CSTM-无损检测 腐蚀监测 管道超声导波法编制说明

CSTM标准《无损检测腐蚀监测管道超声导波法》（编制说明）（一）工作简况1、任务来源根据CSTM无损检测技术及设备领域委员会关于征集领域2021年标准项目的通知，在国家重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”重点专项《典型承压类特种设备损伤磁声复合式监检测技术研究》项目的支持下，中国特种设备检测研究院就《无损检测腐蚀监测管道超声导波法》标准向标委会提出了立项申请，经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CSTM标准《无损检测腐蚀监测管道超声导波法》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CSTMLX940000677-2021，标准牵头单位为中国特种设备检测研究院。2、主要工作过程1）起草阶段：立项前，中国特种设备检测研究院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。标准编制组对国内外采用超声导波实现管道腐蚀在线监测的现状与发展情况进行全面调研，广泛搜集和检索国内外的相关技术资料，查阅国内外的相关标准，于2021年7月形成标准工作组讨论稿，提交中国材料与试验团体标准委员会无损检测技术及设备领域委员会（CSTM/FC94）秘书处。2021年4月16日至17日，中国材料与试验团体标准委员会无损检测技术及设备领域委员会（CSTM/FC94）在山东济南召开了2021年度第一次标准审议会，会上对申报标准《无损检测腐蚀监测管道超声导波法》进行了立项论证和投票，根据投票结果，本标准通过立项。会上，与会专家对本标准进行充分的讨论和商议，并提出了相关建议。2）征求意见阶段：立项后，中国特种设备检测研究院按照标准编制计划，标准起草工作组全体成员之间通过邮件、电话的方式，经过多次沟通协商，于2021年7月形成标准征求意见稿，提交中国材料与试验团体标准委员会无损检测技术及设备领域委员会（CSTM/FC94）秘书处，进行公开征求意见。3）审查阶段：4）报批阶段：3、本标准起草单位和主要起草人本标准起草单位：本标准主要起草人：（二）标准编制原则和确定标准主要内容该标准按照现行的GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准的结构与编写》给出的规则起草。本标准规定了管道腐蚀超声导波在线监测方法,本标准适用于能够产生超声导波的管道的腐蚀在线监测。本标准的主要内容包括：1、术语和定义、2、方法概要、3、要求、4、监测工艺规程、5、设备和器材、6、监测程序、7、监测记录与报告。（三）主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果：主要试验（或验证）的分析、综述报告腐蚀是特种设备中最常见的典型损伤，现有评估设备腐蚀状况常用的检测技术有超声测厚、超声导波检测等，然而目前采用这些方法对设备腐蚀的检测主要以定期或不定期检测为主，在设备服役期无法准确实时获取设备腐蚀状态和信息。随着工业发展，对特种设备事故预测预防提出了新的更高的要求，特种设备腐蚀评估从传统的定期检测向长期在线监测方向发展。超声导波检测非常适用于长距离、大面积检测，利用超声导波对管道腐蚀进行在线监测可有效获取大范围内管道腐蚀速率、腐蚀面积等信息，通过长期在线监测能获得管道腐蚀的演变过程，为管道安全运行提供更加准确可靠的评估。该项监测方法的应用，可有效提高腐蚀评价的实时性，节约检测成本，特别是在管道关键部位、人员不可达和不便于实施检测等区域的监测应用需求巨大。然而，目前在腐蚀在线方面尚没有关于超声导波在线监测方法的相关标准，给该项在线监测技术的标准化推广及应用造成了诸多不便，因此迫切需要制定采用管道导波法的腐蚀在线监测标准，为该项技术在企业的应用和实施提供依据。目前在腐蚀在线监测方面的相关标准较少，已有标准SY/T6970-2013《高含硫化氢气田地面集输系统在线腐蚀监测技术规范》，该标准主要涉及挂片法、电感探针法等方法，且主要针对高含硫化氢集输系统腐蚀监测，该标准监测方法主要适用于局部区域监测，且多为有损监测方法，不适用于长距离大面积腐蚀在线监测。而对于超声导波检测主要用的技术手段包括压电超声导波、磁致伸缩超声导波和电磁超声超声导波，已有相关标准主要包括：GB/T28704-2012《无损检测磁致伸缩超声导波检测方法》、GB/T31211-2014《无损检测超声导波检测总则》、DL∕T1452-2015《火力发电厂管道超声导波检测》、Q/SY1184-2009《钢制管道超声导波检测技术规范》、DB36/T789-2014《钢制压力管道超声导波检测方法》等，这些标准主要涉及超声导波检测的方法，而对于采用超声导波进行无损的腐蚀在线监测的方法，目前国内外尚无专门的监测标准支持。传统的超声导波检测方法其检测信号易受到其他结构特征干扰，如焊缝、三通、弯头、法兰、仪表接头等，导致其在检测过程中对缺陷的分析和判别较为困难。而超声导波监测方法可以在长期在线监测过程中获取到设备腐蚀损伤的连续动态监测信号，通过数据处理方法（如残差分析、机器学习等）可有效消除结构特征和环境干扰，准确提取腐蚀缺陷特征，大大提高了缺陷检出率，对管道腐蚀评价具有更好的连续性、一致性和完整性。采用超声导波进行管道腐蚀监测的方法主要有管道轴向导波监测法、管道周向导波监测法、管道阵列导波监测法等。主要技术内容试验分析：管道阵列超声导波腐蚀监测方法试验：利用管道阵列导波对管段局部区域腐蚀状况进行监测试验，试验过程中采用电磁超声导波传感器阵列建立顾电脑阵列导波腐蚀监测系统，在直径219mm的管道上安装阵列传感器后采集管道初始参考信号，通过制作人工腐蚀缺陷，并采用监测系统进行监测采集各通道监测信号，通过数据处理，可实现管道腐蚀缺陷监测成像，进一步如图4所示。图1管道阵列导波腐蚀监测原理示意图2管道阵列导波腐蚀监测系统（a）激励环阵监测信号（b）接收环阵监测信号图3管道阵列导波腐蚀监测信号图4管道阵列导波腐蚀成像监测技术经济论证超声导波是工业上对管道大面积腐蚀缺陷进行长距离大范围检测最常用的技术手段，其应用十分广泛。但其检测信号易受到焊缝、三通、弯头、法兰、仪表接头等其他结构特征干扰，导致其在检测过程中对缺陷的分析和判别困难。而超声导波监测方法可以在长期在线监测过程中获取到管道腐蚀损伤的连续动态监测信号，通过数据处理方法（如残差分析、机器学习等）可有效消除结构特征和环境干扰，准确提取腐蚀缺陷特征，并且采用阵列超声导波监测的方法可应用高精度成像算法实现腐蚀缺陷的准确定量分析，对管道腐蚀评价具有更好的连续性、一致性和完整性。将该技术应用于管道腐蚀损伤在线监测，不仅精度高，而且能够显著提高效率。因此，研究管道导波腐蚀在线监测的方法具有重要的理论意义和实用价值。该监测方法的推广应用，将会大大降低传统定期检验检测方法带来的巨大停机损失，并节约大量的人力、物力和财力，带来巨大的经济效益，制定《无损检测腐蚀监测管道超声导波法》标准的工作势在必行。在充分理解和贯彻国家质量、安全等相关标准的基础上，编写一套详细、系统并且通用的监测标准，使得监测更加规范，结果更加可靠。3）预期的经济效果本标准的制定，为管道腐蚀监测提供一种无损在线监测方法，可有效解决管道长距离、大面积腐蚀、关键部位、人员不可达和不便于实施检测等区域腐蚀的无损监测技术难题，满足管道腐蚀在线监测市场需求，对保障工业产品质量安全具有重大意义。该标准发布实施后将进一步规范管道腐蚀的超声导波监测方法，保证腐蚀在线监测结果的有效性和可靠性。可以预见，随着现代化步伐日益加快，管道超声导波腐蚀在线监测方法必将在我国的工业安全生产以及节能环保中发挥出不可替代的重要作用。标准完成后，可以将其推广到石化、核能、热力、电力、军工、航空航天、机械等诸多领域，应用需求广泛，使用数量巨大，市场前景广阔，具有极好的产业发展前景。（四）与有关的现行的方针、政策、法律、法规和强制性标准的关系：本标准与我国的现行法律、法规和强制性国