无损检测 地面管线及厂区管道轴向长距离导波检测

1GB/TXXXXX—XXXX/ls01821本文件规定了采用沿整个圆周截面轴向传播的超声导波对碳钢和低合金钢材质的地面管线和厂区导波检测（GWT）方法快速检查地面管线、厂区管道和穿/跨越道路带套管的管道，定性并定位显注:穿/跨越道路带套管的管段（无沥青或塑料涂层）是管道外壁不受土壤压力的特殊埋管，本文件适用于此类管下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适2GB/TXXXXX—XXXX/lS01821ISO9712无损检测人员资格鉴定和认证（Non-destructivetesting—Qualificationand注:GB/T9445—20XX无损检测人员资格鉴定与认证（ISO9712:2021，IDT）管壁截面tOtaIpipewaIIcr截面变化crOss-sectiON用于报告检测位置（3.16）以及建立检测结果与检测对象相3GB/TXXXXX—XXXX/ls01821检测位置（3.16）两侧由于被发射脉冲覆盖而无通过硬件设置或对一组记录的信号进行后处理（合成聚焦），使导波集中在一个轴向和周向位置。由于截面变化（3.4）或其他声阻抗变化4GB/TXXXXX—XXXX/ls01821初始模态在管道特征或不连续因模态转换而产生的不同于初始模态（3.12）的导波模态（3.10）。5GB/TXXXXX—XXXX/ls01821在两个方向上（正或负），检测位置（3.16）与实现参考信号最低可接受灵敏度的最远位置之间按本文件实施检测的人员，应按ISO9712或合同各方同意的体系由于和现有超声检测系统和方法之间存在显著差异，因此应针对特定超声导波设备进行使用培训。超声导波检测（GWT）使用沿管壁传播的弹性波，进行长距离传播，提供快速覆盖近乎全部管壁区6GB/TXXXXX—XXXX/ls01821典型的检测设置与常规超声脉冲回波检测相似：超声导波仪器激励探头环中的换能器，使其在管壁上产生超声导波，超声导波传播中遇到不连续时发生反射，同一个探头环接收反射回波。通过探头环发射和接收超声回波的时间，计算不连续和探头环之间的距离。单次导波检测能传播长度为数十米本文件的GWT承担检测粗筛的功能。超声导波仪器接收不连续的超声反射回波，给出不连续的位置信息，但反射回波不提供不连续的详细定量信息。因此，GWT主要用于发现不连续，然后采用其他无损本文件的GWT频率通常为20KHz～500KHz之间。如果试验证明可获得与上述频率范围内检测灵敏度不连续的超声导波反射回波幅度变化复杂，受到如检测频率、导波模态和不连续的具体形态等因素影响。反射回波幅度大小与管壁损失导致的整体截面积损失变化比值相关，因此GWT能定性区分续的严重程度，如定义为低关注度显示、中关注度显示和高关注度显示。然而，检测存在截面损失的管道时，通常非常关注不连续的剩余壁厚，但GWT不能准确地提供这个数7GB/TXXXXX—XXXX/ls01821宜使用一定范围的频率进行超声导波检测，以提高检测准确性。此外，GWT仪器常采用聚聚焦等先进方法，以提高GWT灵敏度和不连续定量的能力。本文件不规定这些方法，GWT灵敏度取决于截面变化。腐蚀或侵蚀引起管道截面损失绝对数值是以面积为单位进行测量，与不连续的深度以及周向延伸范围有关。GWT对截面损失百分比的最小敏感程度，是管道截面损失的绝对数值和管道规格尺寸的函数。例如，小直径管道的不连续可获得较大的截面损失百分比变化，此时导波灵敏度较高，但在大直径管道中，相同尺寸的不连续可能仅表现出微小的截面损失百分比变化，因此导波灵敏度较低。由于管道直径增大引起灵敏度降低，因此检测公称直径大于600mm的管道时，可能遗漏明显的局部腐蚀坑，此时建议使用其他无损检测方法作为补充。当对已知损伤机理导致截面变化较大且非局部点蚀的管道进行检测时，仍建管道几何结构的复杂性可能限制导波传播。以下总结了常见管道几何结构特征对检测的影a)不能检测法兰或管道的任何断口，因为导波无法越过法兰b)不允许检测直角弯头，因为导波无法越过直角弯头；此时，应将探头环移动到直角弯头另一侧进行检测。导波可越过弯曲半径大于5倍管道直径的冷弯c)仅在支管直径不大于被测管道直径的1/2时，才允许检测支管或三通。此限制是为了8GB/TXXXXX—XXXX/ls01821d)如果管架支撑处反射幅值高于焊缝超声检测DAC曲线-6dB，则不允许越过管架检测。通常，检测范围受检测数据的信噪比（SNR）限制（见第9章列项e）。以下a)管道几何结构特征导致导波能量衰减和/或模态发生畸变，b)管道涂层类型对检测范围产生较大影响。通常，硅酸钙等绝缘材料涂层不对检测范围产生显著影响，但沥青等涂层导致导波信号快速衰减c)本文件仅适用于地上管道，管道表面或管道涂层与土壤接触的埋地管道，因其衰减大、信噪d)管道介质影响检测范围，影响程度取决于介质成分、管道内腐蚀产物和所使用的特定导波模当导波通过带套管的道路穿越管道进行检测时，应通过越过穿越段的几何特征（通常为焊缝）或），9GB/TXXXXX—XXXX/ls018c)用于接收反射导波的带有换能器的探头环；可与用于生成导发射探头环应在管道中产生独立的初始模态导波，且不与其他可能的模态相互影响。当使用GB/TXXXXX—XXXX/ls018记录的结果应以某种形式，使得结果中的特征显示与管道系统的应定期对设备进行核查，且每次核查的间隔不应超过12个月，以确认设备正常运行和性能，同时，应根据被测管道的检测程序，选择适宜的导波模态设置来控制脉冲重复频率应设置得足够低，以便所有信号在相邻连GB/TXXXXX—XXXX/ls018b)背景信息（包括相关标准、限制、a)在检测前，应按照制造商提供的技术参数对整个综合检测系统进行检查。若对GWT仪器进行自检，则自检结果应与录入数据一起保存。开始检测前，应对不符合规范的设备GB/TXXXXX—XXXX/ls01821b)应由双方商定范围设置的公差（由于GWT使用的波长较长，因此范围设置的公差不宜大于±）；c)应根据制造商提供的程序步骤和阈值，核查安装在管道表面的探头环的耦合效果。如果发现耦合不满足要求，则应对其表面进行处理，重新安装探头d)如果设备允许进行绝对幅度校准，则应使用该功能进行校准。否则，应利用良好的几何特征反射体，例如环形焊缝，进行灵敏度校准。校准还应包括距离波幅校准（DAC）或时间增益修正（TCG），以补偿检测范围内因轴向位置引起的误差。距离波幅校准和时间增益修正在概念上的理解与常规超声波检测相同；距离波幅校准提供不同距离上恒定的灵敏度水平，可通过统一的方式将不同距离的反射回波幅度与已知的参考等级进行比较。校准应按设备制造e)信噪比应根据制造商提供的程序进行估算。为了对测试数据进行有效的解释，信噪比应大于6dB。对小于信噪比的低幅度信号，则不能可靠地进行解释，而且还导致噪声信号被误判为不连续。信GB/TXXXXX—XXXX/ls01821探头环所在区域的金属损失影响GWT检测结果。该区域应进行目视检测和超声检测评价内部和外部金属损失。当检测到金属损失时，探头环宜安装至其他位置。应记录GWT无法对盲区进行检测。只有在管道系统上进行多次GWT，且各检测区域有足够的重叠时，才能实现100%管道覆盖检测。若不改变检测位置，则应使用超声检测（或其他替代方法）对盲区进行检测。GWT允许在黏附良好的油漆表面进行。如果规定达到第9章列项e规定的数据质量，应在安装探头环在典型的管道系统中，通常需要许多不同的探头环检测位置，以便对整个管道系统进行全面检测。为了充分检测整个管道系统，探头环的位置选择至关重要（更多信息，见6.2）。探头环在管道系GB/TXXXXX—XXXX/ls01821在对GWT进行数据分析之前，应按第9章列项d规定的DAC或TCG曲线确定灵敏具有垂直于管道轴线的机械加工管端表面是理想的导波完全反射面，是绘制DAC曲线的理但是，在导波检测时，通常没有此类的管端可用。需要注意的是，焊接前管道的坡口端与垂直于管道从而导致灵敏度发生变化。在典型工业应用中使用的大多数管壁厚度下，环形焊缝反射导波信号强度GB/TXXXXX—XXXX/ls018的20%。对于壁厚大于13mm的管件，焊缝加强高度与管壁厚度百分比各不相同，因此环形焊缝反射的导波声强比例也会有所不同。通常，对管道系统进行导波检测时，宜选择环形焊缝的20%反射波幅。如果需要更高的精度，则需要使用其他技术。需要注意的是，由于几何结构的不同，法兰与垂直于管道轴线的机加工表面的管端存在差异，且其不能完全地反射1垂直于管道轴线的机加工表面反射100%的信号强度，因而通常将其定义为0dB。基于此，环形焊缝的反射信号强度为管端反射信号强度的20%，相当于-14dB，反射信号强度为5%的不连续处则相当于-应建立与DAC曲线相同形状且高于第9章规定的可用信噪比线的报警线。报警线由合同双方协商确定，或应根据设备制造商提供的适当程序确定。应对所有幅度高于报警线的回波做出解释。当信噪比满足第9章要求时，也可评估幅度低于报警线的回波。应在检测报告中记录所有相关回波。缺乏合同双方协议或设备厂商指南时，报警线应设置为反射回波幅度的5%或比钢管垂直断轴面的反射波低26dB。c)被测管道的直径，在较小直径管道中检测到的局部管壁损失不连续处，在较大直径的管道中GB/TXXXXX—XXXX/ls01821d)管道中的不连续性类型，因为导波反射系数对不同管壁损失的不连续处有所不同（更多信息）；在可能的情况下，所有通过本文件检测出来的显示都应进行目视确认。条件允许时，应以目视方式确定几何特征的位置，然后测量其位置，并导波检测方法快速筛查整个管道，并确定显示的报警位置。但是，它无法揭示显示的具体情况。对于某些无法获得清晰导波检测信号的位置，该方法也无法提供筛查结果；这些位置包括与大型反射器（如法兰、真空管和支管）相邻的材料以及主要部件之间的短节，因为这些部件之间的间隔紧密，GB/TXXXXX—XXXX/ls01821检查结束后，应编制检测报告。检测报告应记录GWT和补充无损检测的结果。最终检测报告应包括n)相对于已知几何特征（即焊缝）的距离-振幅校）；）；GB/TXXXXX—XXXX/ls01821q)指示截面损失，并在可能时指明不连续GB/TXXXXX—XXXX/ls01821(资料性)导波是由结构形状引导传播的波。一般来说，导波可能以任何介质（固体、液体、气体）的结构管道的形状和材料特性决定了波的方向、速度以及应力和位移的分布。这种导向效应能够以最小的衰减实现长距离传播。导波具有结构特性；只有能够存在于某一特定结构中的导波才能被用于检测。导波具有多模态，拉伸、弯曲、扭转等等。导波具有频散的特点，即波的速度随频率而变化。因频散曲线用来描述任何特定结构导波特性的主要信息，显示了每个导波模态速度与频率的关系。这些曲线是使用数学理论计算出来的。每种模态都有一个单独的频散曲线，而对于不同尺寸的管道，GB/TXXXXX—XXXX/ls01821多模态导波的产生导致许多模态以不同的速度同时在一个结构中运动，影响检测殊的换能器、探头环和信号，在结构中仅产换能器系统设计为从检测位置沿管道的两个GWT所使用的模态和频率使导波信号的振型不随波的传播而发生模态和频率的显著变化。不合理地选择导波的模态和频率，可能会使导波信号在时间和空间上发生频散，从而难以解释不连续面的反射GWT使用对管道预期缺损敏感的模态；具体地，管道GWT使用对内外壁缺陷的反射信号幅值都较高在探头环处接收的反射信号通常是初始模态和许多其他模态的混合信号，非初始模态是初始模态从不连续处反射时通过模态转换而产生的。GWT主要利用初始模态的反射信号，且通常也检测选定GB/TXXXXX—XXXX/ls01821不连续面导波的反射率与常规超声体波的反射率不同。不同之处在于，导波可以对深度远小于波长的不连续面产生明显反射。反射波幅的主要决定因素是周向、轴向和深腐蚀造成的不连续面是不确定的，其振型通常是未知的，但主要影响因素仍是上文所述的三个有关不连续性的维度。因此可以通过不同宽度、深度和长度的直齿缺口的反射，建立其与反射的关系。图A.1、图A.2和图A.3显示了按这三个维度划分的缺陷反射率。参考文献[1]中详细介绍了腐蚀）；及次级波（弯曲）的反射系数与缺陷周向长度之间的关系。该图表明，在纵向和剪切模态下，反射系图A.2显示了反射与缺口深度的关系。入射波和反看出，反射系数不是线性的，其灵敏度随着缺口深度的增加而增大。对于不同的检测参数，该曲线也然而，随着