压力管道腐蚀超声导波检测(磁致伸缩法)(T-ZJASE 018—2022).pdf
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1、压力管道腐蚀超声导波检测(磁致伸缩法)Guided Wave Ultrasonic Testing of Pipeline Corrosion(Magnetostrictive Effect)2022-12-30 发布2023-03-01 实施浙江省特种设备协会 发布ICSICS 19.10019.100CCSCCS J J 0404团体标准T/ZJASE 0182022I目次前言.II1 范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.14 人员资质.35 安全要求.36 超声导波检测步骤.37 一般注意事项.48 缺陷类型识别.59 检测流程.610 信号分析和评定.711 检测记录与报告.
2、9附录 A(资料性附录).10附录 B(资料性附录).11II前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则给出的规则起草。请注意本文件的某些内容有可能涉及专利,本文件准的发布机构不应承担识别这些专利的责任。本文件由浙江省特种设备协会提出并归口。本文件起草单位:浙江省特种设备科学研究院、湖州市特种设备检测研究院、盈德气体工程(浙江)有限公司、杭州德邦检测技术有限公司、中国计量大学、巨化集团有限公司特种设备检测中心、杭州浙达精益机电技术股份有限公司、宁波市特种设备检验研究院、浙江省特种设备协会。本文件主要起草人:叶宇峰、杨学明、姚文胜、陈武、毛炜、吴振勇
3、、王锋淮、虞雪芬、项智、谢浩平、蔡刚毅、徐峰、宋鑫、陆树华、王强、方燕然、唐志峰、陈会明、黄焕东、周辉、周海婷、夏立、钟丰平、洪若云、张鹏飞、王杜、陈长、黄堪飞。T/ZJASE 01820221压力管道腐蚀超声导波检测(磁致伸缩法)1范围本文件规定了超声导波(磁致伸缩法)检测技术对压力管道腐蚀状况检测检测的方法及缺陷等级评定。本文件适用于管道外径 381200mm,壁厚 0.560mm,使用温度在-20200的钢制压力管道,有色金属管道参照执行。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。其中,注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的
4、修改单)适用于本文件。GB/T 5616 无损检测应用导则GB/T 12604.1 无损检测 术语 超声检测GB/T 28704 无损检测 磁致伸缩超声导波检测方法3术语和定义GB/T 12604.1 规定的术语及以下术语均适用于本文件。3.1超声导波ultrasonic Guided Wave在管状、棒状和线状固体材料或构件中能够较长距离传播的某些特定频率范围的超声波,超声导波通常包括纵向模态、扭转模态和弯曲模态三种形态。3.2超声导波检测ultrasonic guided wave testing利用超声导波遇到焊缝、支撑、缺陷等管道特征返回部分能量并且被传感器所探测到,进行信号采集并记录
5、壁厚金属损失一种检测方式。3.3弯曲波(F)flexural wave弯曲波是指在点、线力驱动下,或入射声波的激励下,板或棒作弯曲运动并向周围空间辐射的声波。弯曲波的位移可以有三个垂直方向轴向、径向和圆周方向上,呈直交分布,见图1。图 1 弯曲波(F)T/ZJASE 018202223.4扭转波(T)torsional wave扭转波是沿管道长度传播的剪切波,其位移是以恒定速度绕着管道的圆周运动,见图2。图 2 扭转波(T)模式3.5纵向波(L)longitudinal wave纵向波是沿着管道径向或轴向传播的纵波,如图 3 所示。图 3 纵向波(L)模式3.6缺陷尺寸defect SizeA
6、为相对于管道总壁厚横截面积的百分比,计算方法见式1,示意图见图4。%100321DtAAAA(1)图 4 缺陷尺寸3.7磁致伸缩效应magnetostrictive effect磁致伸缩效应是指当磁场发生变化时,铁磁性材料的几何尺寸会产生极其微小的变化的现象。磁致伸缩逆效应是指当铁磁性材料受外界作用几何尺寸发生变化时,磁场会产生相应变化的现象,如图5所示。图 5 不同磁场作用下铁磁性材料中磁畴分布(a:无磁场;b:正向磁场;c:反向磁场T/ZJASE 018202234人员资质从事超声导波检测的人员应经过超声导波技术专业知识培训,并要求熟悉所操作仪器性能,可以独立操作和分析数据。具备超声检测级
7、及以上资质人员并经过40学时培训可签发报告。检测人员应掌握被检工件的材质、焊缝坡口形式、焊接工艺、缺陷可能产生的部位等知识,具备一定的信号分析能力,能区分缺陷波和镜像波,能根据显示屏上的反射信号进行综合检测评定。检测人员应了解熟悉被检管道的周边环境及低频信号干扰源,确保检测过程的有效性和可靠性。5安全要求本部分没有完全列出检测时所有的安全要求,使用本部分的用户有义务在检测前为检测人员及设备建立安全的检测环境。检测过程中的安全要求如下:a)检测人员应根据实际检测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴有关防护设备;b)检测前应对检测环境进行危险及有害因素分析,并在保证安全的前提下方可进行检测;c)现场检测
8、时应避免单人作业;d)应在用户和检测人员双方同意且现场环境满足安全检测的前提下才可实施在线检测。6超声导波检测步骤超声导波检测步骤包括以下内容:管道表面预处理、磁致伸缩带材截取与磁化、耦合剂的配置、耦合剂的涂抹、磁致伸缩带材粘贴、安装探头、线缆连接、打开数据采集软件、设置采集参数、打开仪器开关、导波数据采集、判断是否更换探头(以实际采集信号是否具有较高信噪比为依据)、关闭仪器开关、数据保存与分析、结果出具。具体流程图如图6所示。图 6T/ZJASE 018202247一般注意事项7.1 检测环境要求a)应该避免仪器及探头受到强烈振动;b)避免强磁体接近未磁化的磁致伸缩带材;c)避免仪器置于过潮
9、湿的环境中;d)插拔探头时,不可直接握住线缆插拔,以免拔破坏线缆芯线;e)常温磁致伸缩探头禁止用于高温环境。7.2 检测前后要求a)检测前应对被检测对象进行表面处理,配置耦合剂时应该搅拌均匀;b)耦合剂涂抹在磁致伸缩带材上时应涂抹均匀;c)将已经涂抹有耦合剂的磁致伸缩带材黏贴在被测工件上时,要保证磁致伸缩带材粘贴紧密且合金带材开口端要对齐,等耦合剂完全凝固后方可进行检测;d)若检测温度处于高温状态(100)应采用高温耦合剂,同时应注意防止烫伤;e)检测前各开关需处于关闭状态,各部位的外接线路连接正确后打开主机和电脑开关,进入采集系统方可进行数据采集;f)采集完成后需断开主机开关,待到下次采集时
10、再打开主机开关;g)检测时如果发现在同等条件下检测同一个工件时,导波仪采集波形幅值变化比较大,则可能是导波仪电量不足,需要进行充电;h)检测完毕后应把各开关电源断开,各配件工具等放回指定位置。7.3 检测仪器要求检测采用的脉冲反射超声导波仪器能通过调整直流偏磁场和随时间变化磁场的排列来控制导波的传播模式。同时要求仪器满足如下要求:a)工作频率范围:60-200kHZ,分辨率不小于 1Hz;b)输出电压:最大峰值300V;c)输出电流:最大峰值40A;d)脉冲重复频率:1-20Hz;e)增益:0-40dB 固定增益(内部可调),0-80 dB(1 dB 步进)且 0-80 dB 线性递增,水平线
11、性误差不大于 1,垂直线性误差不大于 5;f)接收带宽:7-250KHZ(-3dB),5-350KHZ(-3dB);g)操作模式:脉冲回波圆周步进扫查;h)信号输出:模拟波形,最大3V,50;i)输出阻抗:50;j)检测方向:双向/单向可控;k)检测现场温度与湿度条件:温度-20200,湿度 1080%RH;l)成像方式:A-SCANT/ZJASE 018202258缺陷类型识别在现场检测时,随着管道腐蚀的严重程度增加,反射信号的衰减将增大,系统的信噪比降低,超声导波检测可靠检测灵敏度一般为2%-5%。超声导波的灵敏度是指管道腐蚀或裂纹占管道总横截面积损失量的百分比(%)。以现场检测最高灵敏度
12、2%为例,阐述各类可以发现和无法发现的缺陷类型,具体见图7和图8。图 7 可以发现的缺陷类型图 8 无法发现的缺陷类型9检测流程9.1 资料审查收集被检管道的技术资料,应包括:设计资料、管道单线图、改造资料、历史运行记录资料、检测维修资料等。9.2 现场勘查应该对被检测管道进行勘查,找出所有可能影响检测结果的因素,如支吊架、法兰、紧密贴合的防腐层等。在检测时应尽量避免这些因素的干扰。9.3 检测方案及检测工艺卡编制检测方案,应符合GB/T 5616无损检测应用导则的要求。检测方案应包含以下内容:同一截面上多个腐蚀总横截面积达到管道横截面积的同一截面上单个外壁腐蚀横截面积达到管道横截面积的同一截
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