ICS75.180.10;77.040.20 E92;H26 SY 备案号：53440—2016 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T6858.5—2016 代替SY/T5447—1992 油并管无损检测方法 第5部分：超声测厚 Nondestructive testingmethod for OCTG- Part 5: Ultrasonic thickness measurement 2016-01一07发布 2016一06一01实施 国家能源局 发布 SY/T6858.5—2016 目 次 前言 Ⅱ 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 超声测厚方法概述 设备 基本要求 6 仪器的标定和调整 7 8 测厚方法 评定和标记 10 材料的影响 11 报告 SY/T6858.5-2016 前 言 SY/T6858《油井管无损检测方法》分为以下部分： -第1部分：套铣管螺纹漏磁探伤； -第2部分：钻杆加厚过渡带漏磁探伤； 第3部分：钻具螺纹磁粉检测； 一第4部分：钻杆焊缝超声波检测； 第5部分：超声测厚； -第6部分：非铁磁体螺纹渗透检测； 本部分为SY/T6858的第5部分。 本部分按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则 起草。 本部分代替SY/T5447一1992《油井管无损检测方法 超声测厚》，与SY/T5447一1992相比， 除编辑性修改外，主要技术变化如下： 增加了规范性引用文件（见第2章）； 一增加了术语及定义（见第3章）； 修改了对超声测厚方法的概述（见第4章，1992年版的第4章）； 增加了对双探头的非线性的基本要求（见第6章）； 增加了材料的影响的说明（见第10章）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由石油管材专业标准化技术委员会提出并归口。 本部分起草单位：中国石油集团石油管工程技术研究院、中国石油新疆油田公司、巨龙钢管有限 公司。 本部分主要起草人：姚欢、罗华权、蒋承君、徐婷、徐勇、赵洪臣。 本部分代替了SY/T5447—1992。 II SY/T6858.5—2016 油并管无损检测方法 第5部分：超声测厚 1范围 SY/T6858的本部分规定了油井管壁厚的超声检测方法。 本部分适用于材料温度不超过93.3℃的各类型油井管壁厚的测量，可测量由腐蚀和侵蚀引起的 运行中油井管壁厚减薄，也适用于其他类似管材壁厚的检测。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T12604.1无损检测术语超声检测 GB/T23900一2009无损检测材料超声速度测量方法 JB/T9214无损检测A型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法 3术语和定义 GB/T12604.1确立的术语和定义适用于本部分。 4超声测厚方法概述 4.1采用超声脉冲回波法测量厚度时，厚度值（T）是声速与超声在材料中传播往返时间一半的乘 积，见公式（1)。 T=ut (1) 2 式中： T厚度，单位为毫米（mm）； 声速，单位为毫米每秒（mm/s）； U 材料中超声传播往返时间，单位为秒（s）。 4.2采用超声脉冲回波仪器测量超声脉冲通过被检件的传播时间。 4.3被检材料声速是材料物理特性的函数。通常假定对给定的材料种类，材料声速是一常速，其近 似值见GB/T23900一2009中的表B.1，也可以根据试验测定。 4.4不同仪器定时电路采用不同的转换电路。常规方法是时间一模拟转换电路。在该电路中，仪器 测量的时间转换为一定比例的直流电压，然后将直流电压施加给读出装置。另一种方法采用适当的回 波指示调制或选通超高频率震荡器，输出或直接用适当的数字显示，或转换成电压用其他方式显示， 厚度与传播时间的函数关系如图1所示。 SY/T6858.5—2016 10 较低速度 8+ 传播时间， 6. 较高速度 5 10 15 20 25 30 (mm) 0.2 0.4 0.6 8'0 1.0 1.2 (in) 厚度 图1 传播时间一厚度关系（曲线） 5设备 5.1测厚仪 5.1.1 采用脉冲反射式超声波测厚仪，数字显示。 5.1.2 精度为±（1%T+0.1）mm 5.1.3 测厚仪能在-10℃～40℃的环境里工作。 5.2探头 5.2.1选用双晶片探头，其频率为2MHz～5MHz。 5.2.2探头应能测量外径不小于$30mm的管材。 5.3校准试块 要求校准试块有已知的声速或与被检件相同材料的声速，并且还要求在被测厚度范围内有精确的 厚度测量值。一般要求厚度是整数，而不是零散值。其中一个试块的厚度值应接近测量范围最大厚 度，而另一试块的厚度值应接近测量范围最小厚度。 6基本要求 6.1仪器 仪器时基应是线性的，以使材料的厚度的变化产生厚度指示的相应变化，如果CRT用作读出装 置，它的水平线性必须按照JB/T9214的规定进行校核。 6.2耦合剂 应根据被测件的表面状态及声阻抗，选用无气泡、黏度适宜的耦合剂。对于表面粗糙试件，应适 当增加耦合剂用量，选择比较稠的耦合剂，使探头和试件之间有良好的声耦合。 6.3探头与试件的接触 探头与试件接触时，应在探头上加一定压力（20N～30N），保证探头与试件之间有良好的耦合， 2 SY/T6858.5-2016 并且排除多余的耦合剂，使测量面形成一层极薄的耦合剂，减少声波通过耦合层的时间，提高测量 精度。 6.4测量粗糙表面的试件 表面平行或同心的试件可得到较高的测量精度。粗糙表面会影响测量灵敏度（一般应作局部修 磨，以便声耦合良好）。如果尚能得到测量结果，在这种情况下应以一个测量点为中心，在直径 ?30mm圆内作多点测量，把显示的最小值作为测量结果。 6.5测量衰减较大的试件材料 对于材料不均匀、衰减较大的试件，将影响测量结果。有时在测量区域存在微小夹杂物或分层， 也会得到异常的厚度显示值，这时应采用A扫描超声检测仪来测量厚度。 7仪器的标定和调整 7.2·通常采用和被检材料相同的试块，一块厚度接近待测厚度最大值，另一块接近待测厚度的最 小值。 7.3将探头置于较厚试块上，加入适量的耦合剂，调整仪器的“声速设定”，使测厚仪显示读数接近 已知值。 7.4将探头置于较薄试块上，加人适量耦合剂，调整仪器“零位校正”，使测厚仪显示读数接近已 知值。 7.5反复进行7.3和7.4的操作，直到厚度量程的高低两端都得到正确的读数为止。 8测厚方法 8.1工件的准备 清除掉待测部位外表面上的油垢、氧化皮及防腐涂层等杂物，涂好耦合剂。 8.2仪器校对 按照第7章的方法进行仪器的校对。 8.3测量 8.3.1探头的摆放应使其分割线垂直于管体轴线，轻压探头以保证声接触良好。 8.3.2采用点测厚方法。需要在一定范围内进行较密集的点测厚时，探头应作跳跃式移动，不应在 探头与管体表面接触时作相对移动。 8.3.3数值显示稳定后方可读数，显示稳定指保持同一数值（±0.1mm）至少3s。 8.4仪器的重新校对 8.4.1 每次工作前都应按8.2的要求校对仪器。 8.4.2 遇有下列情况之一时应重新校对仪器。 a） 仪器上零点或声速开关位置发生变化。 连续测量过100个点。 出现不合格的厚度数值或出现异常显示。 3 SY/T6858.5—2016 更换了探头或耦合剂。 e） 更换了电池或改换了电源。 仪器或探头进行过任何修理。 g）工作结束时。 8.4.3 重新校对仪器时，若发现显示误差超过土0.2mm，应对上一次校对仪器之后所测数据进行复核。 9评定和标记 根据油井管相应的标准，对测厚记录的壁厚值进行评定。超过标准壁厚规定范围的管材，判定为 不合格。对合格和不合格的管子分别作出相应的标记。 10材料的影响 10.1一般原则 油井管的材料可能会影响用于超声测厚的技术的选择。锻造或轧制的金属，通常有一个低衰减和 一个恒定和明确的声速。这些材料的声速按第7章的要求进行调整。 10.2多相性 包括合金元素和杂质的材料组成，其制造过程会影响晶粒的结构和取向，因此影响材料的均匀性。这 可能会导致材料中声速的局部变化和衰减，从而导致错误的测量，或在极端的情况下测厚读数的减小。 10.3各向异性 在各向异性材料中，不同的平面，声速并不一定相同。结构可能会导致波束方向的变化。这将导 致错误的读数。轧制或挤压的材料，特别是奥氏体不锈钢、铜及其合金是这方面的例子。 10.4衰减 声衰减是通过吸收能量损失和散射（如粗晶粒）衰减。这种效应能够导致信号幅度的减少和信号失真。 10.5表面状况 10.5.1 一般原则 对表面条件的不关注可能会导致无法测量或错误测量。 10.5.2触点表面 表面粗糙度（例如由于磨损或腐蚀引起）严重影响耦合条件和测量精度，所得到的测量值可能没 有比表面条件允许的粗糙度情况下更精确。 11报告 测量报告至少应包括：管材规格、测厚仪型号、校准试块、材料类型、探头的规格、耦合剂、检 测位置、逐根测量结果、检测人员的资格等级及时间、地点。 4