無損檢測 地面管線及廠區(qū)管道軸向長距離導(dǎo)波檢測

1GB/TXXXXX—XXXX/ls01821本文件規(guī)定了采用沿整個圓周截面軸向傳播的超聲導(dǎo)波對碳鋼和低合金鋼材質(zhì)的地面管線和廠區(qū)導(dǎo)波檢測（GWT）方法快速檢查地面管線、廠區(qū)管道和穿/跨越道路帶套管的管道，定性并定位顯注:穿/跨越道路帶套管的管段（無瀝青或塑料涂層）是管道外壁不受土壤壓力的特殊埋管，本文件適用于此類管下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適2GB/TXXXXX—XXXX/lS01821ISO9712無損檢測人員資格鑒定和認(rèn)證（Non-destructivetesting—Qualificationand注:GB/T9445—20XX無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證（ISO9712:2021，IDT）管壁截面tOtaIpipewaIIcr截面變化crOss-sectiON用于報(bào)告檢測位置（3.16）以及建立檢測結(jié)果與檢測對象相3GB/TXXXXX—XXXX/ls01821檢測位置（3.16）兩側(cè)由于被發(fā)射脈沖覆蓋而無通過硬件設(shè)置或?qū)σ唤M記錄的信號進(jìn)行后處理（合成聚焦），使導(dǎo)波集中在一個軸向和周向位置。由于截面變化（3.4）或其他聲阻抗變化4GB/TXXXXX—XXXX/ls01821初始模態(tài)在管道特征或不連續(xù)因模態(tài)轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的不同于初始模態(tài)（3.12）的導(dǎo)波模態(tài)（3.10）。5GB/TXXXXX—XXXX/ls01821在兩個方向上（正或負(fù)），檢測位置（3.16）與實(shí)現(xiàn)參考信號最低可接受靈敏度的最遠(yuǎn)位置之間按本文件實(shí)施檢測的人員，應(yīng)按ISO9712或合同各方同意的體系由于和現(xiàn)有超聲檢測系統(tǒng)和方法之間存在顯著差異，因此應(yīng)針對特定超聲導(dǎo)波設(shè)備進(jìn)行使用培訓(xùn)。超聲導(dǎo)波檢測（GWT）使用沿管壁傳播的彈性波，進(jìn)行長距離傳播，提供快速覆蓋近乎全部管壁區(qū)6GB/TXXXXX—XXXX/ls01821典型的檢測設(shè)置與常規(guī)超聲脈沖回波檢測相似：超聲導(dǎo)波儀器激勵探頭環(huán)中的換能器，使其在管壁上產(chǎn)生超聲導(dǎo)波，超聲導(dǎo)波傳播中遇到不連續(xù)時發(fā)生反射，同一個探頭環(huán)接收反射回波。通過探頭環(huán)發(fā)射和接收超聲回波的時間，計(jì)算不連續(xù)和探頭環(huán)之間的距離。單次導(dǎo)波檢測能傳播長度為數(shù)十米本文件的GWT承擔(dān)檢測粗篩的功能。超聲導(dǎo)波儀器接收不連續(xù)的超聲反射回波，給出不連續(xù)的位置信息，但反射回波不提供不連續(xù)的詳細(xì)定量信息。因此，GWT主要用于發(fā)現(xiàn)不連續(xù)，然后采用其他無損本文件的GWT頻率通常為20KHz～500KHz之間。如果試驗(yàn)證明可獲得與上述頻率范圍內(nèi)檢測靈敏度不連續(xù)的超聲導(dǎo)波反射回波幅度變化復(fù)雜，受到如檢測頻率、導(dǎo)波模態(tài)和不連續(xù)的具體形態(tài)等因素影響。反射回波幅度大小與管壁損失導(dǎo)致的整體截面積損失變化比值相關(guān)，因此GWT能定性區(qū)分續(xù)的嚴(yán)重程度，如定義為低關(guān)注度顯示、中關(guān)注度顯示和高關(guān)注度顯示。然而，檢測存在截面損失的管道時，通常非常關(guān)注不連續(xù)的剩余壁厚，但GWT不能準(zhǔn)確地提供這個數(shù)7GB/TXXXXX—XXXX/ls01821宜使用一定范圍的頻率進(jìn)行超聲導(dǎo)波檢測，以提高檢測準(zhǔn)確性。此外，GWT儀器常采用聚聚焦等先進(jìn)方法，以提高GWT靈敏度和不連續(xù)定量的能力。本文件不規(guī)定這些方法，GWT靈敏度取決于截面變化。腐蝕或侵蝕引起管道截面損失絕對數(shù)值是以面積為單位進(jìn)行測量，與不連續(xù)的深度以及周向延伸范圍有關(guān)。GWT對截面損失百分比的最小敏感程度，是管道截面損失的絕對數(shù)值和管道規(guī)格尺寸的函數(shù)。例如，小直徑管道的不連續(xù)可獲得較大的截面損失百分比變化，此時導(dǎo)波靈敏度較高，但在大直徑管道中，相同尺寸的不連續(xù)可能僅表現(xiàn)出微小的截面損失百分比變化，因此導(dǎo)波靈敏度較低。由于管道直徑增大引起靈敏度降低，因此檢測公稱直徑大于600mm的管道時，可能遺漏明顯的局部腐蝕坑，此時建議使用其他無損檢測方法作為補(bǔ)充。當(dāng)對已知損傷機(jī)理導(dǎo)致截面變化較大且非局部點(diǎn)蝕的管道進(jìn)行檢測時，仍建管道幾何結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性可能限制導(dǎo)波傳播。以下總結(jié)了常見管道幾何結(jié)構(gòu)特征對檢測的影a)不能檢測法蘭或管道的任何斷口，因?yàn)閷?dǎo)波無法越過法蘭b)不允許檢測直角彎頭，因?yàn)閷?dǎo)波無法越過直角彎頭；此時，應(yīng)將探頭環(huán)移動到直角彎頭另一側(cè)進(jìn)行檢測。導(dǎo)波可越過彎曲半徑大于5倍管道直徑的冷彎c)僅在支管直徑不大于被測管道直徑的1/2時，才允許檢測支管或三通。此限制是為了8GB/TXXXXX—XXXX/ls01821d)如果管架支撐處反射幅值高于焊縫超聲檢測DAC曲線-6dB，則不允許越過管架檢測。通常，檢測范圍受檢測數(shù)據(jù)的信噪比（SNR）限制（見第9章列項(xiàng)e）。以下a)管道幾何結(jié)構(gòu)特征導(dǎo)致導(dǎo)波能量衰減和/或模態(tài)發(fā)生畸變，b)管道涂層類型對檢測范圍產(chǎn)生較大影響。通常，硅酸鈣等絕緣材料涂層不對檢測范圍產(chǎn)生顯著影響，但瀝青等涂層導(dǎo)致導(dǎo)波信號快速衰減c)本文件僅適用于地上管道，管道表面或管道涂層與土壤接觸的埋地管道，因其衰減大、信噪d)管道介質(zhì)影響檢測范圍，影響程度取決于介質(zhì)成分、管道內(nèi)腐蝕產(chǎn)物和所使用的特定導(dǎo)波模當(dāng)導(dǎo)波通過帶套管的道路穿越管道進(jìn)行檢測時，應(yīng)通過越過穿越段的幾何特征（通常為焊縫）或），9GB/TXXXXX—XXXX/ls018c)用于接收反射導(dǎo)波的帶有換能器的探頭環(huán)；可與用于生成導(dǎo)發(fā)射探頭環(huán)應(yīng)在管道中產(chǎn)生獨(dú)立的初始模態(tài)導(dǎo)波，且不與其他可能的模態(tài)相互影響。當(dāng)使用GB/TXXXXX—XXXX/ls018記錄的結(jié)果應(yīng)以某種形式，使得結(jié)果中的特征顯示與管道系統(tǒng)的應(yīng)定期對設(shè)備進(jìn)行核查，且每次核查的間隔不應(yīng)超過12個月，以確認(rèn)設(shè)備正常運(yùn)行和性能，同時，應(yīng)根據(jù)被測管道的檢測程序，選擇適宜的導(dǎo)波模態(tài)設(shè)置來控制脈沖重復(fù)頻率應(yīng)設(shè)置得足夠低，以便所有信號在相鄰連GB/TXXXXX—XXXX/ls018b)背景信息（包括相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、限制、a)在檢測前，應(yīng)按照制造商提供的技術(shù)參數(shù)對整個綜合檢測系統(tǒng)進(jìn)行檢查。若對GWT儀器進(jìn)行自檢，則自檢結(jié)果應(yīng)與錄入數(shù)據(jù)一起保存。開始檢測前，應(yīng)對不符合規(guī)范的設(shè)備GB/TXXXXX—XXXX/ls01821b)應(yīng)由雙方商定范圍設(shè)置的公差（由于GWT使用的波長較長，因此范圍設(shè)置的公差不宜大于±）；c)應(yīng)根據(jù)制造商提供的程序步驟和閾值，核查安裝在管道表面的探頭環(huán)的耦合效果。如果發(fā)現(xiàn)耦合不滿足要求，則應(yīng)對其表面進(jìn)行處理，重新安裝探頭d)如果設(shè)備允許進(jìn)行絕對幅度校準(zhǔn)，則應(yīng)使用該功能進(jìn)行校準(zhǔn)。否則，應(yīng)利用良好的幾何特征反射體，例如環(huán)形焊縫，進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn)。校準(zhǔn)還應(yīng)包括距離波幅校準(zhǔn)（DAC）或時間增益修正（TCG），以補(bǔ)償檢測范圍內(nèi)因軸向位置引起的誤差。距離波幅校準(zhǔn)和時間增益修正在概念上的理解與常規(guī)超聲波檢測相同；距離波幅校準(zhǔn)提供不同距離上恒定的靈敏度水平，可通過統(tǒng)一的方式將不同距離的反射回波幅度與已知的參考等級進(jìn)行比較。校準(zhǔn)應(yīng)按設(shè)備制造e)信噪比應(yīng)根據(jù)制造商提供的程序進(jìn)行估算。為了對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的解釋，信噪比應(yīng)大于6dB。對小于信噪比的低幅度信號，則不能可靠地進(jìn)行解釋，而且還導(dǎo)致噪聲信號被誤判為不連續(xù)。信GB/TXXXXX—XXXX/ls01821探頭環(huán)所在區(qū)域的金屬損失影響GWT檢測結(jié)果。該區(qū)域應(yīng)進(jìn)行目視檢測和超聲檢測評價內(nèi)部和外部金屬損失。當(dāng)檢測到金屬損失時，探頭環(huán)宜安裝至其他位置。應(yīng)記錄GWT無法對盲區(qū)進(jìn)行檢測。只有在管道系統(tǒng)上進(jìn)行多次GWT，且各檢測區(qū)域有足夠的重疊時，才能實(shí)現(xiàn)100%管道覆蓋檢測。若不改變檢測位置，則應(yīng)使用超聲檢測（或其他替代方法）對盲區(qū)進(jìn)行檢測。GWT允許在黏附良好的油漆表面進(jìn)行。如果規(guī)定達(dá)到第9章列項(xiàng)e規(guī)定的數(shù)據(jù)質(zhì)量，應(yīng)在安裝探頭環(huán)在典型的管道系統(tǒng)中，通常需要許多不同的探頭環(huán)檢測位置，以便對整個管道系統(tǒng)進(jìn)行全面檢測。為了充分檢測整個管道系統(tǒng)，探頭環(huán)的位置選擇至關(guān)重要（更多信息，見6.2）。探頭環(huán)在管道系GB/TXXXXX—XXXX/ls01821在對GWT進(jìn)行數(shù)據(jù)分析之前，應(yīng)按第9章列項(xiàng)d規(guī)定的DAC或TCG曲線確定靈敏具有垂直于管道軸線的機(jī)械加工管端表面是理想的導(dǎo)波完全反射面，是繪制DAC曲線的理但是，在導(dǎo)波檢測時，通常沒有此類的管端可用。需要注意的是，焊接前管道的坡口端與垂直于管道從而導(dǎo)致靈敏度發(fā)生變化。在典型工業(yè)應(yīng)用中使用的大多數(shù)管壁厚度下，環(huán)形焊縫反射導(dǎo)波信號強(qiáng)度GB/TXXXXX—XXXX/ls018的20%。對于壁厚大于13mm的管件，焊縫加強(qiáng)高度與管壁厚度百分比各不相同，因此環(huán)形焊縫反射的導(dǎo)波聲強(qiáng)比例也會有所不同。通常，對管道系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)波檢測時，宜選擇環(huán)形焊縫的20%反射波幅。如果需要更高的精度，則需要使用其他技術(shù)。需要注意的是，由于幾何結(jié)構(gòu)的不同，法蘭與垂直于管道軸線的機(jī)加工表面的管端存在差異，且其不能完全地反射1垂直于管道軸線的機(jī)加工表面反射100%的信號強(qiáng)度，因而通常將其定義為0dB?；诖耍h(huán)形焊縫的反射信號強(qiáng)度為管端反射信號強(qiáng)度的20%，相當(dāng)于-14dB，反射信號強(qiáng)度為5%的不連續(xù)處則相當(dāng)于-應(yīng)建立與DAC曲線相同形狀且高于第9章規(guī)定的可用信噪比線的報(bào)警線。報(bào)警線由合同雙方協(xié)商確定，或應(yīng)根據(jù)設(shè)備制造商提供的適當(dāng)程序確定。應(yīng)對所有幅度高于報(bào)警線的回波做出解釋。當(dāng)信噪比滿足第9章要求時，也可評估幅度低于報(bào)警線的回波。應(yīng)在檢測報(bào)告中記錄所有相關(guān)回波。缺乏合同雙方協(xié)議或設(shè)備廠商指南時，報(bào)警線應(yīng)設(shè)置為反射回波幅度的5%或比鋼管垂直斷軸面的反射波低26dB。c)被測管道的直徑，在較小直徑管道中檢測到的局部管壁損失不連續(xù)處，在較大直徑的管道中GB/TXXXXX—XXXX/ls01821d)管道中的不連續(xù)性類型，因?yàn)閷?dǎo)波反射系數(shù)對不同管壁損失的不連續(xù)處有所不同（更多信息）；在可能的情況下，所有通過本文件檢測出來的顯示都應(yīng)進(jìn)行目視確認(rèn)。條件允許時，應(yīng)以目視方式確定幾何特征的位置，然后測量其位置，并導(dǎo)波檢測方法快速篩查整個管道，并確定顯示的報(bào)警位置。但是，它無法揭示顯示的具體情況。對于某些無法獲得清晰導(dǎo)波檢測信號的位置，該方法也無法提供篩查結(jié)果；這些位置包括與大型反射器（如法蘭、真空管和支管）相鄰的材料以及主要部件之間的短節(jié)，因?yàn)檫@些部件之間的間隔緊密，GB/TXXXXX—XXXX/ls01821檢查結(jié)束后，應(yīng)編制檢測報(bào)告。檢測報(bào)告應(yīng)記錄GWT和補(bǔ)充無損檢測的結(jié)果。最終檢測報(bào)告應(yīng)包括n)相對于已知幾何特征（即焊縫）的距離-振幅校）；）；GB/TXXXXX—XXXX/ls01821q)指示截面損失，并在可能時指明不連續(xù)GB/TXXXXX—XXXX/ls01821(資料性)導(dǎo)波是由結(jié)構(gòu)形狀引導(dǎo)傳播的波。一般來說，導(dǎo)波可能以任何介質(zhì)（固體、液體、氣體）的結(jié)構(gòu)管道的形狀和材料特性決定了波的方向、速度以及應(yīng)力和位移的分布。這種導(dǎo)向效應(yīng)能夠以最小的衰減實(shí)現(xiàn)長距離傳播。導(dǎo)波具有結(jié)構(gòu)特性；只有能夠存在于某一特定結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)波才能被用于檢測。導(dǎo)波具有多模態(tài)，拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)等等。導(dǎo)波具有頻散的特點(diǎn)，即波的速度隨頻率而變化。因頻散曲線用來描述任何特定結(jié)構(gòu)導(dǎo)波特性的主要信息，顯示了每個導(dǎo)波模態(tài)速度與頻率的關(guān)系。這些曲線是使用數(shù)學(xué)理論計(jì)算出來的。每種模態(tài)都有一個單獨(dú)的頻散曲線，而對于不同尺寸的管道，GB/TXXXXX—XXXX/ls01821多模態(tài)導(dǎo)波的產(chǎn)生導(dǎo)致許多模態(tài)以不同的速度同時在一個結(jié)構(gòu)中運(yùn)動，影響檢測殊的換能器、探頭環(huán)和信號，在結(jié)構(gòu)中僅產(chǎn)換能器系統(tǒng)設(shè)計(jì)為從檢測位置沿管道的兩個GWT所使用的模態(tài)和頻率使導(dǎo)波信號的振型不隨波的傳播而發(fā)生模態(tài)和頻率的顯著變化。不合理地選擇導(dǎo)波的模態(tài)和頻率，可能會使導(dǎo)波信號在時間和空間上發(fā)生頻散，從而難以解釋不連續(xù)面的反射GWT使用對管道預(yù)期缺損敏感的模態(tài)；具體地，管道GWT使用對內(nèi)外壁缺陷的反射信號幅值都較高在探頭環(huán)處接收的反射信號通常是初始模態(tài)和許多其他模態(tài)的混合信號，非初始模態(tài)是初始模態(tài)從不連續(xù)處反射時通過模態(tài)轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的。GWT主要利用初始模態(tài)的反射信號，且通常也檢測選定GB/TXXXXX—XXXX/ls01821不連續(xù)面導(dǎo)波的反射率與常規(guī)超聲體波的反射率不同。不同之處在于，導(dǎo)波可以對深度遠(yuǎn)小于波長的不連續(xù)面產(chǎn)生明顯反射。反射波幅的主要決定因素是周向、軸向和深腐蝕造成的不連續(xù)面是不確定的，其振型通常是未知的，但主要影響因素仍是上文所述的三個有關(guān)不連續(xù)性的維度。因此可以通過不同寬度、深度和長度的直齒缺口的反射，建立其與反射的關(guān)系。圖A.1、圖A.2和圖A.3顯示了按這三個維度劃分的缺陷反射率。參考文獻(xiàn)[1]中詳細(xì)介紹了腐蝕）；及次級波（彎曲）的反射系數(shù)與缺陷周向長度之間的關(guān)系。該圖表明，在縱向和剪切模態(tài)下，反射系圖A.2顯示了反射與缺口深度的關(guān)系。入射波和反看出，反射系數(shù)不是線性的，其靈敏度隨著缺口深度的增加而增大。對于不同的檢測參數(shù)，該曲線也然而，隨著