CSTM-無損檢測 腐蝕監(jiān)測 管道超聲導波法編制說明

CSTM標準《無損檢測腐蝕監(jiān)測管道超聲導波法》（編制說明）（一）工作簡況1、任務來源根據(jù)CSTM無損檢測技術及設備領域委員會關于征集領域2021年標準項目的通知，在國家重點研發(fā)計劃“公共安全風險防控與應急技術裝備”重點專項《典型承壓類特種設備損傷磁聲復合式監(jiān)檢測技術研究》項目的支持下，中國特種設備檢測研究院就《無損檢測腐蝕監(jiān)測管道超聲導波法》標準向標委會提出了立項申請，經(jīng)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CSTM標準《無損檢測腐蝕監(jiān)測管道超聲導波法》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CSTMLX940000677-2021，標準牽頭單位為中國特種設備檢測研究院。2、主要工作過程1）起草階段：立項前，中國特種設備檢測研究院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。標準編制組對國內(nèi)外采用超聲導波實現(xiàn)管道腐蝕在線監(jiān)測的現(xiàn)狀與發(fā)展情況進行全面調(diào)研，廣泛搜集和檢索國內(nèi)外的相關技術資料，查閱國內(nèi)外的相關標準，于2021年7月形成標準工作組討論稿，提交中國材料與試驗團體標準委員會無損檢測技術及設備領域委員會（CSTM/FC94）秘書處。2021年4月16日至17日，中國材料與試驗團體標準委員會無損檢測技術及設備領域委員會（CSTM/FC94）在山東濟南召開了2021年度第一次標準審議會，會上對申報標準《無損檢測腐蝕監(jiān)測管道超聲導波法》進行了立項論證和投票，根據(jù)投票結果，本標準通過立項。會上，與會專家對本標準進行充分的討論和商議，并提出了相關建議。2）征求意見階段：立項后，中國特種設備檢測研究院按照標準編制計劃，標準起草工作組全體成員之間通過郵件、電話的方式，經(jīng)過多次溝通協(xié)商，于2021年7月形成標準征求意見稿，提交中國材料與試驗團體標準委員會無損檢測技術及設備領域委員會（CSTM/FC94）秘書處，進行公開征求意見。3）審查階段：4）報批階段：3、本標準起草單位和主要起草人本標準起草單位：本標準主要起草人：（二）標準編制原則和確定標準主要內(nèi)容該標準按照現(xiàn)行的GB/T1.1《標準化工作導則第1部分：標準的結構與編寫》給出的規(guī)則起草。本標準規(guī)定了管道腐蝕超聲導波在線監(jiān)測方法,本標準適用于能夠產(chǎn)生超聲導波的管道的腐蝕在線監(jiān)測。本標準的主要內(nèi)容包括：1、術語和定義、2、方法概要、3、要求、4、監(jiān)測工藝規(guī)程、5、設備和器材、6、監(jiān)測程序、7、監(jiān)測記錄與報告。（三）主要試驗（或驗證）的分析、綜述報告，技術經(jīng)濟論證，預期的經(jīng)濟效果：主要試驗（或驗證）的分析、綜述報告腐蝕是特種設備中最常見的典型損傷，現(xiàn)有評估設備腐蝕狀況常用的檢測技術有超聲測厚、超聲導波檢測等，然而目前采用這些方法對設備腐蝕的檢測主要以定期或不定期檢測為主，在設備服役期無法準確實時獲取設備腐蝕狀態(tài)和信息。隨著工業(yè)發(fā)展，對特種設備事故預測預防提出了新的更高的要求，特種設備腐蝕評估從傳統(tǒng)的定期檢測向長期在線監(jiān)測方向發(fā)展。超聲導波檢測非常適用于長距離、大面積檢測，利用超聲導波對管道腐蝕進行在線監(jiān)測可有效獲取大范圍內(nèi)管道腐蝕速率、腐蝕面積等信息，通過長期在線監(jiān)測能獲得管道腐蝕的演變過程，為管道安全運行提供更加準確可靠的評估。該項監(jiān)測方法的應用，可有效提高腐蝕評價的實時性，節(jié)約檢測成本，特別是在管道關鍵部位、人員不可達和不便于實施檢測等區(qū)域的監(jiān)測應用需求巨大。然而，目前在腐蝕在線方面尚沒有關于超聲導波在線監(jiān)測方法的相關標準，給該項在線監(jiān)測技術的標準化推廣及應用造成了諸多不便，因此迫切需要制定采用管道導波法的腐蝕在線監(jiān)測標準，為該項技術在企業(yè)的應用和實施提供依據(jù)。目前在腐蝕在線監(jiān)測方面的相關標準較少，已有標準SY/T6970-2013《高含硫化氫氣田地面集輸系統(tǒng)在線腐蝕監(jiān)測技術規(guī)范》，該標準主要涉及掛片法、電感探針法等方法，且主要針對高含硫化氫集輸系統(tǒng)腐蝕監(jiān)測，該標準監(jiān)測方法主要適用于局部區(qū)域監(jiān)測，且多為有損監(jiān)測方法，不適用于長距離大面積腐蝕在線監(jiān)測。而對于超聲導波檢測主要用的技術手段包括壓電超聲導波、磁致伸縮超聲導波和電磁超聲超聲導波，已有相關標準主要包括：GB/T28704-2012《無損檢測磁致伸縮超聲導波檢測方法》、GB/T31211-2014《無損檢測超聲導波檢測總則》、DL∕T1452-2015《火力發(fā)電廠管道超聲導波檢測》、Q/SY1184-2009《鋼制管道超聲導波檢測技術規(guī)范》、DB36/T789-2014《鋼制壓力管道超聲導波檢測方法》等，這些標準主要涉及超聲導波檢測的方法，而對于采用超聲導波進行無損的腐蝕在線監(jiān)測的方法，目前國內(nèi)外尚無專門的監(jiān)測標準支持。傳統(tǒng)的超聲導波檢測方法其檢測信號易受到其他結構特征干擾，如焊縫、三通、彎頭、法蘭、儀表接頭等，導致其在檢測過程中對缺陷的分析和判別較為困難。而超聲導波監(jiān)測方法可以在長期在線監(jiān)測過程中獲取到設備腐蝕損傷的連續(xù)動態(tài)監(jiān)測信號，通過數(shù)據(jù)處理方法（如殘差分析、機器學習等）可有效消除結構特征和環(huán)境干擾，準確提取腐蝕缺陷特征，大大提高了缺陷檢出率，對管道腐蝕評價具有更好的連續(xù)性、一致性和完整性。采用超聲導波進行管道腐蝕監(jiān)測的方法主要有管道軸向?qū)РūO(jiān)測法、管道周向?qū)РūO(jiān)測法、管道陣列導波監(jiān)測法等。主要技術內(nèi)容試驗分析：管道陣列超聲導波腐蝕監(jiān)測方法試驗：利用管道陣列導波對管段局部區(qū)域腐蝕狀況進行監(jiān)測試驗，試驗過程中采用電磁超聲導波傳感器陣列建立顧電腦陣列導波腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)，在直徑219mm的管道上安裝陣列傳感器后采集管道初始參考信號，通過制作人工腐蝕缺陷，并采用監(jiān)測系統(tǒng)進行監(jiān)測采集各通道監(jiān)測信號，通過數(shù)據(jù)處理，可實現(xiàn)管道腐蝕缺陷監(jiān)測成像，進一步如圖4所示。圖1管道陣列導波腐蝕監(jiān)測原理示意圖2管道陣列導波腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)（a）激勵環(huán)陣監(jiān)測信號（b）接收環(huán)陣監(jiān)測信號圖3管道陣列導波腐蝕監(jiān)測信號圖4管道陣列導波腐蝕成像監(jiān)測技術經(jīng)濟論證超聲導波是工業(yè)上對管道大面積腐蝕缺陷進行長距離大范圍檢測最常用的技術手段，其應用十分廣泛。但其檢測信號易受到焊縫、三通、彎頭、法蘭、儀表接頭等其他結構特征干擾，導致其在檢測過程中對缺陷的分析和判別困難。而超聲導波監(jiān)測方法可以在長期在線監(jiān)測過程中獲取到管道腐蝕損傷的連續(xù)動態(tài)監(jiān)測信號，通過數(shù)據(jù)處理方法（如殘差分析、機器學習等）可有效消除結構特征和環(huán)境干擾，準確提取腐蝕缺陷特征，并且采用陣列超聲導波監(jiān)測的方法可應用高精度成像算法實現(xiàn)腐蝕缺陷的準確定量分析，對管道腐蝕評價具有更好的連續(xù)性、一致性和完整性。將該技術應用于管道腐蝕損傷在線監(jiān)測，不僅精度高，而且能夠顯著提高效率。因此，研究管道導波腐蝕在線監(jiān)測的方法具有重要的理論意義和實用價值。該監(jiān)測方法的推廣應用，將會大大降低傳統(tǒng)定期檢驗檢測方法帶來的巨大停機損失，并節(jié)約大量的人力、物力和財力，帶來巨大的經(jīng)濟效益，制定《無損檢測腐蝕監(jiān)測管道超聲導波法》標準的工作勢在必行。在充分理解和貫徹國家質(zhì)量、安全等相關標準的基礎上，編寫一套詳細、系統(tǒng)并且通用的監(jiān)測標準，使得監(jiān)測更加規(guī)范，結果更加可靠。3）預期的經(jīng)濟效果本標準的制定，為管道腐蝕監(jiān)測提供一種無損在線監(jiān)測方法，可有效解決管道長距離、大面積腐蝕、關鍵部位、人員不可達和不便于實施檢測等區(qū)域腐蝕的無損監(jiān)測技術難題，滿足管道腐蝕在線監(jiān)測市場需求，對保障工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量安全具有重大意義。該標準發(fā)布實施后將進一步規(guī)范管道腐蝕的超聲導波監(jiān)測方法，保證腐蝕在線監(jiān)測結果的有效性和可靠性。可以預見，隨著現(xiàn)代化步伐日益加快，管道超聲導波腐蝕在線監(jiān)測方法必將在我國的工業(yè)安全生產(chǎn)以及節(jié)能環(huán)保中發(fā)揮出不可替代的重要作用。標準完成后，可以將其推廣到石化、核能、熱力、電力、軍工、航空航天、機械等諸多領域，應用需求廣泛，使用數(shù)量巨大，市場前景廣闊，具有極好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景。（四）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：本標準與我國的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國