Phased Array Ultrasonic Testing of Welds — D1.1:2025 Annex H
फेज्ड ऐरे अल्ट्रासोनिक टेस्टिंग AWS D1.1:2025 के अनुलग्नक H द्वारा शासित है — एक अनिवार्य अनुलग्नक जो एन्कोडेड लीनियर स्कैनिंग का उपयोग करके 3/16 in से 8 in [5 mm से 200 mm] तक के ग्रूव वेल्ड और ताप प्रभावित क्षेत्र को कवर करता है। कर्मियों को NDT Level II या III के साथ 320 घंटे का PAUT अनुभव होना चाहिए।
फेज्ड ऐरे अल्ट्रासोनिक टेस्टिंग क्या है
फेज्ड ऐरे अल्ट्रासोनिक टेस्टिंग (PAUT) एक उन्नत UT तकनीक है जो सिंगल-एलिमेंट ट्रांसड्यूसर के बजाय मल्टी-एलिमेंट प्रोब का उपयोग करती है। प्रत्येक एलिमेंट को नियंत्रित समय देरी के साथ स्वतंत्र रूप से स्पंदित किया जाता है, जिसे फोकल लॉ नामक एक फेज्ड ऐरे ऑपरेशनल फ़ाइल द्वारा परिभाषित किया जाता है। फोकल लॉ को बदलकर, सिस्टम इलेक्ट्रॉनिक रूप से ध्वनि बीम को कोणों की एक श्रृंखला के माध्यम से निर्देशित करता है या प्रोब को हिलाए बिना इसे विभिन्न गहराई पर केंद्रित करता है।
यह इलेक्ट्रॉनिक बीम नियंत्रण इमेजिंग दृश्यों को सक्षम बनाता है जो सिंगल-एलिमेंट पारंपरिक UT उत्पन्न नहीं कर सकता है: A-स्कैन आयाम बनाम समय, B-स्कैन अल्ट्रासोनिक-अक्ष बनाम प्रोब-मूवमेंट अक्ष, C-स्कैन प्लान दृश्य, और S-स्कैन सेक्टोरियल क्रॉस-सेक्शन। प्रत्येक दृश्य को वेल्ड के साथ प्रोब की एन्कोडेड स्थिति से पुनर्निर्मित किया जाता है, जिससे इंस्पेक्टर को पूरे स्कैन का एक संग्रहीत, समीक्षा योग्य रिकॉर्ड मिलता है।
वेल्डिंग निरीक्षण के लिए, PAUT मल्टी-एंगल पारंपरिक UT की तुलना में स्कैन समय को कम करता है और छवि-आधारित व्याख्या प्रदान करता है जिसे इंजीनियर या मालिक को बताना आसान होता है। इसका नुकसान उपकरण लागत, स्कैन-प्लान की जटिलता और अनुलग्नक H4.1 की अतिरिक्त 320 घंटे की कार्मिक अनुभव आवश्यकता है।
D1.1:2025 के तहत PAUT कब लागू होता है
अनुलग्नक H AWS D1.1:2025 का एक अनिवार्य अनुलग्नक है — जब खंड 8.15 के तहत पारंपरिक UT के स्थान पर फेज्ड ऐरे अल्ट्रासोनिक टेस्टिंग का चयन किया जाता है, तो अनुलग्नक H के सभी खंड लागू होते हैं: परिचय (H1), कार्यक्षेत्र (H2), परिभाषाएँ (H3), कार्मिक (H4), उपकरण (H5), उपकरण योग्यता (H6), स्कैन योजनाएँ (H7), कैलिब्रेशन (H8), परीक्षण (H9 से H10), और स्वीकृति (H11 से H12)।
D1.1 ग्रूव वेल्ड पर वैकल्पिक अल्ट्रासोनिक तकनीकों के रूप में पारंपरिक UT और फेज्ड ऐरे UT दोनों की अनुमति देता है। खंड 8 के भाग F के बाहर परीक्षण प्रक्रियाओं, उपकरणों या स्वीकृति मानकों में भिन्नता का उपयोग केवल इंजीनियर की स्वीकृति से किया जा सकता है, और ऐसी कोई भी भिन्नता निरीक्षण अभिलेखों में दर्ज की जानी चाहिए। PAUT हर स्थिति में पारंपरिक UT का विकल्प नहीं है — उनके बीच का चुनाव वेल्ड ज्यामिति, मोटाई, जोड़ की पहुंच और अनुबंध आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।
UT स्वयं (पारंपरिक या फेज्ड ऐरे) केवल तभी आवश्यक है जब अनुबंध दस्तावेजों में खंड 8.15 के अनुसार निर्दिष्ट किया गया हो। PAUT तब तक लागू नहीं होता जब तक इंजीनियर वेल्ड के लिए UT निर्दिष्ट नहीं करता और ठेकेदार PAUT को तकनीक के रूप में नहीं चुनता।
“अनुलग्नक H एक अनिवार्य अनुलग्नक है — जब पारंपरिक UT के स्थान पर PAUT का चयन किया जाता है, तो H1 से H14 तक की प्रत्येक आवश्यकता लागू होती है। D1.1 के तहत कोई 'PAUT-लाइट' नहीं है।”
Annex H1 Introduction, AWS D1.1/D1.1M:2025
PAUT कार्यक्षेत्र: मोटाई और जोड़ की सीमा
अनुलग्नक H2 के अनुसार, अनुलग्नक H में प्रक्रियाएँ और मानक एन्कोडेड लीनियर स्कैनिंग का उपयोग करके 3/16 in और 8 in [5 mm और 200 mm] के बीच की मोटाई के लिए ग्रूव वेल्ड, जिसमें ताप प्रभावित क्षेत्र (HAZ) शामिल है, की PAUT परीक्षाओं को नियंत्रित करते हैं। एन्कोडर वह है जो वेल्ड के साथ प्रोब की स्थिति को ट्रैक करता है ताकि स्कैन डेटा को बाद में पुनर्निर्मित और समीक्षा किया जा सके — मैनुअल, अनएन्कोडेड PAUT अनुलग्नक H के दायरे में नहीं है।
अनुलग्नक H स्पष्ट रूप से ट्यूबलर T, Y, और K कनेक्शन वेल्ड की PAUT परीक्षा को बाहर करता है। उन जोड़ ज्यामिति के लिए, वैकल्पिक तकनीकों को अलग योग्यता और इंजीनियर की स्वीकृति की आवश्यकता होती है।
2 in [50 mm] से अधिक मोटाई वाली सामग्री के लिए, H5.7.2 के अनुसार एक मॉकअप सत्यापन ब्लॉक इंजीनियर द्वारा आवश्यक हो सकता है या PAUT कर्मियों के विकल्प पर उपयोग किया जा सकता है। मॉकअप ब्लॉक में प्रतिनिधि वेल्ड ज्यामिति होती है जिसमें उन स्थानों पर लगाए गए परावर्तक होते हैं जहाँ ध्वनि बीम को निर्देशित करना मुश्किल होता है — यह सुनिश्चित करना कि स्कैन योजना पूरे वेल्ड वॉल्यूम और HAZ को कवर करती है।
PAUT कार्मिक योग्यता (अनुलग्नक H4)
अनुलग्नक H4.1 के अनुसार, NDT Level II और III PAUT कर्मी जो PAUT डेटा एकत्र या विश्लेषण करते हैं, उन्हें खंड 8.14.6.1 और 8.20 के अनुसार योग्य होना चाहिए। इसके अतिरिक्त, PAUT इंस्पेक्टर के पास PAUT अनुप्रयोगों में न्यूनतम 320 घंटे का कार्य-समय अनुभव प्रलेखित होना चाहिए। खंड 8.20 द्वारा आवश्यक व्यावहारिक परीक्षा में कम से कम दो दोषपूर्ण नमूने शामिल होंगे जो जांच किए जाने वाले जोड़ प्रकारों का प्रतिनिधित्व करते हैं, प्रत्येक में न्यूनतम दो दोष होंगे।
जो व्यक्ति इन आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं, वे केवल योग्य PAUT कर्मियों के प्रत्यक्ष पर्यवेक्षण के तहत PAUT डेटा संग्रह में सहायता कर सकते हैं।
अनुलग्नक H4.2 के अनुसार, NDT Level II और III PAUT कर्मियों का प्रमाणन NDT Level III UT कर्मियों द्वारा किया जाएगा जो H4.1 की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। इसलिए प्रमाणित करने वाले Level III को सामान्य UT योग्यता और PAUT-विशिष्ट अनुभव के अतिरिक्त 320 घंटे दोनों की आवश्यकता होती है।
PAUT उपकरण आवश्यकताएँ (अनुलग्नक H5)
अनुलग्नक H5.1 के अनुसार, निरीक्षण फेज्ड ऐरे पल्स-इको उपकरण का उपयोग करके किए जाएंगे जो पारंपरिक UT उपकरण के लिए खंड 8.21 की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, जो H8 के अनुसार योग्य हैं। इसके अतिरिक्त, फेज्ड ऐरे उपकरणों को कई PAUT-विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करना होगा:
H5.1.1 — पल्सर की संख्या
उपकरण में न्यूनतम 16 पल्सर और 16 चैनल (16:16) होने चाहिए। यदि इलेक्ट्रॉनिक स्कैन का उपयोग किया जाना है तो न्यूनतम 16:64 आवश्यक है। पल्सर/चैनल अनुपात यह निर्धारित करता है कि किसी दिए गए फोकल लॉ के भीतर फेज्ड ऐरे प्रोब के भीतर कितने तत्वों को लागू किया जा सकता है।
H5.1.2 — इमेजिंग दृश्य
फेज्ड ऐरे उपकरण में A-स्कैन, B-स्कैन, C-स्कैन और S-स्कैन दृश्यों को शामिल करने के लिए पर्याप्त डिस्प्ले विकल्प होने चाहिए, और पूरे स्कैन की लंबाई और सभी बीमों के माध्यम से गहन डेटा विश्लेषण प्रदान करने के लिए एन्कोडेड स्कैन होने चाहिए।
H5.3 — एंगल-बीम सर्च यूनिट
H5.3.1 के अनुसार, एंगल-बीम फेज्ड ऐरे प्रोब एक लीनियर ऐरे प्रकार का होना चाहिए जिसमें न्यूनतम 16 तत्व हों और यह 1 और 6 MHz के बीच आवृत्तियाँ उत्पन्न करे। प्रोब पिच आयाम इतने छोटे होने चाहिए कि डिस्प्ले पर स्थायी तरंग संकेत दिखाई न दें।
H5.3.2 के अनुसार, वेज का आपतन कोण इतना पर्याप्त होना चाहिए कि सामग्री में 40° और 70° के बीच कतरनी तरंगें उत्पन्न हों। वेज का उपयोग निर्माता द्वारा निर्दिष्ट कोणीय सीमा के भीतर किया जाएगा।
H5.4 और H5.5 — एन्कोडर और स्कैनर
एन्कोडर डिजिटल होना चाहिए और लाइन स्कैनिंग में सक्षम होना चाहिए। एन्कोडिंग H3.22 में परिभाषित अर्ध-स्वचालित या स्वचालित स्कैनर का उपयोग करके की जाएगी। स्वचालित स्कैनर मशीनीकृत उपकरण होते हैं जिनमें PAUT प्रोब की गति कम्प्यूटरीकृत या रिमोट कंट्रोल द्वारा संचालित होती है; अर्ध-स्वचालित स्कैनर वेल्ड के साथ मैन्युअल रूप से चलाए जाते हैं जबकि एन्कोडर स्थिति रिकॉर्ड करता है।
PAUT कैलिब्रेशन: SSL और संदर्भ ब्लॉक (H5.7)
अनुलग्नक H5.7 के अनुसार, स्टैंडर्ड सेंसिटिविटी लेवल (SSL) स्थापित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला मानक परावर्तक ASTM E164 के अनुरूप IIW-प्रकार के ब्लॉक में 0.060 in [1.5 mm] व्यास वाला साइड-ड्रिल्ड होल होगा। कैलिब्रेशन मानक का तापमान जांच किए जाने वाले भाग या घटक के तापमान के ±25°F [±14°C] के भीतर होना चाहिए — एक पर्याप्त तापमान अंतर वेज ज्यामिति और अपवर्तन कोणों को इतना बदल देता है कि SSL अमान्य हो जाता है।
H5.7.1 के अनुसार, एक पूरक संदर्भ ब्लॉक का उपयोग किया जाएगा जो स्कैन योजना में निर्दिष्ट कोणीय सीमा के दौरान न्यूनतम 3-पॉइंट टाइम-करेक्टेड गेन (TCG) स्थापना की अनुमति देता है। ब्लॉक की मोटाई और लंबाई इतनी पर्याप्त होनी चाहिए कि पूरे परीक्षण वॉल्यूम में परावर्तकों का कैलिब्रेशन हो सके। प्रत्येक ब्लॉक में कम से कम तीन साइड-ड्रिल्ड होल होने चाहिए जो परीक्षण की जाने वाली पूरी सामग्री सीमा को कवर करते हों। इन आवश्यकताओं को पूरा करने वाले NAVSHIP और कस्टम मशीनीकृत ब्लॉकों का उपयोग किया जा सकता है।
H5.7.2 के अनुसार, 2 in [50 mm] से अधिक मोटाई वाली सामग्री के लिए, जब इंजीनियर द्वारा आवश्यक हो या PAUT-कर्मियों के विकल्प पर, मानक परावर्तक की पता लगाने की क्षमता को एक मॉकअप या उत्पादन भाग में सत्यापित किया जाएगा। जब इस सत्यापन ब्लॉक का उपयोग किया जाता है, तो मानक संवेदनशीलता परावर्तक H8.2.4.2 में स्थापित DRL से ऊपर पता लगाने योग्य होना चाहिए; यदि पता लगाने योग्य नहीं है, तो स्कैन योजना को तब तक समायोजित किया जाएगा जब तक पर्याप्त पता लगाने की क्षमता प्राप्त न हो जाए।
PAUT इमेजिंग दृश्य समझाया गया
अनुलग्नक H3.12 के अनुसार, इमेजिंग दृश्य अल्ट्रासोनिक पथ (अल्ट्रासोनिक अक्ष), बीम मूवमेंट (इंडेक्स अक्ष), और प्रोब मूवमेंट (स्कैन अक्ष) के बीच विभिन्न प्लेन दृश्यों द्वारा परिभाषित छवियां हैं। अनुलग्नक H द्वारा मान्यता प्राप्त पांच प्राथमिक दृश्य हैं:
- A-scan — the received pulse amplitude versus time of flight in the ultrasonic path. Same waveform produced by conventional UT.
- B-scan — a 2-D view of A-scan data along the probe-movement (scan) axis, color-coded for amplitude.
- C-scan — a 2-D plan view of beam movement (index axis) versus probe movement (scan axis), using the अधिकतम A-scan amplitude at each transverse location.
- D-scan — similar to S-scan but less commonly used for वेल्ड निरीक्षण; shows the ultrasonic axis versus the index axis.
- S-scan — a 2-D cross-sectional view of all A-scans corrected for delay and refracted angle, presented as a single slice of focal laws (one focal law sequence) along the probe-movement axis.
स्कैन योजनाएँ (अनुलग्नक H7)
अनुलग्नक H7.1 के अनुसार, H3.21 में परिभाषित एक स्कैन योजना जांच किए जाने वाले वेल्ड के लिए विकसित की जाएगी। स्कैन योजना में परीक्षा कवरेज प्राप्त करने के लिए आवश्यक विशेषताओं को निर्दिष्ट करना होगा, जिसमें तालिका H.1 में सूचीबद्ध आवश्यक चर शामिल हैं।
H7.1.2 के अनुसार, स्कैन योजना को प्लॉटिंग या कंप्यूटर सिमुलेशन द्वारा ग्रूव वेल्ड ज्यामिति और चिंता के क्षेत्रों के लिए परीक्षा के दौरान उपयोग किए जाने वाले उपयुक्त अपवर्तित कोणों को प्रदर्शित करना होगा। स्कैन योजना को आवश्यक परीक्षा वॉल्यूम के कवरेज को प्रदर्शित और प्रलेखित करना होगा। प्रदर्शन को प्रारंभिक कैलिब्रेशन: बीम इंडेक्स पॉइंट और बीम एंगल सत्यापन के माध्यम से सत्यापित किया जाएगा।
H7.4 के अनुसार, आधार धातु जिसके माध्यम से अल्ट्रासाउंड को वेल्ड का परीक्षण करने के लिए यात्रा करनी चाहिए, को H5.2 के अनुरूप एक स्ट्रेट-बीम स्कैन यूनिट का उपयोग करके लैमिनर परावर्तकों के लिए परीक्षण किया जाएगा। यदि आधार धातु का कोई भी क्षेत्र बैक रिफ्लेक्शन का कुल नुकसान या मूल बैक रिफ्लेक्शन के बराबर या उससे अधिक का संकेत प्रदर्शित करता है, तो 9.2.2 देखें।
H7.4.1 के अनुसार, स्कैन योजना को ताप प्रभावित क्षेत्र (HAZ) को कवर करने के लिए दो क्रॉसिंग दिशाओं में पूर्ण अल्ट्रासोनिक कवरेज प्रदर्शित करना होगा जिसमें बीम कोण 40 और 60 डिग्री के बीच हों और वेल्ड फ्यूजन फेस कवरेज सहित पूर्ण वेल्ड वॉल्यूम अज़ीमुथल स्कैन के लिए लंबवत (वेल्ड फ्यूजन फेस के 90°) के ±10° के भीतर या पूरक इलेक्ट्रॉनिक स्कैन के लिए लंबवत के ±5° के भीतर, जहाँ संभव हो। वेल्ड और HAZ का परीक्षण H5.3 के अनुरूप PAUT प्रोब का उपयोग करके किया जाएगा।
PAUT बनाम पारंपरिक UT — कब किसका उपयोग करें
दोनों तकनीकों को D1.1 द्वारा ग्रूव-वेल्ड परीक्षा के लिए मान्यता प्राप्त है। उनके बीच का चुनाव वेल्ड विशेषताओं और परियोजना अर्थशास्त्र के आधार पर एक इंजीनियरिंग निर्णय है:
| Factor | Conventional UT | PAUT (Annex H) |
|---|---|---|
| Governing reference | Clause 8.15, Tables 8.2 / 8.3 / 8.7 / 8.8 | Annex H1 through H14 |
| Inspector experience | NDT Level II UT per खंड 8.14.6 | NDT Level II/III + 320 hours PAUT (H4.1) |
| Equipment | Single-element transducer, pulser/receiver | 16:16 न्यूनतम channels, 1–6 MHz linear array, encoded scanner (H5.1.1, H5.3.1, H5.4) |
| Imaging | A-scan only | A-, B-, C-, D-, S-scan (H5.1.2, H3.12) |
| Data record | Inspector log entries | Encoded electronic record, reviewable post-scan |
| Coverage method | Manual scan with multiple probe angles | Encoded linear scan, 40–60° per H7.4.1 |
| Scope limit | All groove welds + tubular T/Y/K | Groove welds only, 3/16–8 in; T/Y/K excluded (H2) |
| Best fit | Field मरम्मत, single-pass coverage, low equipment budget | Production fabrication, thicker sections, where image record adds value |
ट्यूबलर T, Y, और K कनेक्शन के लिए, अनुलग्नक H के तहत PAUT की अनुमति नहीं है — खंड 8.15 के तहत पारंपरिक UT खंड 8 भाग F की प्रक्रियाओं के साथ लागू होता है।
संबंधित मानक मार्गदर्शिकाएँ
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
D1.1:2025 के अनुलग्नक H के अनुसार, फेज्ड ऐरे अल्ट्रासोनिक टेस्टिंग को पारंपरिक UT के विकल्प के रूप में अनुमति दी जाती है जब अनुबंध में UT निर्दिष्ट हो और PAUT को इंजीनियर द्वारा अनुमोदित किया गया हो। अनुलग्नक H एक अनिवार्य अनुलग्नक है — जब खंड 8.15 के तहत पारंपरिक UT के स्थान पर PAUT का चयन किया जाता है, तो अनुलग्नक H के सभी खंड (कार्मिक योग्यता H4, उपकरण H5, स्कैन योजनाएँ H7, कैलिब्रेशन H8, परीक्षा H9–H10, स्वीकृति H11–H12) लागू होते हैं। खंड 8 के भाग F से भिन्नताओं के लिए लिखित प्रक्रियाओं और इंजीनियर की स्वीकृति की आवश्यकता होती है, जिसमें भिन्नता को निरीक्षण अभिलेखों में दर्ज किया जाता है।
अनुलग्नक H2 एन्कोडेड लीनियर स्कैनिंग का उपयोग करके 3/16 in और 8 in [5 mm और 200 mm] के बीच की मोटाई के लिए ग्रूव वेल्ड और ताप प्रभावित क्षेत्र की PAUT परीक्षा को नियंत्रित करता है। ट्यूबलर T, Y, और K कनेक्शन वेल्ड को अनुलग्नक H के दायरे से स्पष्ट रूप से बाहर रखा गया है। 2 in [50 mm] से अधिक मोटाई वाली सामग्री के लिए, H5.7.2 के अनुसार एक मॉकअप सत्यापन ब्लॉक इंजीनियर द्वारा आवश्यक हो सकता है या PAUT कर्मियों के विकल्प पर उपयोग किया जा सकता है।
अनुलग्नक H4.1 के अनुसार, PAUT इंस्पेक्टरों को खंड 8.14.6.1 और 8.20 के अनुसार NDT Level II या III योग्यता धारण करनी चाहिए, और PAUT अनुप्रयोगों में न्यूनतम 320 घंटे का कार्य-समय अनुभव प्रलेखित होना चाहिए। आवश्यक व्यावहारिक परीक्षा (खंड 8.20 के अनुसार) में कम से कम दो दोषपूर्ण नमूने शामिल होंगे जो जांच किए जाने वाले जोड़ प्रकारों का प्रतिनिधित्व करते हैं, प्रत्येक में न्यूनतम दो दोष होंगे।
अनुलग्नक H5.1.1 के अनुसार, फेज्ड ऐरे उपकरण में न्यूनतम 16 पल्सर और 16 चैनल (16:16) होने चाहिए। यदि इलेक्ट्रॉनिक स्कैन का उपयोग किया जाना है तो न्यूनतम 16:64 आवश्यक है। H5.1.2 के अनुसार, उपकरण डिस्प्ले को A-स्कैन, B-स्कैन, C-स्कैन और S-स्कैन दृश्यों के साथ-साथ पूरे स्कैन की लंबाई और सभी बीमों के माध्यम से गहन डेटा विश्लेषण के लिए पर्याप्त एन्कोडेड स्कैन का समर्थन करना चाहिए।
अनुलग्नक H5.7 के अनुसार, स्टैंडर्ड सेंसिटिविटी लेवल (SSL) स्थापित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला मानक परावर्तक ASTM E164 के अनुरूप IIW-प्रकार के ब्लॉक में 0.060 in [1.5 mm] व्यास वाला साइड-ड्रिल्ड होल है। कैलिब्रेशन-ब्लॉक का तापमान जांच किए जा रहे भाग या घटक के तापमान के ±25°F [±14°C] के भीतर होना चाहिए। 3-पॉइंट TCG (टाइम-करेक्टेड गेन) कैलिब्रेशन का समर्थन करने के लिए विभिन्न गहराई पर कम से कम तीन साइड-ड्रिल्ड होल के साथ H5.7.1 के अनुसार एक पूरक संदर्भ ब्लॉक भी आवश्यक है।