
Table 2 (continued)
Testing levels
A B C
Mode Example of sketches
Reference blocks (see Annex A)
Block A Block B Block C
S-scan raster Not recommended One side
TOFD generated with Not recommended, TOFD testing in
One setup
a
phased array accordance with ISO 10863
b
Skewed scan If required by specification
a
For testing level C, at least two different test setups from this table shall be combined; at least one of them
shall be S-scan or TOFD.
b
If detection of transverse discontinuities is required by specification, a suitable additional test setup shall be
applied. Skewed probe or electronically skewed beam can be used.
c
At least 10° difference between angles.
5 Information required prior to testing
5.1 Items to be defined prior to procedure development
Information on the following items is required:
a) purpose and extent of testing;
b) testing levels;
c) acceptance criteria;
d) specification of reference blocks;
e) manufacturing or operation stage at which the testing is to be carried out;
f) weld details and information on the size of the heat-affected zone;
g) requirements for access and surface conditions and temperature;
h) personnel qualifications;
i) 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 as
specified in 5.1 together with the following additional information:
a) written test procedure;
b) type(s) of parent material and product form (i.e. cast, forged, rolled);
c) joint preparation and dimensions;
d) welding instruction or relevant information on the welding process;
4 © ISO 2019 – All rights reserved
e) time of testing relative to any post-weld heat treatment;
f) result of any parent metal testing carried out prior to and/or after welding.
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) equipment requirements (including but not limited to frequency, sampling rate, pitch between
elements, element size);
f) reference and/or test blocks;
g) setting of equipment;
h) available access and surface conditions;
i) testing of parent material;
j) evaluation of indications;
k) acceptance levels and/or recording levels;
l) reporting requirements;
m) environmental and safety issues.
The procedure shall include a documented testing strategy or scan plan showing probe position, probe
movement, and component coverage that provides a standardized and repeatable methodology for weld
testing. The scan plan shall also include ultrasonic beam angles used, beam directions with respect to
the weld centre line, and the volume to be tested 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.
In addition to general knowledge of ultrasonic weld testing, the operators shall be familiar with, and
have practical experience in, the use of ultrasonic phased arrays. Specific training and examination of
personnel should be performed on representative pieces. These training and examination results should
be documented. If this is not the case, specific training and examination should be performed with
the finalized ultrasonic testing procedures and selected ultrasonic test equipment on representative
samples containing natural or artificial reflectors similar to those expected. These training and
examination results should be documented.
6.2 Test equipment
6.2.1 General
In selecting the system components (hardware and software), ISO/TS 16829 gives useful information.
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.
6.2.2 Ultrasonic instrument
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 Ultrasonic probes
Both longitudinal and shear waves may be used.
Adaptation of probes to curved scanning surfaces shall comply with ISO 17640. When adapted probes
are used, the influence on the sound beam shall be taken into account.
The number of dead elements on each active
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13588
Deuxième édition
2019-02
Essais non destructifs des
assemblages soudés — Contrôle
par ultrasons — Utilisation de la
technique multi-éléments automatisés
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of
automated phased array technology
Numéro de référence
©
ISO 2019
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
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 définir 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'appareillage d’essai . 6
6.1 Qualification du personnel . 6
6.2 Appareillage d’essai . 6
6.2.1 Généralités . 6
6.2.2 Instrument ultrasonore . 6
6.2.3 Traducteurs ultrasonores . 6
6.2.4 Mécanismes de balayage . 6
7 Préparation avant contrôle . 6
7.1 Volume à contrôler . 6
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 . 7
7.6 Température . 8
7.7 Couplant . 8
8 Contrôle du métal de base . 8
9 Réglages de la gamme d'épaisseur et de la sensibilité . 8
9.1 Réglages . 8
9.1.1 Généralités . 8
9.1.2 Fenêtre de sélection de l'écho d'impulsion . 8
9.1.3 Réglages de la sensibilité à l'écho d'impulsion . 8
9.1.4 Réglages d'un dispositif TOFD . 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 .10
10 Vérifications de l'appareillage .10
11 Qualification du mode opératoire .10
12 Contrôle des assemblages soudés .11
13 Stockage des données.11
14 Interprétation et analyse des données du multi-éléments .11
14.1 Généralités .11
14.2 Évaluation de la qualité des données du multi-éléments .12
14.3 Identification des indications pertinentes .12
14.4 Classification des indications pertinentes .12
14.5 Détermination de l’emplacement .12
14.6 Détermination de la longueur et de la hauteur .12
14.6.1 Généralités .12
14.6.2 Détermination de la longueur .13
14.6.3 Détermination de la hauteur .13
14.7 Évaluation par rapport aux critères d'acceptation .13
15 Rapport de contrôle .13
Annexe A (informative) Blocs de référence et réflecteurs de référence types.16
Annexe B (informative) Illustrations des signaux diffractés possibles à utiliser .21
Bibliographie .25
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
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 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.
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/members .html.
Les interprétations officielles, lorsqu'elles existent, sont disponibles depuis la page suivante: https:
//committee .iso .org/sites/tc44/home/interpretation .html.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13588:2012), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— les Articles 2 et 3 ont été mis à jour;
— une méthode de mesure de la longueur et de la hauteur a été ajoutée;
— la nouvelle Annexe B a été ajoutée;
— le document a été mis à jour sur le plan rédactionnel.
NORME INTERNATIONALE ISO 13588:2019(F)
Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle
par ultrasons — Utilisation de la technique multi-éléments
automatisés
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 matériaux
métalliques d'une épaisseur minimale de 6 mm. Il s'applique à des assemblages soudés à pleine
pénétration de géométrie simple sur plaques, tubes et récipients, dans lesquels le métal de base et le
métal fondu sont tous les deux constitués d'acier faiblement allié et/ou d’acier à grain fin. Le présent
document donne des indications pour les contrôle de soudures dans d'autres matériaux en acier. Pour les
aciers à grains grossiers ou austénitiques, la norme ISO 22825 s'applique, en plus du présent document.
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 peut être
utilisée de manière autonome ou en combinaison avec d'autres méthodes ou techniques de contrôle
non-destructif, aussi bien pour le contrôle de fabrication avant service que pour le contrôle en cours de
service.
Le présent document spécifie quatre niveaux de contrôle, chacun correspondant à une probabilité
différente de détection des imperfections.
Le présent document permet l'évaluation des indications à des fins d'acceptation en se basant sur
l'amplitude (taille équivalente du réflecteur) et la longueur ou sur la hauteur et la longueur.
Le présent document ne comporte pas de niveaux d'acceptation pour les discontinuités.
Le présent document ne s'applique pas pour le contrôle automatisé des soudures pendant la production
de produits en aciers couvert par l’ISO 10893−8, l'ISO 10893−11 et par l’ISO 3183.
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.
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 5817, Soudage — Assemblages en acier, nickel, titane et leurs alliages soudés par fusion (soudage par
faisceau exclu) — Niveaux de qualité par rapport aux défauts
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 17640, Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Techniques, niveaux
d'essai et évaluation
ISO 10863, Contrôle non destructif des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Utilisation de la
technique de diffraction des temps de vol (méthode TOFD)
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
ISO 19285, Essais non destructifs des assemblages soudés — Technique ultrasons multi-éléments (PAUT) —
Niveaux d'acceptation
ISO 22825, Essais non destructifs des assemblages soudés — Contrôle par ultrasons — Contrôle des
soudures en aciers austénitiques et en alliages à base nickel
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 les définitions de l'ISO 5577, 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, 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
(3.4) et le nombre de traducteurs
3.4
position du traducteur
PT
distance entre la face avant du sabot et la ligne médiane de la soudure
3.5
pas de balayage
distance entre deux points de collecte de données successifs dans la direction du balayage
(mécaniquement ou électroniquement)
3.6
balayage désorienté
balayage réalisé avec un angle de rotation
Note 1 à l'article: Le balayage désorienté peut être obtenu électroniquement ou par action sur l’orientation du
traducteur.
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3.7
mode
mode multi-élements
combinaison de faisceaux ultrasonores créés par la technologie des réseaux phasés, par exemple angle
fixe, E-scan, S-scan
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 se conformer à toutes ces exigences, le présent document
spécifie quatre niveaux de contrôle (A, B, C et D).
Depuis le niveau de contrôle A jusqu'au niveau de contrôle C, la probabilité de détection augmente avec
les efforts consacrés aux contrôles, par exemple des incidences plus nombreuses, des combinaisons de
techniques.
Pour des applications spéciales, un niveau de contrôle supplémentaire D, basé sur un mode opératoire
de contrôle écrit qui doit tenir compte des exigences générales du présent document, peut être
convenu. 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 en dehors de la plage indiquée. Pour les aciers à grains grossiers ou
austénitiques, la norme ISO 22825 doit également être utilisée.
Les niveaux de contrôle sont généralement liés aux niveaux de qualité (par exemple conformément à
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 documents. Lorsque
l'ISO 17635 est spécifiée, les niveaux de contrôle en lien avec l’ISO 5817 tel qu'indiqué dans le Tableau 1
doivent être utilisés.
Tableau 1 — Niveaux de qualité dans l’ISO 5817 et niveaux de contrôle correspondants
Niveau de qualité
Niveau de contrôle
dans l'ISO 5817
A C, D
B B
C par accord
D application spéciale
Le Tableau 2 indique les exigences minimales et, pour tous les cas, la configuration de contrôle doit
être vérifiée avec un bloc de référence, tel que spécifié en 7.2. Dans le cas où le balayage est effectué
d’un côté (à l’exception du TOFD), le demi-bond et le bond complet doivent être utilisés et stockés; si le
balayage est effectué des deux côtés, la moitié de la surface projetée suffit.
Si des signaux de diffraction sont détectés, ceux-ci peuvent être utilisés pour le dimensionnement.
Si l'évaluation des discontinuités est fondée uniquement sur l'amplitude, l'écart de la direction du
faisceau, de la surface normale au chanfrein de soudure, ne doit pas dépasser 6°. Si cela n'est pas possible
en raison de la géométrie de l'objet contrôlé (par exemple, bouchon à souder, soudure à fente étroite),
le plan de balayage doit décrire les mesures correctives et expliquer comment ces zones à soumettre à
essai doivent être couvertes avec une sensibilité suffisante.
Tableau 2 — Description des niveaux de contrôle
Niveaux de contrôle
A B C
Mode Exemples de croquis
Blocs de référence (voir Annexe A)
Bloc A Bloc B Bloc C
Configuration de contrôle
Angles fixes à position
Inadéquat,
fixe du traducteur par
Deux côtés comme Deux côtés
rapport à la soudure
technique seule
a
(balayage linéaire)
Angles fixes avec
Un côté Un côté Un côté
a
balayage par créneau
Balayage E à position
Deux côtés avec
fixe du traducteur par
Un côté deux Deux côtés
rapport à la soudure
c
angles
a
(balayage linéaire)
Balayage S à position
Deux côtés ou Deux côtés ou
fixe du traducteur par
Un côté deux positions deux positions
rapport à la soudure
de traducteur de traducteur
a
(balayage linéaire)
Balayage S
Non recommandé Un côté
par créneau
Non recommandé, contrôle
TOFD généré en Une
du TOFD conformément à
multi-éléments configuration
l'ISO 10863
b
Balayage en oblique Si requis par une spécification
a
Pour le niveau de contrôle C, au moins deux configurations de contrôle différentes de ce tableau doivent être combinées,
au moins l'une d'elles devant être un balayage S ou une TOFD.
b
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.
c
Au moins 10° de différence entre les angles.
5 Informations exigées avant le contrôle
5.1 Points à définir avant l'élaboration d'un mode opératoire
Des informations relatives aux points suivants sont exigées:
a) but et étendue du contrôle;
b) niveaux de contrôle;
c) critères d'acceptation;
d) spécification des blocs de référence;
e) étape de fabrication ou étape opérationnelle à laquelle le contrôle doit être effectué;
f) détails concernant le soudage et informations sur la taille de la zone affectée thermiquement;
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g) exigences relatives aux conditions d'accessibilité, à l'état de surface et à la température;
h) qualification du personnel;
i) exigences relatives au rapport.
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) type(s) de métal de base et forme du produit (c'est-à-dire moulé, forgé, laminé);
c) préparation et dimensions du joint;
d) instructions de soudage ou informations pertinentes relatives au procédé de soudage;
e) période de contrôle concernant tout traitement thermique après soudage;
f) résultats des essais et contrôles effectués sur le métal de base avant et/ou 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/formation du personnel;
e) exigences relatives à l'appareillage (comprenant, sans toutefois s'y limiter, la fréquence, la vitesse
d'échantillonnage, le pas entre éléments, la taille des éléments);
f) blocs de référence et/ou de contrôle;
g) réglage de l'appareillage;
h) conditions d'accessibilité et état de surface;
i) contrôles du métal de base;
j) évaluation des indications;
k) niveaux d'acceptation et/ou seuils d'enregistrement;
l) exigences relatives au rapport;
m) questions liées à l'environnement et à la sécurité.
Le mode opératoire doit inclure une stratégie de contrôle documentée ou un 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 les angles de faisceau ultrasonore utilisés, les directions de faisceau par rapport à la ligne
médiane de la soudure et le volume à contrôler pour chaque soudure.
6 Exigences relatives au personnel et à l'appareillage d’essai
6.1 Qualification du personnel
Le personnel effectuant des contrôles non destructifs conformément au présent document doit être
qualifié conformément à l'ISO 9712 ou à une norme équivalente dans le secteur industriel correspondant.
Outre une connaissance générale du contrôle par ultrasons des assemblages soudés, les opérateurs
doivent également être familiarisés et avoir une expérience pratique dans l'utilisation de la technologie
par ultrasons multi-éléments. Il convient que le personnel suive une formation spécifique et passe
un examen sur des pièces représentatives. Il convient de documenter cette formation et les résultats
d'examen. Si ce n'est pas le cas, il convient d'effectuer une formation spécifique et un examen avec les
mode opératoires de contrôle par ultrasons finalisés et le matériel de contrôle par ultrasons choisi,
sur des échantillons représentatifs contenant des réflecteurs naturels ou artificiels similaires à ceux
attendus. Il convient de documenter cette formation et les résultats d'examen.
6.2 Appareillage d’essai
6.2.1 Généralités
L’ISO/TS 16829 donne des informations utiles pour le choix des composants (matériels et logiciels) du
système.
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 de l’ISO 18563-3, le cas échéant.
6.2.2 Instrument ultrasonore
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 ultrasonores
Des ondes longitudinales et des ondes transversales peuvent être utilisées.
L'adaptation des traducteurs à des surfaces balayées courbes doit être réalisée conformément à
l'ISO 17640. Lorsque des traducteurs adaptés sont utilisés, l’influence du faisceau ultrasonore doit être
prise en compte.
Le nombre d'éléments morts sur chaque ouverture active ne doit pas dépasser 1 sur 16 et les éléments
morts ne doivent pas être adjacents. Pour les ouvertures actives utilisant moins de 16 éléments, aucun
élément mort n'est autorisé, à moins qu'une performance adéquate ne soit démontrée.
6.2.4 Mécanismes de balayage
Afin d'obtenir des images (des données recueillies) cohérentes, des mécanismes de guidage et un (des)
encodeur(s) doivent être utilisés.
7 Préparation avant contrôle
7.1 Volume à contrôler
Le but du contrôle doit être défini par une spécification. Sur cette base, le volume à contrôler doit être
déterminé.
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Pour les contrôles réalisés au stade de la fabrication, le volume de contrôle doit inclure la soudure et
le métal de base sur la plus grande des deux zones suivantes: au moins 10 mm de chaque côté de la
soudure (5 mm pour les soudures par soudage laser et par faisceau d’électrons), ou bien la largeur de la
zone affectée thermiquement (sur la base des informations fournies par le fabricant).
Il convient qu’un plan de balayage soit fourni. Il convient que le plan de balayage montre la couverture
du faisceau, l'épaisseur de la soudure et la géométrie de la soudure.
Il est nécessaire de s’assurer que le(s) faisceau(x) ultrasonore(s) couvre(nt) le volume à soumettre à essai.
7.2 Vérification de la configuration de contrôle
La capacité de la configuration de c
...
Questions, Comments and Discussion
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