CSTM-無損檢測 中低頻磁致伸縮超聲導波B掃描檢測方法編制說明

《無損檢測中低頻磁致伸縮超聲導波B掃描檢測方法》團體標準編制說明一、工作簡況1.任務來源本標準經(jīng)中國材料與試驗團體標準委員會（以下簡稱：CSTM標準委員會）無損檢測技術及設備領域委員會審查，CSTM標準委員會批準《無損檢測中低頻磁致伸縮超聲導波B掃描檢測方法》立項，標準項目歸口管理委員會為CSTM/FC94無損檢測技術及設備領域委員會，標準計劃編號為CSTMLX940000422-2020，由中國特種設備檢測研究院牽頭承擔《無損檢測中低頻磁致伸縮超聲導波B掃描檢測方法》團體標準的制定工作。2.標準制定的背景和目的超聲導波無損檢測技術是一種長距離、大范圍結構“體檢式”快速掃查技術，其單點激勵、橫截面全覆蓋、衰減小的特點，是管道、板等大范圍結構件缺陷檢測的一種有效技術手段。隨著該項技術的推廣和普及，超聲導波技術逐漸被各特檢系統(tǒng)及其檢測機構所應用，并形成了一定的檢測規(guī)范。軸對稱模態(tài)的超聲導波在管道上具有良好的頻散特性和可激勵性，故目前國內(nèi)外大多數(shù)超聲導波無損檢測技術的應用研究和成熟的商業(yè)應用都是基于軸對稱模態(tài)如T(0,1)、L(0,2)展開的，但是在實際應用還存在一些不足。例如，現(xiàn)有的超聲導波檢測技術只可以通過A掃信號對缺陷在管道的軸向上進行定位，但無法實現(xiàn)周向定位，也無法分辨管道周向上有幾個缺陷。其次，目前超聲導波技術對缺陷大小的描述是相對管道的橫截面損失比，即管道直徑越大，超聲導波最小可檢測的缺陷尺寸就越大。存在著有些大直徑管道已經(jīng)發(fā)生穿孔腐蝕缺陷但還沒有達到超聲導波檢測最小靈敏度的風險，因此對于大直徑管道采用傳統(tǒng)的超聲導波檢測沒有實際的檢測意義。第三，現(xiàn)有的超聲導波檢測方法無法發(fā)現(xiàn)管道上焊接支架、不等徑三通等部位的缺陷，存在著檢測盲區(qū)。針對當前軸對稱模態(tài)超聲導波無損檢測技術應用在管道或板上存在的問題，本標準提出了一種可應用在金屬管道和板上的基于磁致伸縮式超聲導波C掃檢測技術，該標準所述的檢測方法不僅可以對缺陷進行周向定位，而且可以對回波進行二維分析，便于波形分析與解讀。且本標準中導波檢測方法為固定式的檢測靈敏度，在大直徑管道、板和螺旋航管上具有較高的缺陷檢測靈敏度，并且可以較少焊接支架、不等徑三通等特定部位的檢測盲區(qū)，與現(xiàn)有軸對稱模態(tài)超聲導波檢測方法進行互補，可幫助使用者提高缺陷的檢出率。3.工作主要過程按照中國材料與試驗團體標準委員會標準制修訂程序的要求，《無損檢測超聲導波中低頻磁致伸縮超聲導波B掃檢測方法》團體標準的編制完成了以下工作：（1）起草階段：CSTM/FC94無損檢測技術及設備領域委員會成立之后，積極開展各項標準制定工作，為保證后續(xù)標準的規(guī)范性，針對《無損檢測超聲導波中低頻磁致伸縮超聲導波B掃檢測方法》組建成立了標準起草工作組，確定了標準編寫原則和分工，提出標準編制進度安排。（2）征求意見階段：本標準根據(jù)標準編制安排進行公開征求意見，共修改了4處，分別為：更改標準標題名稱《無損檢測磁致伸縮超聲導波B掃檢測方法》為《無損檢測中低頻磁致伸縮超聲導波B掃描檢測方法》；添加了術語與定義“中低頻磁致伸縮超聲導波”；增加了10.2.1節(jié)中B掃描成像檢測信號的分析方法及其示意圖；修改了8.5.1節(jié)校準樣件；同時在制定本標準過程中，增加了補充了試驗數(shù)據(jù)。4.主要參加單位及工作組成員主要參加單位包括：浙江大學、杭州浙達精益機電技術股份有限公司、中國特種設備檢測研究院、浙江省特種設備科學研究院、北京工業(yè)大學、中石化長輸油氣管道檢測有限公司工作組成員包括：呂福在、唐志峰、陳會明、鄭陽、沈功田、葉宇峰、張鵬飛、呂炎、韓燁、駱蘇軍、羅福興、王峰淮二、標準化對象簡要情況及制修訂標準的原則1.標準化對象簡要情況本標準為旨在規(guī)范本領域內(nèi)各標準的制修訂和發(fā)布。2.制修訂標準的原則（1）制修訂標準的依據(jù)或理由依據(jù)中國材料與試驗團體標準制修訂管理細則、中關村材料試驗聯(lián)盟團體標準管理辦法（試行）制定本標準，規(guī)范本領域內(nèi)各標準的制修訂和發(fā)布。（2）制修訂標準的原則本標準編制遵循經(jīng)濟社會發(fā)展需求原則、技術先進和經(jīng)濟合理原則、適應貿(mào)易全球化需求原則、維護公眾利益原則、協(xié)商一致原則、廣泛參與和公開透明原則。本標準在結構編寫和內(nèi)容編排等方面依據(jù)GB/T1.1—2009《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫》進行編寫。三、采用國際標準和國外先進標準的情況目前國內(nèi)外針對超聲導波無損檢測技術的標準主要有如下幾個：1.BS9690-2:2011Non-destructivetesting.Guidedwavetesting.Basicrequirementsforguidedwavetestingofpipes,pipelinesandstructuraltubulars；2.BS9690-1:2011Non-destructivetesting.Guidedwavetesting.Generalguidanceandprinciples；3.ISO182111:2016Non-destructivetesting--Long-rangeinspectionofabove-groundpipelinesandplantpipingusingguidedwavetestingwithaxialpropagation；4.ASTME2775-16Standardpracticeforguidedwavetestingofabovegroundsteelpipeworkusingpiezoelectriceffecttransduction；5.ASTME2929-18StandardPracticeforGuidedWaveTestingofAboveGroundSteelPipingwithMagnetostrictiveTransduction5.NACE–SP0313-2013GuidedWaveTechnologyforPipingApplications；6.ASME–ARTICLE18GuidedWaveExaminationMethodforPiping；7.TUVCERTIFICATIONGULGuidedWaveTestingProcedurecertifiedunderENstandard14748；8.GB/T31211-2014無損檢測超聲導波檢測總則9.GB/T28704-2012無損檢測磁致伸縮超聲導波檢測方法10.SY/T1184–2009鋼制管道超聲導波檢測技術規(guī)范上述標準基本都是針對采用超聲導波A掃檢測技術進行檢測的方法，而ASTME2775-16和ASTME2929-18中提到的超聲導波B掃檢測只是在簡單涉及，難以標準化統(tǒng)一。目前國內(nèi)暫未有任何有關磁致伸縮超聲導波B掃檢測方法的相關標準。四、標準主要內(nèi)容本標準主要包括：本文件規(guī)定了利用中低頻磁致伸縮超聲導波B掃描檢測技術對構件中存在橫截面變化的缺陷進行成像檢測方法的要求；本標準適用于管道外徑大于100mm，壁厚1.4—30mm，溫度在0—200℃（高溫實驗）的金屬無縫管、直縫管以及壁厚為1-30mm的金屬板；本標準未建立評價判據(jù)，具體的判據(jù)有合同各方協(xié)商確定。五、主要試驗（或驗證）結果的分析、綜述報告、技術經(jīng)濟論證，預期的經(jīng)濟效果等本標準中的超聲導波檢測方法相對于軸對稱A掃檢測方法，不僅具有單點激勵即可實現(xiàn)構件的長距離檢測，全截面100%覆蓋，傳播距離遠等導波檢測的優(yōu)點外，還具有其特殊的優(yōu)勢：a) 超聲導波B掃描檢測技術可對管道的焊接支架、不等徑三通、儀表接頭等同一水平位置處除焊縫以外的部位進行檢測，而上述特殊部位采用軸對稱模態(tài)導波（如T(0,1)、L(0,2)等）檢測時是盲區(qū)。b) 增加了一個緯度的位置信息，可對構件中的缺陷在水平和垂直方向二維定位，缺陷定位更加準確。c) B掃描檢測結果可采用圖像顯示，便于數(shù)據(jù)的解讀與分析，降低信號的解讀難度；d) 針對管道，B掃描檢測可提高管壁上單位面積的聲功率密度，檢測靈敏度更高。以實際檢測案例為例，將中低頻磁致伸縮超聲導波B掃檢測方法應用在輸電線路的鋼管桿檢測時，具有明顯的技術優(yōu)勢，不僅解決了鋼管桿縱向焊縫、焊接爬梯支架、部分焊接點的影響，而且大大提高了大直徑被檢構件的檢測靈敏度。圖1為現(xiàn)場實驗用在役輸電線路鋼管桿結構示意圖及超聲導波B掃檢測方法示意圖。圖1現(xiàn)場實驗用在役輸電線路鋼管桿結構示意圖本實驗所選用輸電線路鋼管桿為多節(jié)圓筒形鋼管桿，掃查位置直徑為1200mm，被檢構件壁厚為18mm，材質為Q235，外表面為鍍鋅加防銹漆。由圖可知，超聲導波B掃檢測探頭沿著鋼管桿掃查360度，導波聲束也沿著鋼管桿掃查一圈，實現(xiàn)了鋼管桿兩個法蘭之間的全覆蓋檢測。圖2所示為實驗用在役鋼管桿的中低頻磁致伸縮超聲導波B掃檢測的結果，其檢測結果包含B掃圖及A掃圖。由圖中可知，各鋼管桿的環(huán)焊縫特征明顯，腐蝕區(qū)域集中在兩個環(huán)焊縫中間，呈草狀波分布，且缺陷信噪比較高。在距離檢測點負向0.7至1.2米處，鋼管桿的西北323°方向，存在密集型內(nèi)腐蝕坑的異?；夭ㄐ盘枴＝?jīng)相控陣超聲復檢可得，腐蝕坑分布區(qū)域的尺寸為50cm*30cm，其中局部內(nèi)腐蝕坑的最大腐蝕深度超過壁厚18%。該實際現(xiàn)場實驗驗證了中低頻磁致伸縮超聲導波B掃檢測方法在大直徑、含有多種焊接特征（如環(huán)焊縫、縱向焊縫、焊接支架）復雜構件的適用性及可行性，具有推廣和應用價值。圖2實驗用在役鋼管桿的超聲導波B掃檢測結果六、與有關的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制性標準的關系本標準在《GB/T31211-2014無損檢測超聲導波檢測總則》及《GB/T28704-2012無損檢測磁致伸縮超聲導波檢測方法》基礎上，補充的一種超聲導波檢測方法，與兩種現(xiàn)有的強制性標準是互補關系。七、對征求意見及重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)該標準的編制過程中，無重大分歧意見。八、標準水平建議，預期的社會經(jīng)濟效果。本標準制定后，可為市場提供一種基于磁致伸縮超聲導波C掃檢測方法，該檢測方法可以應用在大直徑管道、金屬板、螺旋焊管的檢測，同時也可在不等徑三通、儀表接頭、焊接支架等特點部位進行檢測，而這些場合采用原來的軸對稱超聲導波檢測方法效果不佳。而且本標準制定的導波B掃成像檢測