GOST R 55807-2013

GOST R 55807−2013 Essais non destructifs. Méthode acoustique pour surveiller l'état d'un filetage de tuyau cylindrique interne. Exigences générales

GOST R 55807−2013

NORME NATIONALE DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE

Contrôle non destructif

PROCEDE ACOUSTIQUE POUR SURVEILLER L'ETAT DU FILETAGE CYLINDRIQUE INTERNE DE TUYAU

Exigences générales

contrôle non destructif. Surveillance par ultrasons des filetages internes de tuyaux droits. Exigences générales

OKS 77.040.10

Date de présentation 2015-01-01

Avant-propos

1 DÉVELOPPÉ par l'organisation autonome non commerciale "Centre de recherche pour le contrôle et le diagnostic des systèmes techniques" (ANO "NITs KD"), société par actions fermée "Bureau de conception spécial "Infotrans" (CJSC "Infotrans")

2 INTRODUIT par le Comité Technique de Normalisation TC 132 "Diagnostic Technique"

3 APPROUVÉ ET MIS EN VIGUEUR par arrêté de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie du 22 novembre 2013 N 1673-st

4 INTRODUIT POUR LA PREMIÈRE FOIS

Les règles d'application de cette norme sont établies dans GOST R 1.0-2012 (section 8). Les informations sur les modifications apportées à cette norme sont publiées dans l'index d'information annuel (au 1er janvier de l'année en cours) "Normes nationales", et le texte officiel des modifications et modifications - dans l'index d'information mensuel "Normes nationales". En cas de révision (remplacement) ou d'annulation de cette norme, un avis correspondant sera publié dans le prochain numéro de l'index d'information mensuel "Normes nationales". Les informations, notifications et textes pertinents sont également publiés dans le système d'information public - sur le site Web officiel de l'organisme national de normalisation de la Fédération de Russie sur Internet (gost.ru).

Introduction

La plupart des objets techniques critiques contiennent des connexions filetées, dont l'état détermine souvent l'intégrité structurelle et la sécurité du fonctionnement de l'objet.

Par exemple, dans le coût du pétrole produit par les compagnies pétrolières russes, jusqu'à 35 à 40% sont les coûts de maintenance des tubes et des raccords en bon état. Dans le même temps, plus de 50% des accidents de suspension de tuyaux se produisent en raison de connexions filetées défectueuses.

De telles méthodes de contrôle non destructif telles que les particules magnétiques, les courants de Foucault, les liquides pénétrants présentent un inconvénient fondamental, qui consiste en la nécessité de démonter la connexion.

Contrairement à eux, la méthode acoustique ne nécessite pas de démontage, cependant, en raison de la présence d'un grand nombre de faux signaux provoqués par la réflexion d'un signal acoustique du filetage, il n'existe actuellement aucune méthode unique pour le contrôle par ultrasons des joints filetés [1 ].

Il est souvent impossible de contrôler l'état du filetage intérieur sans démonter la connexion selon les critères de détection de défaut par ultrasons.

Cependant, il existe une classe importante d'objets, dont la fiabilité opérationnelle n'est pas déterminée par la présence de défauts tels que des fissures de fatigue dans le filetage interne, mais par le degré de sa dégradation générale due à la corrosion, à la déformation et à d'autres processus qui violer la géométrie du filetage.

Pour des objets industriels aussi répandus que les raccords de pipeline, les bouteilles de gaz, etc., ayant un filetage de tuyau interne, une méthode de contrôle acoustique peut être utilisée sur la base de l'analyse des modèles de distorsions spectrales du signal réfléchi par la surface du filetage [2, 3 ].

La présente Norme internationale a été élaborée pour fournir une base méthodologique pour l'application de la méthode acoustique pour déterminer l'état des filetages internes en analysant les variations du spectre des signaux acoustiques se propageant dans le matériau d'un assemblage fileté.

1 domaine d'utilisation

Cette norme établit une méthode pour déterminer l'état d'un filetage de tuyau cylindrique interne d'objets techniques critiques par une méthode acoustique utilisant un traitement spectral des signaux acoustiques.

La norme établit les exigences de base pour la procédure de détermination de l'état du fil par la méthode de l'écho acoustique utilisant des transducteurs électroacoustiques d'ondes élastiques en mode de balayage manuel de la surface de l'objet à tester.

La norme s'applique aux filetages de tuyaux internes cylindriques selon GOST 6357 avec un diamètre interne d'au moins 30 mm.

La méthode établie par la norme peut être appliquée à la fois dans les études de laboratoire et dans le fonctionnement d'objets techniques à des fins diverses contenant des raccords filetés avec des filetages de tuyaux cylindriques.

2 Références normatives

Cette norme utilise des références normatives aux normes suivantes :

GOST R ISO 5725-2-2002 Exactitude (exactitude et précision) des méthodes de mesure et des résultats. Partie 2 : Méthode de base pour déterminer la répétabilité et la reproductibilité d'une méthode de mesure standard

GOST 7.32−91 Système de normes pour l'information, la bibliothéconomie et l'édition. Rapport de recherche. Règles de structure et de conception

GOST 12.1.001−89 Système de normes de sécurité du travail. Ultrason. Exigences générales de sécurité

GOST 12.1.004−91 Système de normes de sécurité au travail. La sécurité incendie. Exigences générales

GOST 12.1.019−79 Système de normes de sécurité au travail. Sécurité électrique. Exigences générales et nomenclature des types de protection

GOST 12.1.038−82 Système de normes de sécurité au travail. Sécurité électrique. Valeurs maximales admissibles des tensions et courants de contact

GOST 12.2.003−91 Système de normes de sécurité au travail. Matériel de fabrication. Exigences générales de sécurité

GOST 12.3.002−75 Système de normes de sécurité du travail. Processus de manufacture. Exigences générales de sécurité

GOST 32−74 Huiles pour turbines. Caractéristiques

GOST 2768−84 Acétone technique. Caractéristiques

GOST 2789−73 Rugosité de surface. Paramètres et caractéristiques

Réactifs GOST 6259−75. Glycérol. Caractéristiques

GOST 6357−81 Normes de base d'interchangeabilité. Filetage de tuyau cylindrique

GOST 11708−82 Normes de base d'interchangeabilité. Fil de discussion. Termes et définitions

GOST 17299−78 Alcool éthylique technique. Caractéristiques

GOST 23829−85 Essais acoustiques non destructifs. Termes et définitions

GOST 26266−90 Essais non destructifs. Transducteurs ultrasoniques. Exigences techniques générales

Remarque - Lors de l'utilisation de cette norme, il est conseillé de vérifier la validité des normes de référence dans le système d'information public - sur le site officiel de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie sur Internet ou selon l'index d'information annuel "Normes nationales" , qui a été publié à partir du 1er janvier de l'année en cours, et sur les numéros de l'index d'information mensuel "Normes nationales" pour l'année en cours. Si une norme de référence référencée non datée a été remplacée, il est recommandé d'utiliser la version actuelle de cette norme, en tenant compte des modifications apportées à cette version. Si la norme de référence à laquelle la référence datée est donnée est remplacée, il est recommandé d'utiliser la version de cette norme avec l'année d'approbation (acceptation) indiquée ci-dessus. Si, après l'approbation de la présente norme, une modification est apportée à la norme référencée à laquelle une référence datée est donnée, affectant la disposition à laquelle la référence est donnée, il est alors recommandé d'appliquer cette disposition sans tenir compte de cette modification. Si la norme de référence est annulée sans remplacement, il est recommandé d'appliquer la disposition dans laquelle la référence à celle-ci est donnée dans la partie qui n'affecte pas cette référence.

3 Termes, définitions, symboles et abréviations

3.1 Cette norme utilise les termes selon GOST 11708 et GOST 23829 .

3.2 Cette norme utilise des désignations selon GOST 11708 , GOST 6357 , ainsi que les principales désignations suivantes :

3.3 Les abréviations suivantes sont utilisées dans cette norme :

4 Dispositions générales

4.1 La méthode est basée sur la sensibilité de la forme du spectre d'amplitude d'une impulsion ultrasonore avec une longueur d'onde proche du pas de filetage à la forme de son profil, qui change pendant le fonctionnement.

4.2 La qualité du fil et son aptitude à un fonctionnement ultérieur sont jugées sur la base d'une comparaison du spectre d'amplitude de l'ID inférieur réfléchi par le profil du fil avec le spectre d'amplitude obtenu à partir de mesures sur le SOP.

NOTE La Figure 1 montre l'enveloppe d'un spectre d'amplitude typique d'un signal de fond avec une fréquence spectrale centrale de 2,5 MHz réfléchie par le profil de fil du SDS.

Figure 1 - Spectre d'amplitude pour le filetage SOP

Figure 1 - Spectre d'amplitude pour le filetage SOP

La figure 2 montre l'enveloppe du spectre d'amplitude pour un fil fortement corrodé qui ne convient pas au service.

Figure 2 - Spectre d'amplitude pour les filetages fortement corrodés

Figure 2 - Spectre d'amplitude pour les filetages fortement corrodés

4.3 La méthode est mise en œuvre en utilisant la méthode manuelle de sondage par ultrasons utilisant des sondes combinées directes selon GOST 26266 ou des EMAT similaires.

4.4 La forme optimale du signal émis est une "impulsion radio" avec un remplissage haute fréquence (ultrasonique), une enveloppe lisse et une durée effective (au niveau de 0,6 de l'amplitude maximale) égale à 2 à 4 périodes du fondamental la fréquence.

4.5 La méthode fournit des résultats fiables lors des tests dans la zone en dehors de la course du filetage.

5 Exigences de sécurité

5.1 Pour effectuer des mesures, permettre aux opérateurs qui ont les compétences nécessaires pour faire fonctionner l'équipement de test par ultrasons, qui sont capables d'utiliser les documents réglementaires et techniques nationaux et industriels sur les méthodes de test acoustique, qui ont été formés pour travailler avec les instruments de mesure appliqués et certifiés pour la connaissance de règles de sécurité dans l'industrie concernée.

5.2 Lors du contrôle du PC, l'opérateur doit être guidé par GOST 12 .1.001, GOST 12 .2.003, GOST 12 .3.002 et les règles de sécurité pour le fonctionnement des installations électriques conformément à GOST 12 .1.019 et GOST 12 .1.038.

5.3 Les mesures sont effectuées conformément aux exigences de sécurité spécifiées dans les instructions d'utilisation de l'équipement inclus dans le MI utilisé.

5.4 Les locaux de mesurage doivent être conformes aux exigences de [4] et [5].

5.5 Lors de l'organisation des travaux sur la commande PC, les exigences de sécurité incendie conformément à GOST 12 .1.004 doivent être respectées.

6 Exigences pour les instruments de mesure

6.1 En tant que MI, on utilise des installations assemblées à partir d'équipements de série ou d'appareils à ultrasons spécialisés certifiés et vérifiés de la manière prescrite.

6.2 L'ensemble de MI devrait comprendre un EAP installé sur la surface latérale du RS et assurant l'émission et la réception d'impulsions d'ondes élastiques longitudinales se propageant le long du diamètre du RS.

L'EAP doit avoir des semelles cylindriques avec un rayon de courbure dont la valeur est comprise entre 0,45 et 0,55 du diamètre extérieur PC.

6.3 Le MI devrait fournir des mesures par la méthode de l'écho en utilisant le MI avec une enveloppe lisse.

6.4 MI doit assurer l'échantillonnage d'un signal ultrasonore avec une fréquence dépassant au moins fois la fréquence effective du PAE utilisé.

6.5 MI doit contenir des convertisseurs analogique-numérique d'une capacité d'au moins .

6.6 Quantités et ont généralement des valeurs de 10 et 12, respectivement, mais peuvent être affinées au cours d'études expérimentales préliminaires.

6.7 Le logiciel SI devrait permettre de calculer les spectres d'amplitude des impulsions de fond à l'aide de la FFT.

6.7* Les informations acoustiques primaires pour chaque mesure doivent être stockées en permanence sur un support externe protégé contre tout accès non autorisé.

__________________

* La numérotation correspond à l'original. — Note du fabricant de la base de données.

6.8 La documentation S.I. doit contenir la procédure de mesure, ainsi que des documents établissant :

- objet et portée de l'IS ;

— la composition et les principales caractéristiques du matériel et du logiciel, y compris l'erreur de mesure des paramètres MI ;

— les méthodes et moyens d'atteindre la compatibilité SI, y compris l'information, l'électricité, l'énergie, les logiciels, la conception, l'exploitation ;

— les règles d'agrégation du matériel et des logiciels et l'organisation de leur interaction.

6.9 La description de la fonctionnalité MI dans les documents opérationnels, de conception et de programme doit refléter les caractéristiques du matériel et des logiciels.

6.10 Les caractéristiques opérationnelles du MI doivent être conformes aux exigences des spécifications techniques et de la présente norme.

6.11 Accessoires et matériaux

6.11.1 Pour préparer la surface de l'OK, utilisez un outil de meulage qui fournit une rugosité de surface conformément à 7.2.

6.11.2 Pour dégraisser la surface, utilisez de l'alcool selon GOST 17299 ou de l'acétone selon GOST 2768.

6.11.3 Lors de l'utilisation de PEP comme contact, des liquides à ultrasons fluides suffisamment épais et bien conducteurs sont utilisés (par exemple, glycérine selon GOST 6259 ; avtoly 6, 10, 18; compresseur et autres huiles similaires selon GOST 32 , qui ont propriétés mouillantes vis-à-vis de la surface PC et de la surface de contact de la sonde).

6.11.4 Pendant le contrôle, des récipients sont utilisés pour stocker le liquide de contact, des pinceaux pour appliquer le liquide de contact sur la surface du PC, des chiffons pour essuyer l'équipement à ultrasons et les mains de l'opérateur, une règle métallique de 500 mm pour marquer la surface du PC, un marqueur ou une craie pour marquage du PC contrôlé, un magazine pour les enregistrements de travail.

7 Exigences pour les objets de contrôle

7.1 Le matériau PC ne doit pas présenter de décollements, d'inclusions et d'autres défauts inacceptables détectés par la méthode de l'écho acoustique.

7.2 Rugosité de la surface latérale PC dans les zones de contrôle - pas plus de 2,5 microns selon GOST 2789.

Remarque - La méthode ne garantit pas la précision requise de l'évaluation de la qualité du PC si la rugosité de sa surface latérale dépasse 2,5 µm.

7.3 La température de surface du PC dans les zones de contrôle doit être comprise entre 5 °C et 40 °C.

7.4 Avant d'installer l'EAP, la surface latérale du PC est nettoyée de la saleté, du tartre, de la rouille et dégraissée.

8 La procédure de préparation au contrôle

8.1 Sur la base de la documentation technique sur le PC, déterminer le diamètre intérieur du filetage et diamètre extérieur PC .

8.2 Sélectionnez un EAP avec une fréquence nominale de 2,5 MHz et un seul rayon de courbure correspondant à 6.2.

8.3 La vérification des performances MI est effectuée sur le SOP, qui est utilisé comme un produit fileté qui n'a pas été utilisé, correspondant en taille et en qualité de matériau à celui contrôlé.

8.4 L'état de surface du SOP doit répondre aux exigences de l'article 7.

8.5 Appliquer (lors de l'utilisation du contact EAP) du liquide de contact sur la zone centrale de la surface du SOP.

8.6 Installez l'EAP, allumez le SI et vérifiez ses performances en affichant la base de temps des impulsions réfléchies sur l'écran.

Durée de balayage en µs doit assurer le respect de l'inégalité :

, (une)

où est la vitesse de propagation d'une onde longitudinale élastique dans le matériau PC, m/s ;

est le retard de l'impulsion de sondage en µs, déterminé par les caractéristiques techniques du SI utilisé.

8.7 Vérifier l'absence sur la base de temps d'impulsions causées par la présence dans la zone de contrôle de joints réfléchissants supplémentaires (feuillets, fissures, pores, etc.) situés dans le matériau du SOP, mais non détectés lors de la détection de défauts.

9 Procédure de contrôle et règles de traitement des résultats

9.1 Prise de mesures et traitement des résultats pour SOP

9.1.1 Pour la zone centrale de la surface SOP au point de mesure portant le numéro 1 recevoir un oscillogramme contenant le DP bas.

9.1.2 Au moyen de P.O. sur l'oscillogramme, la gauche et à droite limites de la DP réfléchie de telle manière que, dans les limites sélectionnées, le niveau du signal dépasse le niveau de bruit moyen d'au moins 6 dB.

9.1.3 Calculer le spectre d'amplitude à l'aide de la FFT pour un tableau avec nombre de valeurs , où est un entier complétant le nombre de valeurs du tableau à la valeur la plus proche du nombre 2 dans le degré correspondant.

NOTE – Une fonction de fenêtre rectangulaire peut être utilisée.

9.1.4 Déterminer la valeur maximale du spectre .

9.1.5 Déterminer la gauche et à droite limites du spectre, au-delà desquelles les valeurs moins que 20 dB ou plus.

9.1.6 Au moyen de P. O. sur l'intervalle des nombres harmoniques de avant de définir des tableaux d'extrema locaux spectre d'amplitude .

9.1.7 Calculer la caractéristique de non-uniformité spectrale pour le SOP à l'aide de la formule

, (2)

où est le nombre d'extrema du spectre d'amplitude dans l'intervalle .

9.1.8 Déplacer l'EAP le long du PC dans le sens axial avec un pas de 1 mm, effectuer des mesures selon 9.1.1−9.1.7 au moins en 10 points.

9.1.9 Tableau de valeurs vérifier les valeurs aberrantes conformément à GOST R ISO 5725-2.

9.1.10 Déterminer la caractéristique moyenne de la non-uniformité du spectre pour le SOP par la formule

. (3)

9.1.11 Calculer le coefficient de variation des résultats de mesure à l'aide de la formule

, (quatre)

où - écart type, calculé par la formule

. (5)

9.1.12 Comparer la valeur avec valeur limite , obtenu au cours d'expériences d'étalonnage, fournissant la précision requise de contrôle de l'état du PC.

Si la relation

, (6)

la valeur obtenue est alors choisie comme valeur calculée de la caractéristique d'inhomogénéité du spectre . Sinon, le nombre de points de mesure augmenter et les mesurages selon 9.1.1 à 9.1.7 sont répétés jusqu'à ce que la valeur du coefficient de variation atteigne la valeur .

Remarque - S'il est impossible de fournir la valeur du coefficient de variation Pas plus prendre une décision sur la possibilité de surveiller l'état du PC avec une précision réduite ou l'impossibilité de mesures.

9.2 Prise de mesures et traitement des résultats pour PC

9.2.1 Pour la zone de contrôle sélectionnée en dehors de la sortie du fil, des mesures sont prises et leurs résultats sont traités de la même manière que les mesures sur le SOP selon 9.1.

9.2.2 À la suite de mesures pour chaque zone de contrôle PC déterminer la caractéristique moyenne de l'inhomogénéité du spectre .

9.2.3 L'état du PC est jugé en comparant la différence avec valeur limite obtenus au cours d'expériences de calibrage sur un PC du type étudié :

- à Le PC est considéré comme sain,

- à Le PC est considéré comme inutilisable.

10 Règles d'enregistrement des résultats de contrôle

10.1 Les résultats de mesure sont consignés dans le protocole dont la forme est donnée en Annexe A.

Informations supplémentaires à enregistrer, la procédure d'enregistrement et de stockage du protocole doit être établie dans les documents techniques de contrôle.

10.2 Si le contrôle PC fait partie des travaux de recherche, les résultats de mesure doivent être documentés conformément aux exigences de GOST 7.32.

Annexe, A (recommandé). Formulaire de protocole de contrôle

Annexe A
(conseillé)

Tableau 1 - Résultats des mesures dans les zones

Bibliographie

[1] Essais non destructifs. Manuel, éd. V.V. Klyuev , v.3. M. : Mashinostroenie, 2004. 864 p.

[2] Uglov A. L. , Erofeev V. I. , Smirnov A. N. Contrôle acoustique des équipements pendant la fabrication et le fonctionnement. M. : Nauka, 2009. 280 p.

[3] Khlybov A. A. , Uglov A. L. , Pichkov S. N. Évaluation de la qualité du filetage interne des cylindres par la méthode spectrale-acoustique // Contrôle. Diagnostic, 2010, N 5, p. 40−44

[4] SNiP 11-M.2-72* Bâtiments et ouvrages publics. Normes de conception
________________
* Remplacé par SNiP II-91−77. SNiP II-91-77 remplacé par SNiP 2.09.03-85, SNiP II-89-80. — Note du fabricant de la base de données.

[5] SN 245-71* Normes sanitaires pour la conception des entreprises industrielles
_______________
* Le document n'est pas valable sur le territoire de la Fédération de Russie. S. P. 2.2.1.131 2-03 sont en vigueur (décret du médecin hygiéniste en chef de la Fédération de Russie du 30.04.03 N 89). — Note du fabricant de la base de données.

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UDC 620.172.1:620.179.16:006.354 OKS 77.040.10

Mots-clés : méthode de l'écho, impulsion ultrasonore, transducteur électroacoustique, profil de fil, spectre d'amplitude, discrétisation du signal, transformée de Fourier rapide
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Texte électronique du document
préparé par Kodeks JSC et vérifié par rapport à :
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M. : Standartinform, 2014