范文一：管道超声导波检测

冶 金析 分 第 卷 增 ,?O???*??*’?e?e?’99 年 TQQAQe’??’?!?????!???9 ???’,D??*e’e?e???9 月

文 章 编 号 增 :()?????4? ??’’’?????’’??

管 道 超 声测 导 波 检

刘 涛 童 凯 姚 君 ,,

钢 铁 研 究 总 院 北 京 (,)????8?

摘 要 本 文 主 要 简 述 了 管 道 检 测 的 重 要 性 和 问 题 以 及 一 种 新 的 检 测 方 法 超 声 导 波 检 测 :,(),

并 简 述 了 其 原 理 以 及 其 局 限 性 "

关 键 词 管 道 超 声 波 超 声 导 波 :;;

中 图 分 类 号 文 献 标 识 码 ::T?8 A*??’?

管 道 在 运 输 液 体 ,气 体 ,浆 液 等 方 面 具 有 特 殊 注 因 此 出 现 了 将 导 波 技 术 应 用 于 管 道 缺 陷 检 测 ,

的 研 究 %利 用 弹 性 理 论 求 得 简 谐 波 在 无 限 *Q>?!的 优 势 %世 界 上 管 道 主 要 干 线 已 达 多 万 ??? ??

长 的 空 心 圆 柱 体 中 传 播 的 通 解 ,也 对 *?ee??O? ,年 末 我 国 油 气 管 道 干 线 已 ,城 市 9?994?’?8’??

供 水 系 统 更 是 极 为 庞 大 的 管 道 网 络 %然 而 管 道 在 弹 性 理 论 进 行 了 研 究 ,并 且 发 表 了 有 关 圆 柱 壳 弥 长 期 使 曲用 中 受 冲 刷 和 腐 蚀 导 致 管 壁 减 薄 常 常 发 线 和 位 移 场 的 论 文 由 此 建 立 起 了 导 波 的 理 论 ,,

泄 漏 事 故 不 仅 造 成 经 济 上 的 巨 大 损 失 且 会 污 生,,基 础 %年 等 将 电 磁,( 99TOOETAT?????’9 染 环 境 影 响 生 态 帄 衡 %据 统 计 世 界 各 大 中 城 市 自 声 传 感 器 )应 用 于 蒸 汽 发 电 机 管 道 的 裂 缝 检 测 %

来 水 的 泄 漏 损 失 率 在 左 右% 近 年 来 有 许 多??% 和 利 用 压 电 超 声 探 头 在 热 交 换 管 道 *??BQ?O? !!’

管 道 发 生 事 故 ,更 引 起 世 人 的 极 大 关 注 % 例 如 , 中 激 励 超 声 导 波 ,他 们 也 对 裂 纹 检 测 进 行 了 实 验 ,

证 明 了 利 用 超 声 导 波 技 术 对 管 道 % 检 测 的 可 能 性 年 委 内 瑞 拉 一 条 气 体 管 道 发 生 泄 漏 ,气 体 爆 ?99?

炸 致 使 人 死 亡 年 美 国 新 泽 西 州 的 一 ,;??994’证 明 了 利 用 柱 状 导 波 对 管 道 进 行 检 测 B?OO?eQ?’条 管道 泄 漏 造 成 火 灾 造 成 重 大 财 产 损 失 %近 年 ,,的 可 行 性 ,柱 状 导 波 由 管 道 一 端 施 加 法 向 载 荷 激 来 励 %和 利 用 (,)模 式 导 波 对 管 *!??BQ!?’O?? ??还 有 其 他 一 些 国 家 如 俄 罗 斯 ,加 拿 大 和 英 国 等 国

道 进 行 检 测 而 等 利 用 的 却 是 模 (),,OO ?B????家 的 管 道 发 生 各 种 事 % 故据 的不 报完 道全 统 计 ,

式 导 波 %这 是 由 于 不 同 的 激 励 方 法 产 生 的 不 同 的 截 止 年 ,我 国 仅 输 油 管 道 在 年 时 间 里 ,共 ?99???激 励 模 式 %和 是 从 管 道 内 部 激 励 导 *!??BQ!?’O? 发 生 大 小 事 故 多 次 %天 然 气 管 道 也 曾 多 次 发 生 事 波 的 而 等 是 从 管 道 一 端 横 截 面 处 激 励 导 ,OOB??故 后 果 特 别 严 重 给 人 民 生 命 财 产 造 成 了 严 重 的 ,,波 的 %这 些 实 验 证 明 了 利 用 超 声 导 波 对 管 道 检 测 损 失 %更 为 严 重 的 是 管 道 泄 漏 造 成 了 严 重 的 环 境 的 有 效 % 性 污 染 ,加 剧 了 原 本 已 经 恶 化 的 人 类 赖 以 生 存 的 地

超 声 导 波 原 理 及 应 用球 空 间 % ?

超 声 导 波 的 产 生 机 理 与 薄 板 中 的 兰 姆 波 激 励 尽 管 使 用 常 规 无 损 检 测 方 法 (如 超 声 检 测 爬

机 ,漏 磁 机检 测 爬 机 等 )对 管 道 检 测 有 着 众 多 的 优 理 相 似 ,由 于 在 空 间 有 限 的 介 质 内 多 次 往 复 反 势 所 在 如 技 术 成 熟 只 需 对 工 人 稍 加 培 训 就 可 射 并 进 一 步 产 生 叠 加 干 涉 以 及 几 % 何 弥 散 形 成 的 ,,,

以 利 用 现 有 的 专 门 设 备 进 行 检 测 %但 常 规 无 损 检 超 声 波 的 主 要 应 用 波 型 包 括 扭 曲 波 和 纵 波 %如 图 测 技 术 都 存 在 一 个 严 重 的 不 足 :检 测 过 程 为 逐 点 所 示 % ?

扫 描 式 因 此 常 规 无 损 检 测 方 法 不 可 能 有 效 的 用 ,扭 曲 波 的 特 点 是 质 点 沿 管 子 周 向 振 动 波 沿 ,于 当 前 工 业 中 广 泛 使 用 的 成 千 上 万 公 里 的 管 道 检 管 子 轴 向 传 播 声 能 受 管 道 内 部 液 体 填 充 物 影 响 ,测 %而 需 要 其 他 新 的 检 测 技 术 来 解 决 这 一 问 题 的 较 小 (在 做 超 声 导 波 检 测 时 ,允 许 液 体 在 管 道 流 潜 在 可 行 的 方 法 % 动 对 纵 向 较 深 的 裂 纹 和 横 截 面 积 损 失 灵 敏 度 ),

对 于 这 一 问 题 解 决 方 法 也 备 受 国 外 学 者 关

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冶 金析 分 第 卷 增 ,?O???*??*’?e?e?’99 年 TQQAQe’??’?!?????!???9 ???’,D??*e’e?e???9 月

高 可 以 在 较 高 的 频 率 范 围 内 使 用 回 波 信 号 能 包 器 数 量 少 重 量 轻 成 本 低 因 管 内 有 液 体 介 质 而 ,,,,,含 管 道 轴 向 方 向 的 缺 陷 信 息 通 常 能 得 到 清 晰 的 产 生 的 扩 散 效 应 小 波 型 转 换 少 检 测 距 离 较 长 ,,,,回 波 信 号 ,信 号 容 易 识 别 ,在 应 用 中 所 需 要 的 换 能 对 轴 向 检 测 灵 敏 % 度 高

图 超 声 导 波 模 型 图?

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纵 波 的 特 点 是 质 点 沿 着 管 子 轴 向 振 动 ,波 动 超 声 导 波 通 常 使 用 的 激 励 频 率 范 围 为 ’~ 沿 着 管 子 的 轴 向 传 播 回 波 幅 度 与 缺 陷 形 状 关 系 ,因 此 对 单 个 缺 陷 的 检 测 灵 敏 度 与 使 用 ,????H>

不 大 ,仅 在 较 窄 的 频 率 范 围 内 使 用 ,回 波 信 号 不 象 频 率 在 级 别 的 超 声 相 比 是 比 较 低 的 ,所 得 TH>

扭 曲 波 清 晰 ,容 易 受 到 被 测 管 道 内 液 体 介 质 流 动 到 的 回 波 信 号 基 本 是 脉 冲 回 波 ,其 检 测 灵 敏 度 用

的 影 响 也 受 探 头 接 触 表 面 的 状 态 油 漆 凹 击 等 (),,管 道 环 状 截 面 上 缺 损 面 积 的 百 分 比 来 评 价 导 报 ,

影 响 比 较 大 ,对 管 道 上 横 截 面 积 损 失 的 灵 敏 度 高 % 备 和 计 算 机 结 合 生 成 的 图 像 可 供 专 业 人 员 的 分 设

两 种 波 型 的 各 有 特 点 所 以 实 际 使 用 中 通 常 ,析 和 判 断 ,缺 陷 的 检 测 和 定 位 借 助 计 算 机 软 件 来 把 两 种 波 结 合 起 来 用 % 超 声 导 波 的 检 测 工 作 原 显 示 和 记 录 减 少 人 工 判 断 的 依 赖 性 能 提 供 重 复 ,,理 使 用 阵 列 探 头 发 出 一 束 超 声 能 量 脉 冲 此 脉 冲 :,性 高 ,可 靠 的 检 测 结 果 % 目 前 的 超 声 导 波 检 测 技

充 斥 整 个 圆 周 方 向 和 整 个 管 道 厚, 度 向 远 处 传 播 术 已 能 达 到 较 高 的 检 测 精 度 ,可 靠 精 度 等 达 到 管

当 遇 到 管 子 内 外 壁 腐 蚀 或 缺 陷 时 由 于 管 道 横 截 ,子 横 截 面 积 的 缺 陷 定 位 精 度 也 较 高 % ,%9%’~面 发 生 了 变 化 在 缺 损 处 就 会 有 反 射 回 波 通 过 仪 ,,

器 分 析 由 同 一 探 头 阵 列 检 出 的 回 波 信 号 即 可 检 测 超 声 导 波 的 局 限 性*

出 管 道 内 外 部 缺 陷 的 位 置 和 腐 蚀 等 % 超 声 导 波 检 测 时 若 管 道 内 存 在 大 面 积 的 腐 ,

蚀 和 严 重 腐 蚀 时 会 造 成 信 号 衰 减 而 影 响 一 次 检 测 超 声 导 波 检 测 的 方 法 原 理 所示 意示 如 图 ,?

探 头 套 环 是 由 一 组 并 列 的 等 间 隔 的 换 能 器 阵 列 组 的 有 效 距 离 ,如 果 存 在 多 重 缺 陷 时 还 会 产 生 叠 加 成 超 声 导 波 的 激 发 方 式 包 括 电 磁 超 声 换 能 器 和 (效 应 超 声 导 波 检 测 采 用 的 是 低 频 超 声 波 无 法 发 ;,磁 致 伸 缩 换 能 器 组 成 阵 列 换 能 器 的 数 量 取 决 于 ),现 横 截 面 损 失 量 没 有 超 过 检 测 灵 敏 度 的 细 小 裂 管 道 直 径 的 大 小 和 使 用 的 波 型 ,换 能 器 阵 列 绕 管 纹 ,纵 向 缺 陷 ,小 的 腐 蚀 坑 或 腐 蚀 孔 ;超 声 导 波 的 子 周 向 布 置 % 有 效 检 测 距 离 除 了 受 导 波 的 频 率 模 式 有 关 外 还 ,, 与 管 道 本 身 的 地 理 特 征 有 关 如 埋 的 深 度 周 围 土 :

壤 特 性 等 %不 过 随 着 技 术 的 发 展 ,这 些 局 限 将 不

断 的 加 以 解 决 %

由 于 超 声 导 波 检 测 不 能 提 供 壁 厚 的 直 接 量

值 ,因 此 对 检 测 缺 陷 的 定 量 只 能 近 似 ,如 果 需 要 准

确 的 确 定 缺 陷 类 型 ,大 小 以 及 位 置 等 ,在 有 条 件 下

借 助 其 他 的 无 损 检 测 方 法 来 做 补 充 评 价 % 图 管 道 超 声 导 波 检 测 原 理 示 意 图*

展 望 9?!?* P!!??9*??9??’!?O???’??*O?!?$P ?

?9????9*?!$ 从 国 外 近 几 年 的 研 究 进 展 可 以 看 出 超 声 导 ,

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冶 金析 分 第 卷 增 ,?O???*??*’?e?e?’99 年 TQQAQe’??’?!?????!???9 ???’,D??*e’e?e???9 月 波 无 损 检 测 技 术 发 展 势 头 强 劲 取 得 了 前 所 未 有 , ?? ?’

的 长 足 发 展 随 着 导 波 传 播 理 论 的 深 入 研 究 结 合 ,,??Q> D ? TQO×QOO?*!????ee–!?e??!?!?e?’!’!??’?e9 ?

计 算 机 应 用 技 术 ,超 声 导 波 将 逐 渐 实 现 检 测 技 术 ?OQQ’!O? O?wQ×e?!? ?O??Ow ?!??’?Q???!?Qe??? I9?’

??,,J?J? A ?O’?’?*O?? A???9’9?? 的 实 用 化 ,并 把 检 测 信 息 的 量 化 ,应 用 到 管 道 检 测

():?? 8? ’’’’’中 为 管 道 安 全 提 供 有 力 的 保 障 % ,

??,,, 4TOORBEeRPeeO*EeQ?A?????????????’’9’ 参 考 文: 献 e ETATeOQeeQweQeQO????????????????’’’!!’’’??

??,:De? T??Q?O??*?O???99?44? ?49?’’J’!!’’9 ’??高 福 庆 管 道 检 测 的 必 要 性 ??管 道 技 术 与 设 备 ?? ? J??,??O*O??O? E??QO?O???Q?O???QeQ wQ×e ’’’!’!’’!’!?(),,():P!e?!?eTe???!’eQ?QE’!?e?’?998?4 ?9AA9 ?OQe?O?×e??!O? !? ?Q’e w!’? ’?!???e?? ×Q?!Q’!O?9 4?? 4?? ??,:??IEEET ?Q?Q?’!O?O? T?’?Q?O?!??????’9?? ??王 玉 忠 陈 建 兰 漏 磁 检 测 技 术 在 我 国 管 道 中 的 应 用 ,?? 4??? ??化 学 清 洗 (),,():? ??eQ??*O??Q?998?4 48J!’?

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范文二：管道超声导波腐蚀检测

压力管道超声导波（MsS） 在线腐蚀检测技术

目录

1 2 3 4

超声导波技术

科研项目

历史业绩

典型案例

一、超声导波技术介绍 超声导波技术介

? 超声导波检测技术作为一种新兴的腐蚀检测方法，具有检测效率高， 成本低 灵敏度高等特点 与其他方法相比 超声导波检测技术主 成本低，灵敏度高等特点，与其他方法相比，超声导波检测技术主 要有两大优点： 1、检测距离长，理论检测长度为单向150米（实际检测距离与管线上 的几何结构和管道的腐蚀状态有关） 2、由于超声导波声场遍及整个管壁，对于壁厚能够进行100% 检测， 不论是外腐蚀，还是内腐蚀均能一次性检出。 论 腐 腐 均 性检

一、超声导波技术介绍 超声导波技术介

⑵ 压力管道在线检测导波检测系统

? 应用于压力管道在线检测的 MsSR3030R 长距离超声导波检测系统 （ LRUT ）是以铁磁性材料的磁致伸缩效应及其逆效应为基础的检 测技术，该仪器设计用于低频（2 2-250KHz 250KHz）超声导波的研究和各种 工业结构（包含管道、热交换器、棒材、钢索和板盘件等）的在线 腐蚀检测与长期腐蚀监测应用。

一、超声导波技术介绍 超声导波技术介

? 在线检测技术数据采集部分

一、超声导波技术介绍 超声导波技术介

二、科研项目 科研项目 z科研项目

压力容器检验所自2006年起承担浙江省质量技术监督局 力容 检验 自 年起 技术监督 重点科研项目——《承压设备在线腐蚀检测技术研究》 该项目通过研究超声导波技术对压力管道典型结构 特征及典型缺陷信号，以及检测可靠性、典型缺陷的适 用性等方面的研究 成功解决了压力管道在线腐蚀检测 用性等方面的研究，成功解决了压力管道在线腐蚀检测 的难题，并将该技术成功应用于杭州钢铁集团高温蒸汽 管线在线检测 镇海炼化多套装置压力管道高温在线腐 管线在线检测、镇海炼化多套装置压力管道高温在线腐 蚀监测控制、国家石油战略储备基地地面管线及埋地管 线入土端检测、浙江省天然气集团天然气站埋地管线入 土端检测、省内多家炼油厂管式加热炉辐射段炉管检 测 测。

二、科研项目 科研项目

? 实验室研究-试样管人工缺陷的制作

高温管道的模拟试件采用φ108*8mm无缝钢管加工制成，形状为“U”形 管，针对普遍存在于高温管道的腐蚀种类设置了通孔、凹坑、浅宽槽、 窄槽四种类型的人工缺陷（直管 弯头 内外表面 焊缝） 在分别模 窄槽四种类型的人工缺陷（直管、弯头、内外表面、焊缝），在分别模 拟压力管道常见腐蚀中的穿孔、点蚀、局部均匀腐蚀、窄形腐蚀和裂纹 等，在管道外采用35mm厚岩棉进行保温。

二、科研

项目 科研项目

试验数据

二、科研项目 科研项目

2.3 实验室试验结论

（1）采用磁致伸缩超声导波技术对实验管道的模拟腐蚀缺陷进行 检测，对于管道有无保温层（非紧密结合型）不会对检测结 果产生影响。因此，可以满足现场高温管线覆盖保温层状态 下的缺陷的检测。 （2）对腐蚀缺陷有较高的检测灵敏度，可以发现管道截面损失率 ）对腐蚀缺陷有较高的检测灵敏度 可以发现管道截面损失率 为2～5%的腐蚀缺陷或周向裂纹性缺陷。因此，能够及时发 现处于萌芽状态的缺陷，以保证足够的时间实施对高温管道 的安全预防措施。 （3）缺陷定位精度高，最高定位精度可达0.33%（±10mm），对 于工程检测定位足以满足。 于工程检测定位足以满足 （4）弯头对导波的衰减影响较大，但仍能有效穿越2个弯头实施检 测。

二、科研项目 科研项目 z当前科研项目

国家质检总局项目 家 检总 《高温状态下压力管道腐蚀在线超声导波监测试验研究》 该项目旨在通过将超声导波探头永久固化在被监测 管道上，利用长距离检测的优势，定期采集数据并进行 对比分析 以此完成对该管道上的腐蚀缺陷进行跟踪监 对比分析，以此完成对该管道上的腐蚀缺陷进行跟踪监 测。

三、历史业绩 历史 绩

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 年份 2008年 2008年 2009年 2010年 2011年 2011年 2011年 2011年 2011年 2011年 2012年 2012年 2012年 2012年 2012年 单位 杭州钢铁集团 杭州炼油厂 中石化镇海炼化 中石化镇海炼化 中石化镇海炼化 中石油嘉兴销售分公司 镇海国家石油战略储备基地 中石化镇海炼化分公司 中海油大榭石化储运部 中海油大榭 化储运部 中海油大榭石化储运部 中石化镇海炼化 镇 中石化镇海炼化 中石化镇海炼化 中石化镇海炼化 中海油大榭石化储运部 项目名称 高压蒸汽线超声导波检测 储罐输油管线检测 I催化、I焦化装置高温管线导波腐蚀监测 管式加热炉导波检测 管式加热炉结焦堵管导波检测 码头栈桥输油管线导波检测 输油管线出入土端损伤状况超声导波检测 储运部公用管架1KM输油管线导波检测 管沟内工业燃料油装船线、工业燃料油装置 线腐蚀检测 油库 业管线检测 油库工业管线检测 气氛装置、四重整装置、二催化装置塔侧线 腐蚀超声导波检测 过江管线泄漏超声导波检测 储运部运行超过 30 年以上高压瓦斯线超声导 波腐蚀检测 空冷入口高纯度硫化氢管线腐蚀监测 管沟内工业燃料油装船线 工业燃料油装置 管沟内工业燃料油装船线、工业燃料油装置 线腐蚀检测与复验

三、历史业绩 历史 绩 1 杭州钢铁集团高温蒸汽管线在线检测

三、历史业绩 历史 绩 2 杭州炼油厂

焦化装置高温压力管道在线检测

四、典型案例 四 典 案例- Ⅰ焦化装置 焦化装

1 镇海炼化焦化装置压力管道在线检测及监测

管线情况：管径10英寸，介质是贫液，带保温层，表面油漆层脱 英寸 介质是贫液 带保温层 表面油漆层脱 落，有麻坑腐蚀，运行温度120℃。该管线起点T304，终点为换 302。在2009年5月~6月的大检修过程中发现T304出现全面减薄，最 薄处只有2~3mm；换302也发现局部减薄。因此本管线为重点监测管 线，由于T304腐蚀严重，因此将监测点布置于管线出T304处。

四、典型案例 四 典 案例- Ⅰ焦化装置 焦化装

? 314监测情况 测情况

管线314共实施了两次监测数据采集，情况如下： ? 第一次采用32KHZ实施监测，通过数据分析，发现在正方向第一个 弯头附近出现较大的腐蚀信号，其中最大的信号达到6.1% ，进 行现场复验时发现该弯头与下直管连接部位外表面存在严重腐蚀如 下图所示。

四、典型案例 四 典 案例- Ⅰ焦化装置 焦化装

? 经超声波测厚仪检测，该处壁厚最薄处为4.0~4.8mm，而公称壁厚 为7mm，减薄量为2.2~3mm。而该区域外的壁厚在6.0~6.5mm。如 下图所示

四、典型案例 四 典 案例- Ⅰ焦化装置 焦化装

? 第二次监测采用32KHZ实施监测，通过对第二次监测数据分析，发 现原来独立的两处缺陷信号有要合并为一处缺陷信号的趋势，因此 判断缺陷 D1 、 D2 为两处扩展型缺陷即该两处的减薄区域在扩大。 应该加强对这两处缺陷的监控 下次采集监测时建议复验该处 应该加强对这两处缺陷的监控。下次采集监测时建议复验该处。

缺陷合并

四、典型案例 四 典 案例- 埋地管道入土段检测 管 段检测

2 埋地管道入土段检测 在储运行业大量的大直径工业管道 这些管道存在 在储运行业大量的大直径工业管道，这些管道存在 多处出入土段，可以通过导波技术对出入土段（土壤、 空气结合面）进行检测。

四、典型案例 四 典 案例- 国储 国储埋地管道入土端 管 端 国家石油战略储备基地埋地段管线入土段检测

四、典型案例 四 典 案例-高 高空塔侧线检测 塔侧线检测 3 镇海炼化高空塔侧线腐蚀检测

高空塔侧线因其露天安置，雨水容易通 过外保温层渗透到管道表面，当管道操作温 度大于120 ℃时，保温层下的积水将以水蒸 气的形式扩散，对管道的外表面腐蚀作用较 低；但当工作温度在60~120 ℃之间时，由 于积水无法完全及时的蒸发，因此在该温度 段的高空塔侧线往往容易发生保温层下腐蚀， 严重的还会引起泄漏。

四、典型案例 四 典 案例-高 高空塔侧线检测 塔侧线检测

? T3301-1 塔顶出料线

四、典型案例 四 典 案例-高 高空塔侧线检测 塔侧

线检测

? T3301-1 塔顶出料线

四、典型案例 四 典 案例-高 高空塔侧线检测 塔侧线检测

四、典型案例 四 典 案例-高 高空塔侧线检测 塔侧线检测

? T4002-出料线

四、典型案例 四 典 案例-高 高空塔侧线检测 塔侧线检测

? T3201-出料线

四、典型案例 四 典 案例-高 高空塔侧线检测 塔侧线检测

? T4002-回流线

四 历史项目简介及超声导波的应用 四、历史项目简介及超声导波的应用

? T4002-回流线

四、典型案例 四 典 案例-高 高空塔侧线检测 塔侧线检测

本次检测涉及到重整、气分、催化装置共13 条管线， 累积共17 处，其中存在问题的管线共 处 其中存在问题的管线共9 条，因局部腐蚀 条 因局部腐蚀 减薄严重而更换管件的有4条，1条管道因全面腐蚀严重 而整体拆除。 而整体拆除 根据本次检测结果，超声导波技术在塔侧线的腐蚀 检测中具有较好的效果。 检测中具有较好的效果

四、典型案例 四 典 案例-储 储运管线检测 管线检测

4、储运管线—液化气管线、输沥青管线检测 储运管道具有长度长，结构组成复杂，不同区域的 管段腐蚀情况也不同。

四、典型案例 四 典 案例-储 储运管线检测 管线检测

管架第二层

露天段

四、典型案例 四 典 案例-储 储运管线检测 管线检测

四、典型案例 四 典 案例-过江管线检测 管线检测

四、典型案例 四 典 案例-过江管线检测 管线检测

四、典型案例 四 典 案例-大榭石化管线检测-装 装置管线 管线

四、典型案例 四 典 案例-大榭石化管线检测-管沟管线

四、典型案例 四 典 案例-镇海炼化 镇海炼化空冷器入口管线 冷器 管线

范文三：管道超声导波检测技术

　2006年　第6期管道技术与设备

Pipeline　Technique　and　Equipment2006　No16　

管道超声导波检测技术

董为荣,帅　建

(中国石油大学(北京),北京　102249)

　　摘要:介绍了管道超声导波检测技术的理论基础,指出了这一检测方法的技术关键;同时对现有已用于工程应用的导波检测设备与导波检测实验系统作了描述和对比;总结了目前成熟的缺陷识别定位方法,,对管道超声导波检测技术的广泛应用提出几点展望。关键词:超声导波;管道;检测;缺陷识别

中图分类号:TE97316　　文献标识码:A　　文章编号:1004--UltrasonicGuidedWinPipes

,SHUAIJian

(Petroleum,Beijing102249,China)

Abstract:ofthebasictheoryoftheultrasonicguidedwavedetectiontechnologywaspresentedandthekeypointofthispointedout.Thecurrentultrasonicguidedwavedetectionequipmentsinengineeringandtheexperimentweredescribedandcompared.Thedefectidentificationandpositioningmethodswerediscussed.Basedonthis,Webringforwardsomepointsconcerningtheprospectforthistechnology.

Keywords:ultrasonicguidedwave;pipeline;detection;defectidentification0　引言

象,分析纵波管道检测的灵敏度。

2　管道中导波理论基础2.1　导波的传播

在油气管道完整性检测中,超声导波检测技术(Ultrasonic

GuidedWave)与传统检测方法相比具有突出的优点。一方面,

由于超声导波沿传播路径衰减小,可沿管道传播几十m远的距离,且回波信号包含管道整体性信息。因此,相对于超声检测、漏磁检测等常规无损检测技术,导波检测技术实际上是检测了一条线,而非一点;另一方面,由于超声导波在管的内、外表面和中部都有质点的振动,声场遍及整个壁厚,因此,整个壁厚都可以被检测到,这就意味着既可以检测管道的内部缺陷也可以检测管道的表面缺陷。因此研究超声导波在管道中的激励、接收

、应用与缺陷定位等问题,将对导波技术在工程中成熟应用具有重要的意义。

1　国内外研究概况

机械振动在弹性介质中的传播称为弹性波(声波)。将弹性介质定义为波导,在波导中传播的超声波称为超声导波。传播速度只与介质材料密度和弹性性质有关,不依赖于波动本身的特性。在传播过程中,一定频率相近的一族波叠加形成波包,此波包的速度称为群速度,而其中每一相波的速度称为相速度。

由弹性动力学可知,各向同性均匀的线弹性体的运动由纳维方程决定,假定方程解具有谐波形式,则质点位移分量为

θur=Ur(r)cosncos(ωt+kz)θucos(ωt+kz)θ=Uθ(r)sinnθuz=Uz(r)cosnsin(ωt+kz)

式中:n为环向阶数,n=0,1,2,3…;Ur,Uθ,Uz为由Bessel函数(或者为修正的Bessel函数,取决于幅角)构成的相应的位移幅度,详见文献[1]。

管道中沿Z轴方向传播3种导波模式:纵向模态和扭转模态是轴对称模态,弯曲模态是非轴对称模态。沿用Meitzler

(1961),Zemanek(1972)与Silk和Bainton(1979)采用的符号表示

(1)

国外的导波理论研究经历了弹性波在板状有界波导中的传播特性理论推导到将导波技术应用于管道缺陷检测研究的过程。目前,国外导波检测技术在工程中的应用已相对成熟,试验研究的热点也集中在利用“弯曲模态调节技术”对管道弯头处检测及进行充液管道导波检测的研究。

国内的超声导波检测技术方面的研究较国外起步晚,但在相关各领域也展开了广泛研究。理论方面,根据弹性纵波理论,通过计算分析管中导波的频散曲线,讨论了L(0,2)模式导波在裂纹处的反射和透射规律,从而根据导波反射时间和强度确定出裂纹的位置和尺寸;实验方面,采用合理的传感器设计方案,在管道中抑制其他模态导波,激励理想的L(0,2)模式导波,研究超声导波在一定长管道中以特定频率传播时的频散现

如下[1]:纵向模态为L(0,m)(轴对称);扭转模态为T(0,m)(轴对称);弯曲模态为F(n,m)(非轴对称)。图1为3种模态导波的示意图。

在位移分量表达式中,环向阶次n反映该模态绕管壁螺旋式传播形态;模数m反映该模态在壁厚方向上的振动形态。n

=0对应轴对称模态,有无限多个扭转模态和无限多个纵向模

收稿日期:2006-07-13　　收修改稿日期:2006-08-03态;n=1,2,3,…对应非轴对称模态。

　22　

PipelineTechniqueandEquipment

Dec12006　

界面波均以各自恒定的速度传播。垂直入射是最简单的一种,由弹性应力场理论,可以推导出反射系数R和透射系数T:

R=T=

ρc-ρcρ1c1+ρ2c2

ρρ1c1+ρ2c2

(3)(4)

图1　空心圆管中导波模态示意图

2.2　超声导波频散

ρ式中:ρ2的密度;c1、c2分别为1、2分别为反射面两侧介质1、介质1、2的超声波传播速度。

相对于垂直入射,斜入射,,。

3　当超声导波在板、杆或管道等波导中传播时,由于受到波导结构几何尺寸的影响,

使得在波导中传播的超声波的相速度受其频率的影响很大,导致了超声波的几何频散。如果频散是由于波导材料本身的物理性质所致(如非线性效应),则称之为物理频散。管道中导波频散方程为

c11

,希望在管道中仅产生单一模态的导波,,所得到的回波将较容易分析。然而3(内径为76mm、壁厚为515mm的X40钢管的频散曲

…c

16(2)

…

线[3])可知,在任一频率下至少存在2个以上的导波模态:并且随着频率的增加导波模态数迅速增加,此即为导波的多模态现象。多模态的存在大大增加了导波技术应用于管道检测的复杂性。

导波模态选择是管道检测系统的一个关键问题。对于纵向轴对称L(0,2)模态而言,从频散曲线图中可以看出它主要有以下特点:第一,在相当宽的频率范围内,该模态几乎非频散;第二,该模态传播速度最快,任何不希望出现的模态信号都在其后到达,易于在时域内识别;第三,该模态内外表面的径向位移相对较小,波在传播过程中能量泄漏较少,传播距离相对较远。此外,对于T(0,1)模态,频率在0～100kHz时,相速度、群速度无频散,且在20kHz处,群速度最高,不易受其他模态信号干扰,亦成为目前关注较多的导波模态。

在检测直管道时,关注最多的上述2种模态导波,因此,如何设计传感器以激励理想的上述单一模态导波成为检测技术的核心。图3中,选用激励频率为70kHz,在0～100kHz频率范

…式中cij与管道尺寸常数、密度角频率及波数相关。

式中频散曲线图[3]如图2、图3所示。

Φ76mm钢管相速度频散曲线图图2　

围内,存在弯曲模态、L(0,1)模态、L(0,2)模态、T(0,1)模态。下限截至频率100kHz的最高阶次弯曲导波模态为F(13,1),故采用足够数量、等间距、同特性的传感器对称均匀地沿管道环向布置就可抵消弯曲模态导波影响,激发出轴对称的模式导波。通过采用相距间隔L(0,1)模态导波波长的2个传感器环消弱

L(0,1),增强激发模式。对L(0,2)模态、T(0,1)模态,根据其振

动传播模式,可调整传感器沿环向激振激励L(0,2)模态,沿切向激振激励T(0,1)模态。这样,实现了激励比较理想的单位模态L(0,2)或T(0,1)导波。

单一的L(0,2)或T(0,1)模态导波只对环向或轴向缺陷敏感,而实际的缺陷类型是未知的,因此导波检测必定是多模式的。目前,比较成熟的技术是采用L(0,2)或T(0,1)模态导波相

Φ76mm钢管群速度频散曲线图图3　

结合的路线。而利用其他模态导波检测管道不同类型缺陷也成为目前研究的重点。

4　导波检测技术装备4.1　商业应用技术

2.3　反射与折射

波的反射和折射是研究固体中超声导波的基础。在介质表面处,由于介质性质的不连续性,超声波将经受一次反射或透射而发生波型转换。随后,各种类型的反射波和透射波及交

目前,能够提供管道导波检测设备的公司有英国PI公司和英国GUL公司。其中,英国PI公司的技术为用于在线检测管

　第6期

董为荣等:管道超声导波检测技术

23　　

道的Teletest技术。英国GUL(GuidedUltrasonicLtd.)公司的为

wavemakerTM。其装置不外乎同端激励接收传感器、主机、带数

极管电路与激励信号隔离,回波信号接收放大,由数字示波器显示接收并存储到PC上。

目前,随着虚拟仪器的发展,上述实验设备中的数字示波器、任意波形发生器的功能可由数据采集卡、信号发生卡代替。文献[10]中,已采用相似实验设备对管道中超声导波的衰减特性进行了研究。然而,相对上述已经行成商业化的检测设备而言,改进后的实验装置在整体封装、传感器性能及用于控制与信号处理的软件系统尚需开发。

5　据采集卡的PC.

Teletest仪器应用低频多模式(提供纵波和扭波2种模态)

导波检测技术,100%覆盖管道壁厚,其设备包括用于数据采集和分析的笔记本电脑、Windows运行环境软件、放大电路和数据处理电子模块、与计算机高速通讯接口以及超声波发射和接收探头阵列;传感器有固定卡环式和气囊模块式,固定式适合于2～4英寸(1英寸=2514mm)的管道直径,对于大直径的管道,采用模块组合的方法,将探头的键状模块组合到管道直径的尺寸。在通常情况下,在管道的一个位置就能够检测几十m的距离,适用的管道直径从2～48英寸;围和环向方位进行判断。

WavemakerTM2,x、位于管道,因此,超声导波检测。

L(0,2)模态导波,文献[12]提出,检测出发生信号和回波信号的时间差t,且此时差与缺陷的位置及材料性质有关,与缺陷的类型、大小无关。波速取杨氏速度

c=

E/ρ(1-υ)

2

方向可作50m的100%计方面有一定差异:T5环传感器片,即同一模块中有3,3环之间布置2环扭波激励探头;Wavemaker早期在激励扭波时为三排列技术,而新的检测系统采用双排列激励探头,在激励纵波时将探头块压电陶瓷片长度激振方向沿管道轴线布置,扭波时将探头块拔出垂直于轴向布置,这样,大大节省了传感器探头块,提高了使用效率

4.2　工程应用情况

[9]

TM

式中:E为弹性模量;ρ为介质密度;υ为泊松比。

根据2x=c?t可得位移长度x的值。此外,对于缺陷在管道环向的定位,Teletest技术的设备简介中已有提及。

上述2套设备能够检测出的最小管道截面损失均为3%,

3%为噪声信号。Teletest的报告缺陷为9%。定义回波信号与

。

噪声信号的幅值比为信噪比。为增强信号的识别,提高信噪比,除了时域分析、谱分析等常规信号分析手段外,小波分析也应用到导波检测的信号识别中来。

6　展望

TM

国内已有数家单位购买上述两家公司的技术设备。北京华油天然气公司和江苏省锅检所均购买的Wavemaker

G3。其

中,江苏省锅检所购买后,在对管道缺陷情况不明的情况下,分别对氨水管道(Φ356mm)、埋地管道(Φ254mm)、淤浆管道(Φ610

mm)做了3组实验

[8]

目前,长距离超声波技术是有效的扫描工具,提供与局部厚度测量不同的解决方案。目的是提供快速的扫描方法,以便采用更加适当的测试方法直接对待检区域进行有效的扫描。这样,在管道完整性检测中,可以避免逐点检测的费时和高成本。

目前,超声导波检测技术在国内尚属起步阶段,应用不多。众多学者也仅仅从理论及实验的角度阐述研究该技术,要使其得到大力推广和充分应用,仍需在以下几点继续努力:

(1)实验技术的改进。在实验当中,单一模态导波的采用

。针对缺陷在管的环向范围内的面积比,

凡高于3%的检出率逐渐递增;而达到9%和9%以上的缺陷均可记录、报告。

通过一系列验证试验得知,超声导波法检测性能良好,满足管道快速检测的技术指标。

4.3　检测实验装置

检测实验装置在文献[4]中已有介绍。从超声导波检测原理的角度出发,为了激发并接收短时脉冲超声波,上述设备的主机应提供激励信号的发生、功率放大、信号滤波、采集等功能;对于传感器的设计,目前能够激发超声导波的有电磁法和激光超声,其中电磁法应用广泛。因此,上述的检测设备亦可由图4所示的实验装置代替。

及激励装置的设计是研究的重点。

(2)信号分析技术。对损伤信号的处理,在现有谱分析、逆

谱分析和统计分析方法等信号分析手段的基础上,采用先进的信号分析工具,如小波变换技术、二次型时频分布等技术。参考文献:

[1]　ROSEJL.固体中的超声波.何存富译.北京:科学出版社,2004:32,

132.

[2]　LOWEM,ALLEYNEN,CAWLEYP.Themodeconversionofaguided

wavebyapart2Circumferentialnotchinapipe.JoumalofAppliedMe2chanics,1998,65:649-656.

图4　导波检测实验装置示意图

[3]　LOWEM,ALLEYNEN,CAWLEYP.Defectdetectioninpipesusingguid2

edwaves.Ultrasonics,1998,36:147-154.

[4]　ALLEYNEND,LOWEM,CAWLEYP.Thereflectionofguidedwaves

fromCircumfereniialnotehesinPipe.JournalofAppliedMechanics,1998,65(9):635-641.

　　由计算机控制由任意波形发生器产生的激励信号,经功率放大器进行放大,使电压值达到驱动传感器的要求,在管道中产生超声导波;激励出的超声导波在管道中传播,反射回波传回传感器,此时传感器又作为接收传感器接收导波信号,经二

(下转第46页)

　46　

管道的焊接良好,符合要求。

PipelineTechniqueandEquipment

Dec12006　

法兰就导通,完全失去绝缘作用[1]。采用整体型直埋绝缘接头可以十分简单地解决上述问题。整体型直埋绝缘接头在生产厂家预制好,两端直接焊接在管道上即可,绝缘性能较为可靠,不需要砌井保护和日常检测维护。

直埋绝缘接头为自放电免维护直埋绝缘接头。该产品的特点是绝缘性能高;内置防雷击、防爆、防静电聚集的放电火花间隙;种类多样(管径为DN20～DN2500;温度为-40～

)[1];;(设计寿命50a)。300℃

通过将管线竣工小白图与管线施工图进行仔细对比,最终发现,此管线向北支线在桩号0+10419处,有1条DN100长约

4m的分支。该分支末端与进小区的调压箱直接相连,且未实

施阴极保护。

经对此处进行开挖测量,管道电位为-01585V(CSE),与阳极点管道电位相近。为了进一步确定原因,使用RD-PCM系统进行检测,利用2种管道的定点定位方法(峰值法及峰谷法),对管道进行准确的定点定位后,进行测试。在测量过程中,当发现电流值的变化出现异常时,一般可能有以下几种情况:第一,管线在该处存在支线;第二,管线在该处有漏铁点;第三,该处有阴极保护系统中的牺牲阳极埋设;第四,可能与地下其他金属构筑物相接;第五,,电流的流失。

,在排除第二、三、,可以确定,由于该管线在此处与未施加阴极保护的旧管线相接处未设置绝缘接头,造成保护电流的大量流失。把该DN100管线切开后,在旧管线断口处测量电位为-01518V(CSE),新建管线电位为-11206V(CSE),到该管线

0+700处中间点测试桩测量,电位为-11139V(CSE),满足相关

,,,且不损伤绝缘,,火花间。

(1)核对图纸,核实绝缘接头的规格、型号、数量、位置等,

并对绝缘接头的规格、型号、数量、位置等与现场环境不符的情况向相关单位及时提出。

(2)焊接前,应对绝缘接头外观及绝缘电阻进行检验。(3)绝缘接头与管道可以直接对焊连接,不需改变其长度

等几何尺寸。

(4)在管道与绝缘接头进行连接时,避免垂直方式连接;水

平连接时,其中心轴线水平倾斜角度不得大于15°。

(5)绝缘接头与管道焊接后,应与其他焊口同样进行拍片

规范的要求。原因找到后,在断口处增加了DN100SHD整体型直埋绝缘接头。焊接后,测量新建管线电位为-11206V(CSE),该管线0+700处中间点测试桩测量电位为-11138V(CSE)。

2　绝缘接头与绝缘法兰比较

检测,并将管道与绝缘接头的金属裸露部分打磨出金属光泽,进行外层防腐处理。参考文献:

[1]　李夏喜.城市燃气管线阴极保护技术的应用探讨.20050725.www.

电绝缘的可靠性是决定阴极保护系统成败的关键。近10年前,北京市燃气管道采用的电绝缘装置主要是传统的绝缘法兰。这对于城市埋地管线管理来讲不仅繁琐而且不经济,而且由于绝缘法兰的绝缘材料外露,吸水出现膨胀,绝缘性能逐步下降;此外绝缘法兰必须在现场安装,只要一处失效,整个绝缘

(上接第23页)

[5]　LOWEM,ALLEYNEND,CAWLEYP.Modeconversionofguidedwaves

bydefectsinPipes.ReviewofProgressinQuantitativeNondestructiveE2valuation,1997,16:1261-1268.

[6]　DEMMAA,CAWLEYP,LOWEM.Thereflectionofguidewavesfrom

notchesinpipes:aguideforinterpretingcorrosionmeasurements,NDT&EInternational,2004,37:167-180.

[7]　焦敬品,吴斌,王秀彦.管道超声导波检测技术研究进展.实验力

燃规在线.com.

[2]　阮景红,侯世颖,路民旭,等.城市燃气管网安全性检测与评价.管

道技术与设备,2005(3):17-19.

作者简介:陈伟(1975—),工程师,从事专业为材料保护。

(上接第42页)

所以塑套钢保温结构的使用寿命难以保证。

2000年,全国直埋蒸汽管道技术研讨会在大连召开,与会

专家一致认为,不再提倡使用玻璃钢套钢保温结构,塑套钢保温结构只能应用在地下水位低、土壤干燥的地区,应大力提倡采用钢套钢保温结构及内固定形式。同时,采用钢套钢保温结构结合内固定,可将整段管道做成单元形式,各单元管道都可在工厂预制,因取消了钢筋混凝土支墩,预制好的单元管道只要运到施工现场进行焊接连接即可完成。对于地下水位较高、土壤潮湿、盐碱性大的情况,钢套钢保温结构结合内固定的形式更具优势。参考文献:

[1]　李建新.高温蒸汽管道直埋的设计与施工.管道技术与设备,2003

(4):17-18.

学,2002,17(1):1-9.

[8]　李衍,强天鹏.管道长距离超声导波检测新技术的特性和应用.无

损探伤,2002(4):2-5.

[9]　董绍华,费凡.超声导波技术及应用.中国国际油气管道(完整性)

技术会议,廊坊,2005.

[10]　李一博.管道中超声导波的衰减特性的研究.中国国际油气管道

(完整性)技术会议,廊坊,2005.

[11]　他得安,刘镇清,田光春.超声导波在管材中的传播特性.声学技

术,2000,20(3):31-134.

[12]　程载斌,王志华.管道超声纵向导波裂纹检测数值模拟.应用力学

学报,2004,21(4):76-79.

作者简介:董为荣(1981—),硕士,研究方向为油气储运系统安全。

作者简介:李巍(1977—),工程师,从事暖通工程的施工管理工作。

范文四：超声导波管道检测系统

WA VEMAKER G3

超声导波管道检测系统

目 录

超声导波公司

公司简介----------------------------------------------------------------------------------------2 核心技术团队----------------------------------------------------------------------------------3

WA VEMAKER G3检测系统

概述 ---------------------------------------------------------------------------------------------5 系统组件和特点 ------------------------------------------------------------------------------9 检测原理----------------------------------------------------------------------------------------11 检测实例 --------------------------------------------------------------------------------------13

新技术产品

永久监测装置----------------------------------------------------------------------------------20 G 扫描-------------------------------------------------------------------------------------------21 T 扫描-------------------------------------------------------------------------------------------22

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电话：0371-65693152 传真：0371-65693152 值班电话：13253407957 E-mail：qxg_ndt@yeah.net www.qxgndt.com

1

超声导波有限公司简介

超声导波公司(GUL)于1999年成立，立志于运用超声导波技术的巨大潜力对管道进行迅速而全面的检测。这个公司云集了国际上公认的导波领域专业人才，以及在检测和非破坏性实验方面具有丰富经验的专家和研究人士，是世界上唯一专门从事超声导波技术研究与开发的公司。

Wavemaker 导波检测系统是由GUL 公司提供的第一个主要产品，这个产品的设计在室内完成，而产品技术是由位于伦敦的Peter Cawley教授和Mike Lowe博士带领的英国帝国大学无损检测小组开发并申请专利，目前该小组仍在为改进导波技术及新领域应用而不倦努力。

Wavemaker 导波检测系统采用导波技术对管道的腐蚀或冲蚀进行检测，仪器在测试点向管道两端发射低频超声导波，该导波以金属管道为导体进行传播，腐（冲）蚀点或管道上的特征结构（如焊缝、法兰）会使信号发生反射，回波经由仪器接收、分析后可评价管道的腐蚀情况。

该技术正在日益广泛地被业内人士接纳为管道评估的强有力无损检测技术，尤其对于难以实施检测的管道或检测费用昂贵的场合，更凸显其技术优势。采用该技术可以实现工艺管线的在线检测，无需停产，还可用于锅炉管、铁路轨道、热转换器管材、街道照明器材和海底管道的检测，检测方法简便、快捷，可以100%覆盖整个管道。

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2

超声导波有限公司提供以下服务: ● 供应超声导波检查设备 ● 人员培训 ● 设备维护 ● 供应备件 ● 技术咨询

超声导波有限公司不提供检测服务。

目前在全世界有超过190 套GUL 的超声导波系统在被客户使用, 同类产品世界市场占有率70%， 其中大中华区12套，中国大陆8套。我们相信超声导波公司是世界范围内超声导波检测行业的引导者和佼佼者。

超声导波公司的核心技术团队

● Malcolm Russell 先生 - 公司主席和总经理。他有25年在电力和石油行业

的非破坏性测试方面的经验, 后来成为全世界最大的检测产品供应公司的总经理。

● David Alleyne博士 - 英国帝国大学导波检测专业博士，主要负责传感器和

钳口，以及对检测步骤的设计。

● Brian Pavlakovic博士 - 在英国帝国大学攻读博士学位期间，完成了能够

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3

对导波性质进行预测的频散程序。目前他负责对电子设计、控制软件和用户界面方面的工作。

● Peter Cawley 教授 和Mike Lowe博士 - 分别为帝国大学的教授和副教授,

不断为GUL 公司提供宝贵的技术支持。他们对超声导波理论的深刻理解和认识的不断深入，以及技术的实用性对我们尤其有帮助。

● Mark Evans博士 - 超声导波检测领域博士，对超声导波的有限元素模型

以及超声导波与缺损部位的相互反应方面颇为精通。

● Keith Vine博士- 超声导波检测领域博士，对超声导波的理论模型的塑造有

很深造诣。

● Alex Demma博士 - 超声导波检测领域博士，对超声导波沿管道和弯头传

播模型十分在行。

● Thomas Vogt博士 - 运用导波对物质性质进行测量和模型化领域的博士。 ● Jimmy Fong博士 - 曲率对导波传播影响专业的博士。

● Peter Philipp – 资深顾问，在石油和天然气领域有极其丰富的经验，为我

们许多客户提供支持。

● Qianyao Sun博士 – 导波技术应用专家，主要从事中国地区客户技术支持。

除了由上述专业人员组成的团队外，我们还有一批高技能而敬业的技工队伍提供支持，他们取得零部件、组装并检测我们的产品。

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4

WA VEMAKER 检测系统简介

WA VEMAKER 检测系统具有快速、全面检测管道的性能，因而在检测难于接近的管段时效率很高。WA VEMAKER 检测系统在检测裂纹和金属损失（大于横断面的2%）方面有很多应用。这些应用是： ● 用探头检测腐蚀，可不用除去涂层

● 可检测难以接近的区域，如穿路套管和穿越围墙

● 可检测陆上和海上的工程管道，即使在管道特别密集的区域也能进行检测 ● 架空管道、埋地管道、集成管、海底管道等 ● 检测管道类型：无缝管、纵缝管、螺旋焊管等

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5

WA VEMAKER 检测系统是为快速检测长距离管线的外部和内部的腐蚀以及轴向和圆周向的裂痕而设计的。它可广泛应用于地下和绝缘、绝热的各种管道的检测。

WA VEMAKER 检测系统集各种优点于一身，本身自带电池，野外检测时不用外接电源，操作简便。由于可对运行中的系统进行检测，所以检测所造成的损失小。一天的检测量可达几百米，并可对管壁做一次性

100%检测。WA VEMAKER 检测系统是有效的，其检测方式也是有效的。

WA VEMAKER 检测系统使用新的双环排列的探测器，而不是早期使用的三环排列技术。这项技术提高了检测效率，降低了设备成本。探测器一分钟之内就可以安装在管道上。

WA VEMAKER 检测系统的两种波形（纵波和扭转波）有很宽的频率范围以适于不同情况，例如输送液态物质的情形。轴对称和非轴对称的导波可用于缺陷检测并说明结果。

系统的所有部件都放置在一个小箱子内。

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6

用常规检测技术测量管壁厚度，只能

检测到传感器下管壁的厚度，即点检测。WA VEMAKER 检测系统的低频超声导波可沿管壁传播。安装在管道上的传感器发射的波可沿管壁传播上百米，回波信号可显示管道的缺陷和其他特征。传感器的安装必须接触管道，发射波可在涂层下或其他覆盖物下传播。系统可完成在役管线的检测，即使管线充满液态物质或正以很高的温度运行也可进行检测。

对于长距离管道上不允许检测的区域，

如行车道下部管道的检测也非常容易，对于埋地管道、海底管道、难于接近以及安全性苛刻的管道可采用永久探测器系统对管道进行周期性检测，该系统可在恶劣外界环境中长时间保持稳定的工作状态。

WA VEMAKER 检测系统的检测分三步完成： ● 把环状传感器安装在管道四周 ● 发射导波

● 对两个方向的回波信号进行分析

对于直径为2-8英寸的管道使用固定式传感器，对于直径为8-72英寸的管道可使用伸缩式环状传感器，传感器在一分钟内就可安装完毕，且只需要清除5-8厘米宽的环状区域。

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7

WA VEMAKER 检测系统在

快速检测长距离管道时具有很多优良性能：

● 管道低、高温运行时也可检测

（零下40到零上180度） ● 在检测范围内（± 200米），100%

管壁都可得到检测

● 回波信号可提供管道的特征结

构和腐蚀程度

● 完善的软件分析系统可对检测

结果进行说明，并可使用中文进行记录和报告

● 可检测和评判长距离管线的金属损失和横截面损失

● 金属损失既可以是外部的也可以是内部的，具有相同的灵敏度

● 检测灵敏度可达横截面的2%，定位精度±6厘米，环向角度定位精度22度

上述性能是对大多数管道而言。同时管道情况的千变万化会影响其性能的发挥。例如，沥青涂层就使得检测范围减小，部分管道的许多检测性能可能也不十分可靠。优秀的操作人员必须对这样的检测结果做出说明。

WA VEMAKER 检测系统作为检测工具使用时可快速识别有缺陷的区域。如果管道较易检测，通常检测工作较为细致（可使用辅助工具）以查出所有腐蚀区域。

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8

Wavemaker TM G3 管道检测系统组件

Wavemaker? G3主机和软件

2-排固定式传感器环（2英寸）

两排充气式传感器环

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9

系 统 特 点

● 操作电源为低电压电池，可进行50次

检测或待机12小时

● 检测直管段时，传感器一侧的传输距

离可达200米，典型检测距离为40米 ● 检测成本低，操作时，管道四周只需

要清除5-8

厘米宽的区域。

● 可用于带有如下保护层材料的管道检测：矿棉保温层、沥青涂层、环氧树脂

涂层、PE涂层、油漆涂层等

● 检测中可以定位如下缺陷：外部腐蚀、内部腐蚀或冲蚀、环向裂纹、纵向裂

缝、焊接缺陷、疲劳裂纹、支撑处腐蚀等

● 系统可进行实时数据采集和快速特征分析，实时作出检测结果

● 可在直径为2-72英寸管道使用，直径大于72英寸的管道环状传感器可订做。

无需液体耦合，采用气泵给探头施加压力保证探头与管道充分接触。 ● 有各种模式的导波（扭曲波、纵波）可供选择 ● 软件支持管道特征结构的识别

● 智能传感器使计算机只识别排列其上的探头传送的信息，并能自动校正测试

参数

● 新一代传感器（低频、高频、宽频）频带更宽，检测距离更大

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尽管对于不同管道测试参数会有所变化，理想状态下在一个检测点可以检测

± 200米的距离

检 测 原 理

WA VEMAKER 检测系统用导波检测长距离管道的腐蚀或裂纹。常规的超声波检测，如壁厚的测量，只能测到传感器下管壁的厚度。所以，在检测大范围管线时速度很慢，且常常需要找出有代表性的特征点进行检测。

但当遇到埋地管道或绝缘管道时，这种方式就不能奏效了。人们渴望使用单一的传感器来进行大范围的测量，这使得导波的使用变为可能。WA VEMAKER 检测系统使用特制的传感器环以适于管道检测。传感器探头环安装在管道上，操作者就可以使用WA VEMAKER 检测系统完成单项测试，在传感器探头环的两侧均可检测数十米。

传感器环两侧的有效检测距离受多种因素制约，好的条件下可达上百米，恶劣条件或有某种覆盖层的条件下，检测距离只有几米。为更好的理解WA VEMAKER 检测系统的工作原理，可参照常规超声导波在脉冲方式下的工作原理。超声波环发射脉冲超声导波并接收回波信号。

图a 是WA VEMAKER 系统检测带有各种显著特征的管道时的示意图。图b 是检测结果。

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WA VEMAKER 检测系统由三个主要的部分组成，如图a 所示，传感器环、WA VEMAKER 检测设备和控制计算机。传感器环是按管道尺寸设计、制作的。它们靠弹簧或气压把压电传感器固定在管道上。内部的电气连接使得每一个传感器环自动工作。WA VEMAKER 检测设备接收所有检测信号，操作电源由其内部的可充电电池提供，并通过USB 接口或导线与手提电脑相连。设备的调试、信号的处理和测试报告均由WavePro 软件系统完成。

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检 测 实 例

例1 - 理想情况

这是在哥伦比亚管道检测数据图谱，该管道经由自动焊接设备焊接，管道交接使用前应用户要求采用超声导波公司的Wavemaker 检测设备检测焊缝质量。该检测中单方向检测距离可达到200米以上，图谱中一系列尖锐的反射信号来自于自动焊焊缝，检测结果显示焊缝状况良好。

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例2 – 聚焦增强功能

这是在英国BP 某天然气站场检测中应用聚焦增强功能的检测实例，检测中聚焦增强功能的数据信号是在标准检测操作中自动完成收集的（见下图），分析数据时将聚焦增强功能图谱（下图中上部）与导波检测标准图谱（下图中下部）比较分析，从而对缺陷进行更精确的定位。

在该导波图谱中反射信号A 峰高很小，看起来并不严重，只是一个很小的非对称缺陷，相应2-3%的ECL 损失，而在聚焦图谱中显示是一个局部存在的面积很小的缺陷，对应角度为2点钟方位，结合分析表明这是一个位于狭小区域较深的缺陷，应该评价为严重腐蚀，需要密切关注。导波图谱中反射信号B 为一个焊缝信号，有一定程度的金属损失，可能是焊接质量不好，也可能是发生了一定程度的腐蚀，通过分析聚焦图谱发现，该焊缝中在4-5点方位出现了较大程度的损失，即在该位置发生了较为较严重的腐蚀。通过现场验证后很好地证明了该分析结果，该实例很好地证明了聚焦增强功能是非常有效地分析工具。

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例3 – 炼厂检测

右图是使用超声导波公司的Wavemaker 检测设备检测一段理想情况下的直管段的情形。在这个例子中，80米（250英尺）长管线中有局部腐蚀的区域很快被检出（包括支架接触点）。管线情况良好。

来自焊缝的反射信号

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例4 -穿墙

图中我们正对穿越护坡的管托处的管线进行测试。管线不受其它管线和管托影响。测试是在充满液态物质的在役管道上完成。

下面的结果显示，穿护坡区域对管线无影响，在这段管线上没有发现腐蚀。

没有反射信号，即这里没有腐蚀

焊缝的反射信号

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例5 - 埋地管线

GUL Wavemaker检测设

备常用于套管中和埋地管线的测试。在这一实例中，被测管线从地下穿越围墙。检测结果显示穿越围墙入口处有局部腐蚀，这一结果得到了验证。

来自腐蚀的反射

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例6 - 跨越道路

由于跨越道路或其他管线，化工厂的许多管线位于地面上方。这部分管线很难进行测试，使用常规技术花费又太大，且需要搭设临时性脚手架。

Wavemaker 管道检测系统具有检测长距离架空管线的能力。测试在3英寸在役管线上完成。这样的长度和高度用肉眼很难全面观察管道腐蚀情况，而实际上管道表面已轻度腐蚀。

被测管线始端是水平的，然后以90度

角向上弯曲。经5米水平跨越后又通过90度弯曲折回水平面。系统安装在较低处弯头上部的垂直管段上。从这一点可检测管线的垂直部分，还能检测弯头及水平部分。

被测管道

缺陷位置

探测环位置

管道腐蚀引起的系列反射

弯头反射

对应的检测结果显示在图片中。结果显示管线的大部分情况良好，只有少部分管段有轻微腐蚀，用户可根据情况采取进一步措施。

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例7 - 长距离野外管线

图中，我们检测的是长距离野外在役裸管。结果显示，照片左侧标记+F5处是泄漏点。从照片中可以看到环状传感器被安装在管道上。从传感器到管线变径处约47米长的管段情况良好，但在远端管径变细处信号发生突变且噪音变大。标记+F5到+F8处腐蚀面大大增加。+F8处是法兰，这一位置管段已更换过。

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新技术产品：永 久 监 测 装 置

导波技术主要优势之一就是能从一个位置检测很长一段距离，但是在许多情况下，获得这样的接近往往要花费很高的费用，在需要定期检测的地方，如果将传感器安置在管道上，通过一个连接口方便的同外界相连，这样可以相当大程度的节省成本。

英国导波技术有限公司已经开发了这样一种永久监测系统，它拥有标准传感器全部特点，但是它可以在恶劣环境条件下长时间的保持稳定工作状态，可被应用在海上升降平台、海底管道、埋地或套管管道，以及任何难于接近的管道检测。采用永久监测装置检测精度可达到 0.5% 绝对缺陷，可有效监测 0.15%

ECL 的缺陷变化，并具有聚焦增强功能可监测角度位置。

安装在16寸管道上的PIMS 永久监测系统，上面带有高分子保护层

PIMS 永久监测系统数据图谱

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新技术产品：G 扫描

我国最近刚刚进行了大规模的铁路提速，为人民群众的生活带了很大的便利，但铁路运行的安全问题也显得日益重要，英国超声导波公司的G 扫描检测系统专门用于铁轨缺陷的快速扫查，检测中将专用探头固定于铁轨上，通过主机激发产生导波，检测原理和方法与标准导波检测相同，目前该技术已经在英国铁路网进行质量检测，效果良好。

下图为在英国现场检测照片和数据图谱，根据对该图谱的分析找到了铁轨根部存在的缺陷，验证结果与数据分析完全吻合。

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新技术产品：T 扫描

T 扫描管道检测系统应用于管道的无损筛检中，例如热交换器、空冷机、锅炉等的缺陷检测。

该技术用于热交换器管的检测

技术优势

● 检测中不需要清洁管道，因此可以显著的降低成本

● 能够被应用到任何材质管道上（铁质或非铁质的）

● 能够检测任何几何形状的管道，例如扭曲管道、集成细管等 ● 能够检测U 型弯头管

TubePro ?软件特点

● 可提供自定义颜色的管道谱图

● 导波检测结果和管道谱图同时显示，并可以互换

● 结果窗口示出管道的形状和缺陷的位置等

● 可以将不同管道结果叠加

● 所有管道的测试结果都可以被存储下来，并可以从管道谱图中提取。 ● 可以进行报告

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范文五：【标准】压力管道超声导波检测方法

ICS 点击此处添加中国标准文献分类号

DB

地方标准

江西省DB XX/ XXXXX—2014

目 次

前言................................................................................ II

1 范围.............................................................................. 1

2 规范性引用文件.................................................................... 1

3 术语和定义........................................................................ 1

4 检测方法概要...................................................................... 2

5 检测人员.......................................................................... 3

6 检测设备.......................................................................... 3

7 对比试样.......................................................................... 4

8 检测准备.......................................................................... 4

9 检测设置和校准.................................................................... 5

10 距离-波幅曲线.................................................................... 6

11 检测............................................................................. 7

12 检测数据记录、分析............................................................... 7

13 检测结果分级及复验............................................................... 7

14 检测报告......................................................................... 8

附录A（规范性附录） 对比试样........................................................9

附录B（资料性附录） 压力管道超声导波检测报告.......................................11

前 言

本标准编写规则符合GB/T 1.1—2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》的规定。 本标准由江西江西省质量技术监督局提出。

本标准负责起草单位：江西省锅炉压力容器检验检测研究院。

本标准主要起草人：张路根、胡智、刘伟成、郑冬明、汤新文、曾毅平、漆赣平、刘文斌、黄长辉、赵洪波、单旭昇、张琦、胡冀轩、韩艳。

本标准为首次发布。

压力管道超声导波检测方法

1 范围

本标准适用于材料为碳素钢或低合金钢、直径大于等于32mm且工件厚度小于等于30mm的压力管道超声导波检测。

本标准采用公称频率大于等于0.5MHz的单斜探头导波对压力管道母材表面及内部缺陷进行检测，主要发现存在的体积型缺陷和面状缺陷。

在规定范围之外的金属材料或金属构件（例如压力容器）可参照执行。

本标准不建立评价判据，具体的判据由检测方和用户双方协商确定。

本标准没有给出进行检测时的安全要求，使用本标准的各方有义务在检测前建立适当的安全和健康准则。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

GB/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证

GB/T 12604.1 无损检测术语 超声检测

JB/T 4730.3 承压设备无损检测 第3部分：超声检测

3 术语和定义

GB/T 12604.1 确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1

超声导波 Ultrasonic guided wave

在管状金属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，管中超声导波通常包括纵向模态、扭转模态、弯曲模态和周向模态导波四种波形。

3.2

单斜探头导波 Guided wave of single angle probe

超声导波产生的一种方式，即利用基于压电效应、带有合适角度楔块的接触式超声斜射单晶探头，在金属构件中产生超声导波。用单斜探头在管中激发的超声导波模式主要为对称型和反对称型的兰姆波以及周向导波。

3.3

超声导波B扫图像 Ultrasonic guided wave B-scan image

超声导波数据的二维显示，是将扫查过程中采集的A扫描信号连续拼接而成。一个轴代表探头移动距离，另一个轴代表有效检测长度。

3.4

A扫描信号 A-Scan

超声波信号的波形显示，水平轴表示超声波的传播时间，纵轴表示波幅。

3.5

有效导波信号 Effective guided wave signal

由缺陷引起的导波信号为有效导波信号。

3.6

端部反射 Reflected by the end

构件端部对传播的超声导波进行全反射的现象。

4 检测方法概要

4.1 超声导波检测原理

导波是一种由于介质边界存在而产生的机械波，它可以在有边界的介质中传播，如管子，平板，棒等，传播方向平行于介质的边界面。由于它的传播受制于介质的几何边界形状，因此定义为导波。导波具有频散特性，传声介质的材料特性对导波有着直接的影响。导波的速率受到导波的频率、介质的几何形状和尺寸大小的影响。通常需要根据被检测管道设计和选择适当的超声换能器，发射和接受导波。

理论上，目前已有许多产生导波的方法，如声-超声法向入射，电磁声换能器，梳状换能器（换能器阵列）和纵波斜换能器（入射角为纵波）斜面入射转换。纵波斜换能器为产生导波提供了一种精确有效的方法，且从物理学上深入洞察了导波的产生。纵波在有机玻璃楔块中以某入射角及速度入射到钢界面，按Snell定理，波在界面处要发生波型转换、反射、折射。距换能器一定距离处，各波不再清晰可辨而是叠加成波包，从而产生被限制的导波束，沿着介质传播。导波的传播行为较为复杂，在管子中，导波以纵波、扭转波和弯曲波等多种波形存在，如图1所示；在平板中，导波以兰姆波、平面剪波SH两种波形存在，如图2所示。

图1 压力管道中导波传播方式

图2 平板中导波传播方式

4.2 压力管道超声导波检测

单斜探头超声导波技术是高频导波检测，探头公称频率在0.5MHz以上，相对低频导波（探头公称频率在数十至数百KHz）而言，检测灵敏度高，一次检测距离较短。其检测原理如图3所示，探头发出一束超声脉冲波，此脉冲波充斥着管壁厚度，沿着管道轴向远处传播，导波传输过程中遇到缺陷时,由于缺陷在径向截面上有一定的反射面积,产生一个缺陷回波,当缺陷回波被探头接收时，就可确定缺陷位置。管壁厚度中的任何变化，无论内壁或外壁，都会产生反射信号，被探头接收，因此可以检出管子内外壁

由腐蚀或侵蚀引起的缺陷。

图3 管道的超声导波检测图

超声导波检测到的回波信号是脉冲回波信号，检测时以法兰或管道端面回波作为基准波，在始脉冲与基准波之间出现的回波信号就是缺陷回波信号，根据回波的幅度和距离基准波的长度来确定缺陷的位置和大小。

5 检测人员

5.1 从事压力管道超声导波检测的人员应按GB/T 9445的要求或被检测对象有关主管部门的规定取得超声检测资格证书，并经超声导波专业技术培训合格后，方可从事超声导波检测工作，并负相应的技术责任。

5.2 检测人员应熟悉所使用的超声导波设备。

5.3 检测人员应具有实际检测经验并掌握一定的承压设备结构及制造基础知识。

6 检测设备

6.1 检测设备包括仪器、探头、扫查装置、分析软件和附件。

6.2 检测设备至少应具有超声导波发射、接收、放大、数据自动采集、记录、显示、分析和报警功能。

6.3 超声导波探头应与被检管道材质、规格相匹配，以便于激发最佳检测模式超声导波。

6.4 采用对比试样时，在合适的检测设置下，距离最小目标反射体1～1.5m时，能有效检出。 7 对比试样

7.1 对比试样是指用于检测校准的试样。

7.2 对比试样应采用与工件声学性能相同或相近的材料制成。对比试样材料中超声波波束可能通过的区域用超声直探头检测时，不得有≥Φ2平底孔当量直径的缺陷。

7.3 对比试样的外形尺寸应能代表工件特征。

7.4 对比试样中反射体为V 型槽或平底孔，其形状、尺寸和数量见附录A。检测需要时，对比试样中也可添加其他形状和尺寸的反射体。

8 检测准备

8.1 基本信息的获取

在进行检测前，需要通过资料审查和现场实地考察获取相应的基本信息，至少应包括如下的要素： ——检测人员资格；

——检测仪器设备；

——仪器校准状态；

——对比试样；

——验收准则；

——信号记录；

——记录表格和报告格式；

——被检压力管道制造、安装和检验资料；

——被检压力管道使用记录；

——被检压力管道规格、标称厚度、材料成分或等级；

——表面状态；

——涂层、防腐层或保温层类型和厚度；

——其它有助于缺陷判断的信息。

8.2 检测设备的维护

应制定书面程序对检测设备进行周期性维护、检查和校准，以保证仪器功能。在现场进行检测时，如怀疑设备的检测结果，应对设备进行功能检查和调整，并对每次维护检查的结果进行记录。

8.3 检测区域

检测区域为超声导波一次检测的压力管道有效长度。对压力管道，一次检测有效长度一般不大于2m，一次检测有效长度应以现场实测为准，现场可用管道对接环缝、管道端部反射或其他结构测定。

8.4 探头选取

8.4.1 合理的选择探头，可以得到较好的一次检测有效长度以及检测灵敏度。选择这些探头不是特定的，而是根据被检压力管道材质、直径、壁厚选择相应超声导波探头。推荐按表1选择探头，如果选择的探头参数与表1不一致，则一次检测有效长度以及检测灵敏度需要用对比试样核实。

表1 推荐采用的探头 序号

1

2

3 被检工件厚度(mm) ≤12 10～18 16～30 公称频率(MHz) ≥0.5 ≥0.5 ≥0.5 折射角(°) 68～76 62～70 52～60 晶片尺寸(mm) 23×28 23×28 23×28

8.4.2 探头选择原则为在保证检测灵敏度情况下，一次检测有效长度尽量大。

8.4.3 检测前应测量探头前沿、探头延时、导波声速。

8.5 扫查方式的选择

8.5.1 扫查方式分为周向扫查和轴向扫查。周向扫查主要是检测管道的横向缺陷，轴向扫查主要是检测管道的纵向缺陷。

8.5.2 一般情况下，周向扫查能满足压力管道检测要求，用于缺陷的快速检测和位置确定。当用户要求或检测人员认为有必要时，应增加轴向扫查。这时，应选择适合于轴向检测的导波探头进行检测，并在对比试样上调节检测灵敏度，确定一次检测有效长度。

8.5.3 在满足检测目的的前提下，根据需要的不同，也可采用其他适合的扫查方式。

8.5.4 扫查面准备

探头移动区应拆除保温层，清除焊接飞溅、铁屑、油垢及其他杂质，如防腐层对声衰减较大时，应清除防腐层。探头移动区一般应进行修磨，检测表面应平整，便于探头的扫查，对在制管道，其表面粗糙度Ra值应不低于6.3μm。

8.6 耦合剂

8.6.1 应采用有效且适合于工件的介质作为超声耦合剂。

8.6.2 选用的耦合剂应在一定的温度范围内保证稳定可靠的检测。

8.6.3 实际检测采用的耦合剂应与检测系统设置和校准时的耦合剂相同。

8.7 温度

8.7.1 应保证在规定的温度范围内进行检测。

8.7.2 若温度过高或过低，应采用有效措施避免，若无法避免，应评价其对检测结果的影响。

8.7.3 检测校准和实际检测间的温差宜控制在20℃之内。

8.7.4 采用常规探头和耦合剂时，工件表面温度范围为0℃～80℃。超出该温度范围，可采用特殊探头或耦合剂，或采用其他有效措施，但应在实际检测温度下进行设置和校准。

9 检测设置和校准

9.1 检测仪器调节

9.1.1 打开电源开关，按仪器操作作业指导书要求输入有关参数。使脉冲回波波幅最高且回波宽度适当，探头公称频率与仪器频带宽度相宜。

9.1.2 声速测量

在CSK-ⅠA试块上，利用R100弧面测量探头前沿。在对比试样上利用人工反射体和试件端部测量声速。现场条件允许时，可利用管道对接焊缝、端部回波调节仪器，测量声速。

9.2 灵敏度设置

9.2.1 检测前应设置检测通道灵敏度。

9.2.2 灵敏度设置一般应采用对比试样。按本方法第10条要求制作距离-波幅曲线，在评定线基础上再提高6dB 作为检测灵敏度。现场检测时，宜设置两个检测灵敏度。当检测长度≤500mm时，确定一个检测灵敏度；检测长度＞500mm时，确定另一个检测灵敏度，以避免缺陷回波被噪声信号湮没。并在被检工件表面扫查时进行表面耦合补偿。

9.2.3 也可直接在被检工件上进行灵敏度设置，利用管道环向对接焊缝或管道端部制作距离-波幅曲线，此时再提高12dB 作为检测灵敏度，建议采用对比试样进行验证。

9.3 位置传感器的校准

9.3.1 如果使用轮式编码器等位置传感器，则检测前应对位置传感器进行校准。

9.3.2 校准方式是使扫查装置移动一定距离时对检测设备所显示的位移与实际位移进行比较，其误差应小于1%。

9.4 检测系统复核

9.4.1 在下列情况时应进行复核：

a) 检测过程中检测设备开停机或更换部件时；

b) 检测人员有怀疑时；

c) 检测结束时。

9.4.2 若检测设置和校准时采用了对比试样，则复核时采用同一试样；若为直接在工件上进行灵敏度设置，则应在工件上同一部位复核。

9.4.3 若复核时发现初始设置和校准的参数偏离，则按下列规定执行：

a) 每次检测结束前，应对扫描量程进行复核。如果任意一点在扫描线上的偏移超过扫描线读数的

10%，则扫描量程应重新调整，并对上一次复核以来所有的检测部位进行复检；

b) 每次检测结束前，应对扫查灵敏度进行复核。一般对距离-波幅曲线的校核不应少于3点。如

曲线上任何一点幅度下降2dB，则应对上一次复核以来所有的检测部位进行复检；如幅度上升2dB，则应对所有的记录信号进行重新评定。

10 距离-波幅曲线

距离—波幅曲线应采用对比试样实测绘制。该曲线族由评定线和判废线组成，判废线由深度为50%V型槽或Φ10通孔的人工缺陷反射波幅绘制而成。评定线为判废线高度的一半，即减6dB。评定线以下（包括评定线）为I区，评定线与判废线之间为Ⅱ区，判废线及其以上区域为Ⅲ区，如图4所示。

图4 距离—波幅曲线示意图

11 检测

11.1 检测时机

在压力管道外观检查合格后进行超声导波检测。

11.2 扫查速度

探头的扫查速度不应超过150mm/s。当采用自动报警装置扫查时，不受此限。

11.3 初探

为提高超声导波检测效率，在A超界面完成管道初扫查，当发现存在有效导波信号时，进行精扫查，即进行导波成像。

11.4 精探

在进行导波成像时，首先应确定探头移动起始位置，并详细标注。如果是分段成像，则相邻两段应有15%重叠区。

11.5 信号识别

11.5.1 当发现导波信号时，应把探头置于导波信号部位两端相等位置探测，如果反射回波出现位置相近或相等，则相对信号部位前后移动探头，观察回波是否随探头游动，是则为有效导波信号，不游动则为伪信号。

11.5.2 当工件某一区域发现大面积导波信号时，不排除存在内部分层类缺陷可能，这时，应采用其他有效方法复验，以确定缺陷位置、大小及性质。

11.5.3 当探头位于工件外壁，此处其内部液态流体快速流动，可能会产生很强脉冲回波，此时探头保持不动，观察回波变化，若反射回波高低起伏变化不断，则为流体产生信号。

11.5.4 应当注意，工件结构，例如对接焊缝、接管、内壁折流板角焊缝等，都会产生很强回波信号。此时，应增加探头扫查方式，例如转动、环绕扫查，观察动态波形加以区分。

11.5.5 因超声导波不能区分表面、内部缺陷，发现有效导波信号时，应采用目视检查、超声检测、表面无损检测等方法复核，确定缺陷位置和大小。

12 检测数据记录、分析

12.1 所有有效导波信号都应记录。

12.2 所有有效导波信号都应成像，并通过专用软件分析，确定缺陷部位，测量缺陷长度、宽度，并在工件上标注其位置和范围。

12.3 当有效导波信号波幅在Ⅱ区以上，必须采用其他检测方法进行复验；当有效导波信号波幅达到评定线的50%波高及其以上区域时，宜采用其他检测方法复验；低于评定线的50%波高时，不需复验。 13 检测结果分级及复验

13.1 检测结果分级

超声导波检测发现的缺陷信号，按有效导波信号的波幅与距离—波幅曲线进行比对分级，反射波幅在I区的为I级，在Ⅱ区的为Ⅱ级，在Ⅲ区的为III级。

13.2 复验

当有效导波信号需复验时，可采用目视检查、超声检测、表面无损检测或解剖验证等方法进行。 14 检测报告

压力管道超声导波检测报告应至少包括如下内容： a) 被检管道使用单位、编号； b) 管道规格、级别及使用年限；

c) 材料牌号、壁度、敷设方式、表面状态； d) 执行标准；

e) 检测仪器名称、型号、编号、探头晶片尺寸、频率； f) 对比试样；

g) 灵敏度设置、扫查方式； h) 检测部位及缺陷分布图；

i) 检测软件名称、数据文件及数据文件名； j) 检测情况说明；

k) 检测日期、参加检测人员、编制、审核、批准人员签字。

附 录 A

（规范性附录）

对比试样

A.1 对比试样厚度

当检测工件厚度t≤12mm范围时，推荐采用壁厚为6mm的相同外径、材质相同或相近的对比试样；当检测工件厚度t为10～18mm范围时，推荐采用壁厚为14mm的相同外径、材质相同或相近的对比试样；当检测工件厚度t为16～30mm范围时，推荐采用壁厚为24mm的相同外径、材质相同或相近的对比试样。 A.2 对比试样中人工反射体形状、尺寸、数量

A.2.1 对比试块中反射体为V型槽时，其形状、尺寸和数量如图A.1所示。 A.2.2 对比试块中反射体为平底孔时，其形状、尺寸和数量如图A.2所示。 A.2.3 检测需要时，对比试样中也可添加其他形状和尺寸的反射体。

图A.1 对比试样样管V 型槽图

表A.1 对比试样V 型槽参数

序号 1 2 3

长度(?) 40mm 40mm 40mm

深度(t ) 10%t 25%t 50%t

图A.2 对比试样平底孔图

表A.2 对比试样平底孔参数

序号 孔径(Φ) 深度 1 10mm 10%t 2 10mm 25%t 3 10mm 50%t 4

10mm

100%t

附 录 B （资料性附录）

压力管道超声导波检测报告

一、被检设备基本情况 使用单位 管道名称 管道材质 防腐层材料 二、检测设备及器材 仪器型号 晶片尺寸 对比试样 三、检测条件 执行标准 耦合补偿 扫查方式 四、检测结果 检测软件名、数据文件 序号

管道壁厚

缺陷位置

X

缺陷位置

Y

缺陷长度

L

缺陷面积

S

波幅dB、区域

评定

数据文件名

级别

管道编号 管道长度 检测部位

装置名称

管道规格 工作介质 检测比例

仪器编号 探头频率 扫查装置

探头型号 位置编码器 耦合剂

表面状况 灵敏度设置

检测部位及缺陷分布图

五、检测情况说明:

参加检测人员：

编制： 年 月 日

审核： 年 月 日

批准： 年 月 日

_________________________________

（检测机构检验专用章或公章）

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