《无损检测 中低频磁致伸缩超声导波B扫描检测方法-编制说明》

一、工作简况

1.任务来源

本标准经中国材料与试验团体标准委员会（以下简称：

CSTM标准委员会）无损检测技术及设备领域委员会审查，

CSTM标准委员会批准《无损检测中低频磁致伸缩超声导波

B扫描检测方法》立项，标准项目归口管理委员会为

CSTM/FC94无损检测技术及设备领域委员会，标准计划编号

为CSTMLX940000422-2020，由中国特种设备检测研究院

牵头承担《无损检测中低频磁致伸缩超声导波B扫描检测

方法》团体标准的制定工作。

2.标准制定的背景和目的

超声导波无损检测技术是一种长距离、大范围结构“体

检式”快速扫查技术，其单点激励、横截面全覆盖、衰减小

的特点，是管道、板等大范围结构件缺陷检测的一种有效技

术手段。随着该项技术的推广和普及，超声导波技术逐渐被

各特检系统及其检测机构所应用，并形成了一定的检测规范。

轴对称模态的超声导波在管道上具有良好的频散特性

和可激励性，故目前国内外大多数超声导波无损检测技术的

应用研究和成熟的商业应用都是基于轴对称模态如T(0,1)、

L(0,2)展开的，但是在实际应用还存在一些不足。例如，现

有的超声导波检测技术只可以通过A扫信号对缺陷在管道的

轴向上进行定位，但无法实现周向定位，也无法分辨管道周

向上有几个缺陷。其次，目前超声导波技术对缺陷大小的描

述是相对管道的横截面损失比，即管道直径越大，超声导波

最小可检测的缺陷尺寸就越大。存在着有些大直径管道已经

发生穿孔腐蚀缺陷但还没有达到超声导波检测最小灵敏度

的风险，因此对于大直径管道采用传统的超声导波检测没有

实际的检测意义。第三，现有的超声导波检测方法无法发现

管道上焊接支架、不等径三通等部位的缺陷，存在着检测盲

区。

针对当前轴对称模态超声导波无损检测技术应用在管

道或板上存在的问题，本标准提出了一种可应用在金属管道

和板上的基于磁致伸缩式超声导波C扫检测技术，该标准所

述的检测方法不仅可以对缺陷进行周向定位，而且可以对回

波进行二维分析，便于波形分析与解读。且本标准中导波检

测方法为固定式的检测灵敏度，在大直径管道、板和螺旋航

管上具有较高的缺陷检测灵敏度，并且可以较少焊接支架、

不等径三通等特定部位的检测盲区，与现有轴对称模态超声

导波检测方法进行互补，可帮助使用者提高缺陷的检出率。

3.工作主要过程

按照中国材料与试验团体标准委员会标准制修订程序

的要求，《无损检测超声导波中低频磁致伸缩超声导波B

扫检测方法》团体标准的编制完成了以下工作：

（1）起草阶段：

CSTM/FC94无损检测技术及设备领域委员会成立之后，

积极开展各项标准制定工作，为保证后续标准的规范性，针

对《无损检测超声导波中低频磁致伸缩超声导波B扫检测

方法》组建成立了标准起草工作组，确定了标准编写原则和

分工，提出标准编制进度安排。

（2）征求意见阶段：

本标准根据标准编制安排进行公开征求意见，共修改了

4处，分别为：

更改标准标题名称《无损检测磁致伸缩超声导波B扫

检测方法》为《无损检测中低频磁致伸缩超声导波B扫描

检测方法》；

添加了术语与定义“中低频磁致伸缩超声导波”；

增加了10.2.1节中B扫描成像检测信号的分析方法及

其示意图；

修改了8.5.1节校准样件；

同时在制定本标准过程中，增加了补充了试验数据。

4.主要参加单位及工作组成员

主要参加单位包括：浙江大学、杭州浙达精益机电技术

股份有限公司、中国特种设备检测研究院、浙江省特种设备

科学研究院、北京工业大学、中石化长输油气管道检测有限

公司

工作组成员包括：吕福在、唐志峰、陈会明、郑阳、沈

功田、叶宇峰、张鹏飞、吕炎、韩烨、骆苏军、罗福兴、王

峰淮

二、标准化对象简要情况及制修订标准的原则

1.标准化对象简要情况

本标准为旨在规范本领域内各标准的制修订和发布。

2.制修订标准的原则

（1）制修订标准的依据或理由

依据中国材料与试验团体标准制修订管理细则、中关村

材料试验联盟团体标准管理办法（试行）制定本标准，规范

本领域内各标准的制修订和发布。

（2）制修订标准的原则

本标准编制遵循经济社会发展需求原则、技术先进和经

济合理原则、适应贸易全球化需求原则、维护公众利益原则、

协商一致原则、广泛参与和公开透明原则。

本标准在结构编写和内容编排等方面依据GB/T

1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》

进行编写。

三、采用国际标准和国外先进标准的情况

目前国内外针对超声导波无损检测技术的标准主要有

如下几个：

1.BS9690-2:2011Non-destructivetesting.Guided

wavetesting.Basicrequirementsforguidedwave

testingofpipes,pipelinesandstructuraltubulars；

2.BS9690-1:2011Non-destructivetesting.Guided

wavetesting.Generalguidanceandprinciples；

3.ISO182111:2016Non-destructivetesting--

Long-rangeinspectionofabove-groundpipelinesand

plantpipingusingguidedwavetestingwithaxial

propagation；

4.ASTME2775-16Standardpracticeforguidedwave

testingofabovegroundsteelpipeworkusing

piezoelectriceffecttransduction；

5.ASTME2929-18StandardPracticeforGuidedWave

TestingofAboveGroundSteelPipingwith

MagnetostrictiveTransduction

5.NACE–SP0313-2013GuidedWaveTechnologyfor

PipingApplications；

6.ASME–ARTICLE18GuidedWaveExaminationMethod

forPiping；

7.TUVCERTIFICATIONGULGuidedWaveTesting

ProcedurecertifiedunderENstandard14748；

8.GB/T31211-2014无损检测超声导波检测总则

9.GB/T28704-2012无损检测磁致伸缩超声导波检测

方法

10.SY/T1184–2009钢制管道超声导波检测技术规

范

上述标准基本都是针对采用超声导波A扫检测技术进行

检测的方法，而ASTME2775-16和ASTME2929-18中提到的

超声导波B扫检测只是在简单涉及，难以标准化统一。目前

国内暂未有任何有关磁致伸缩超声导波B扫检测方法的相关

标准。

四、标准主要内容

本标准主要包括：

本文件规定了利用中低频磁致伸缩超声导波B扫描检测

技术对构件中存在横截面变化的缺陷进行成像检测方法的

要求；

本标准适用于管道外径大于100mm，壁厚1.4—30mm，

温度在0—200℃（高温实验）的金属无缝管、直缝管以及壁

厚为1-30mm的金属板；

本标准未建立评价判据，具体的判据有合同各方协商确

定。

五、主要试验（或验证）结果的分析、综述报告、技术经济

论证，预期的经济效果等

本标准中的超声导波检测方法相对于轴对称A扫检测方

法，不仅具有单点激励即可实现构件的长距离检测，全截面

100%覆盖，传播距离远等导波检测的优点外，还具有其特殊

的优势：

a)超声导波B扫描检测技术可对管道的焊接支架、不

等径三通、仪表接头等同一水平位置处除焊缝以外的部位进

行检测，而上述特殊部位采用轴对称模态导波（如T(0,1)、

L(0,2)等）检测时是盲区。

b)增加了一个纬度的位置信息，可对构件中的缺陷在

水平和垂直方向二维定位，缺陷定位更加准确。

c)B扫描检测结果可采用图像显示，便于数据的解读

与分析，降低信号的解读难度；

d)针对管道，B扫描检测可提高管壁上单位面积的声

功率密度，检测灵敏度更高。

以实际检测案例为例，将中低频磁致伸缩超声导波B扫

检测方法应用在输电线路的钢管杆检测时，具有明显的技术

优势，不仅解决了钢管杆纵向焊缝、焊接爬梯支架、部分焊

接点的影响，而且大大提高了大直径被检构件的检测灵敏度。

图1为现场实验用在役输电线路钢管杆结构示意图及超

声导波B扫检测方法示意图。

图1现场实验用在役输电线路钢管杆结构示意图

本实验所选用输电线路钢管杆为多节圆筒形钢管杆，扫

查位置直径为1200mm，被检构件壁厚为18mm，材质为Q235，

外表面为镀锌加防锈漆。由图可知，超声导波B扫检测探头

沿着钢管杆扫查360度，导波声束也沿着钢管杆扫查一圈，

实现了钢管杆两个法兰之间的全覆盖检测。

图2所示为实验用在役钢管杆的中低频磁致伸缩超声导

波B扫检测的结果，其检测结果包含B扫图及A扫图。由图

中可知，各钢管杆的环焊缝特征明显，腐蚀区域集中在两个

环焊缝中间，呈草状波分布，且缺陷信噪比较高。在距离检

测点负向0.7至1.2米处，钢管杆的西北323°方向，存在

密集型内腐蚀坑的异常回波信号。经相控阵超声复检可得，

腐蚀坑分布区域的尺寸为50cm*30cm，其中局部内腐蚀坑的

最大腐蚀深度超过壁厚18%。

该实际现场实验验证了中低频磁致伸缩超声导波B扫检

测方法在大直径、含有多种焊接特征（如环焊缝、纵向焊缝、

焊接支架）复杂构件的适用性及可行性，具有推广和应用价

值。

图2实验用在役钢管杆的超声导波B扫检测结果

六、与有关的现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准

的关系

本标准在《GB/T31211-2014无损检测超声导波检

测总则》及《GB/T28704-2012无损检测磁致伸缩超声导

波检测方法》基础上，补充的一种超声导波检测方法，与两

种现有的强制性标准是互补关系。

七、对征求意见及重大分歧意见的处理经过和依据

该标准的编制过程中，无重大分歧意见。

八、标准水平建议，预期的社会经济效果。

本标准制定后，可为市场提供一种基于磁致伸缩超声导

波C扫检测方法，该检测方法可以应用在大直径管道、金属

板、螺旋焊管的检测，同时也可在不等径三通、仪表接头、

焊接支架等特点部位进行检测，而这些场合采用原来的轴对

称超声导波检测方法效果不佳。而且本标准制定的导波B扫

成像检测方法增