GB/T 33643-2022 无损检测 声发射泄漏检测方法.pdf

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标准编号:GB/T 33643-2022
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GB/T 33643-2022 标准规范下载简介

GB/T 33643-2022 无损检测 声发射泄漏检测方法.pdf

GB/T336432022

绝对压力随时间变化的曲线: 无泄漏区域的声发射通道的RMS曲线; 漏水的未紧闭阀门附近声发射通道的RMS曲线

图2RMS和压力随时间变化的曲线

在图2示例中,绝对压力随时间变化的曲线,右侧坐标轴为示值;无泄漏区域的声发射通道的RMS 曲线FZ/T 64071-2019 手撕胶带用缝编非织造基布,在加压开始时RMS值迅速增加,到达保压阶段后RMS值下降到较低的水平;漏水的未紧闭阀门 附近声发射通道的RMS曲线,随压力的增加RMS值匀速增大,到达保压阶段后,RMS值未降低至正 常值。当发现阅门出现泄漏时,拧紧阀门,所有通道的RMS值恢复至初始值

8.6.3波形和频谱显示和分析

按照被检件可能发生的泄漏信号频率设置适当的检测频率范围,可采用模拟或数字滤波、小波分析 方法提高检测信号的信噪比。

8.7.1基于声波衰减的区域定位方法

依据声波在结构中传播的衰减特性,靠近泄漏源处的声发射信号电平高于远离泄漏源处的信号电 平,将RMS或ASL测量值最高处的位置确定为泄漏点。 使用单通道手持式声发射检测仪对被检件进行逐点检测,也可使用多通道声发射检测系统在被检 件上布置探头阵列同时对多个部位进行检测,通过比较分析各个通道的信号电平水平,将RMS或ASL 测量值最高通道传感器所覆盖的区域确定为泄漏点所在区域,然后在这个区域再采用单通道手持式声 发射检测仪对被检件进行逐点检测,找到泄漏点。

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8.7.2基于声波到达时间差的多传感器定位计算方法

至少两个及以上传感器探测到泄漏产生的同一个声发射信号,并且能给出信号的到达时间,通过已 知声波传播的速度和到达时间差,采用线性或平面定位公式计算出泄漏声源所在的位置。有以下两种 方法。 基于声发射信号门槛电平的时差定位计算方法 1)泄漏声发射信号由连续噪声信号与一些大的突发型声发射信号叠加构成,基于声发射信 号门槛电平的时差定位计算方法是将每个声发射通道的门槛电平调整到连续噪声以上 只采集大的突发型声发射信号,通过这些信号的到达时间来得到这些信号到达不同通道 的时差,从而计算出泄漏源的位置。 2)地上常压储罐底板的面定位计算方法为这种方法的典型应用案例之一,见附录B b)基于连续信号的互相关计算法 1)在泄漏声发射检测中,将两个或多个传感器检测到的一定时间内的波形信号进行相关分 析,即可得到任意两个传感器之间的时差。用常规的时差定位算法进行泄漏点定位计算 2)压力管道的泄漏定位计算方法为这种方法的典型应用案例之一,见附录B。

1)在泄漏声发射检测中,将两个或多个传感器检测到的一 一定时间内的波形信号进行相关 析,即可得到任意两个传感器之间的时差。用常规的时差定位算法进行泄漏点定位计复 2)压力管道的泄漏定位计算方法为这种 法的典型应用案例之一,见附录B。

9.1伪泄漏信号的识别

进行泄澜检测时,传感器尽可能安装在可能产生泄漏的部位附近,可在压力处于最小和最天状态下 分别进行测试,通过比较可识别任何可能由外部原因产生的噪声信号。如果在声发射信号采集过程中 出现持续的外部噪声(即伪泄漏信号),多通道检测系统可通过软件时差分析、增加护卫传感器等方法来 识别。 常见的伪泄漏信号有沙子或泥土击打埋地管道的暴露部分、从储罐顶部表面落下的水滴、靠近泄漏 阀的流体噪声等。

9.2泄漏信号评价和验证

对于使用便携式单通道系统的逐点检测,应通过围绕泄漏点进行多点测试来进行验证(如阀门的进 料端和出料端)。采用这一方法,可识别外部噪声并将其从相关信号中区分出来。 对于其他情况的检测,可通过监测压力升高时的ASL和/或RMS值的变化来验证泄漏。泄漏点 定位图也可显示怀疑存在泄漏的位置。 通过对其他声发射参数(如能量、持续时间、振铃计数、上升时间等)的分析,可进一步从检测信号中 识别泄漏产生的声发射信号或伪泄漏信号,通过滤除伪泄漏信号,对剩余的信号再进行分析,能更清晰 的得到泄漏源的定位。

9.2.2压力相关性评价和验证

号。压力门槛值取决于泄漏孔的大小、检测流体的黏度和传感器距离泄漏孔的距离。高于压力门槛值, 较高的压力差将提高泄漏孔产生声发射信号的强度,而且随压差的增加而增加。因此,可通过增加压力 差来进一步评价和验证泄漏的存在及部位,

泄漏率评估有以下三种方式: 对于阀门泄漏检测,可基于数据库对泄漏率进行粗略评估; 对大型结构进行泄漏检测,可用每分钟压力下降值来评估泄漏率。直接通过声发射信号评估 泄漏率将以大量实验及泄漏信号数据库的建立为基础; 与校准的标准泄漏源测量的泄漏率进行比较,

如果检测发现有泄漏 如果目视检测不能发现泄漏部位 用其他泄漏检测技术或表面缺陷大

9.5泄漏源的危险等级评价及处理

9.5.2泄漏源危险等级评价

应根据泄漏介质、泄漏量、周围环境、发生事故的可能性和后果,对确定的泄漏源进行危险性评 泄漏源的危险性等级划分为三级,I级为非危险泄漏源,Ⅱ级为具有潜在危险的泄漏源,Ⅲ级为 险的泄漏源。

9.5.3泄漏源的处理方式

对手1级泄蒲源,由用户根据实际情况决定是否进行后处理。 对于Ⅱ级泄漏源,宜尽快进行返修处理;如果不便进行返修处理,则应监测其泄漏点尺寸和泄漏率 是否随时间增加而增长,一旦认为存在危险,应立即停产进行返修处理。 对于Ⅲ级泄漏源,应立即进行返修处理;返修后应按原来的检测方案和方法再次进行泄漏检测,以 确认泄漏已被排除。 当泄漏源不可进行返修处理时,用户应决定采取其他任何措施

应按检测工艺规程的要求记录检测数据和有关信息,记录内容应至少支撑检测报告中的内容,并按 法规、文件和(或)合同要求保存所有记录。

检测报告通常包括现场初始检测报告和最终检测报告两份,现场初始检测报告应包括发现泄漏源 的位置及初步分析评价结果,最终检测报告应包含发现泄漏源的位置和对泄漏程度的最终分析评价 结果。 最终检测报告至少包括以下内容: a)委托单位; b)被检设备的名称、编号、制造单位、设计压力、温度、介质、最高工作压力、材料牌号、公称壁厚和

几何尺寸等; 加载史和缺陷情况; d) 引用本文件; e)工艺规程编号和版本; 检测方式、仪器型号、耦合剂、传感器型号及固定方式; g) 检测时的温度和工作压力; h)各通道灵敏度测试结果; 各通道门槛和系统增益的设置值; ? 背景噪声的测定值; k) 衰减特性; D 传感器布置数量及示意图; m)检测软件名及数据文件名; n)声发射检测参数及典型检测数据图; o)发现的泄漏源位置图; p)检测结果分析及对泄漏源泄漏程度的描述; q 检测结论; ) 检测人员、报告编写人和审核人签字及资格证书编号; ) 检测日期和地点。 检测报告应符合GB/T27025的要求

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附录A (规范性) 声发射系统性能要求

附录A (规范性) 声发射系统性能要求

是到前置放大器之间的信号电缆长度不应超过2

前置放大器到系统主机之间的信号电缆能屏蔽电磁噪声干扰。信号电缆衰减损失应小于1dB/30 号电缆长度不宜超过150m

耦合剂在试验期间内保持良好的声耦合效果。应根据设备壁温选用无气泡、黏度适宜的耦合剂。 可选用真空脂、凡士林及黄油。 检测奥氏体不锈钢、钛和镍合金设备时,耦合剂中氯化物、氟化物含量应满足合同要求,采用粘接方 法固定时,粘接剂中的氯、氟离子含量和硫含量应满足合同要求。

前置放大器短路噪声有效值电压不大于7V。在工作频率和工作温度范围内,前置放大器的频率 响应变化不大于3dB。前置放大器的频率响应应与传感器的频率响应相匹配,其增益应与系统主机的 增益设置相匹配,通常为26dB、34dB或40dB。如果前置放大器采用差分电路其共模噪声抑制不应低 于40dB

A.7.1对于单通道声发射检测仪器,至少能实时显示和存储声发射信号的RMS值或ASL值;对于多 通道声发射检测系统,应有覆盖检验区域的足够通道数,至少能实时显示和存储声发射信号的10种参 数(包括到达时间、门槛、幅度、RMS、ASL、振铃计数、能量、上升时间、持续时间、撞击数),宜具有接收 和记录压力、温度等外部电信号的功能。此外,声发射仪器宜具备以下功能: a)各通道参数随时间变化的结果以数字或图形的形式显示,与静态值比较并设定报警值,达到报 警条件自动触发报警; b)获取并存储波形数据,利用△t测量或互相关法确定时差进行泄漏源定位

B.1蒸汽疏水阀工作性能的检测与评价

附录B (资料性) 典型泄漏检测应用案例

附录B (资料性) 典型泄漏检测应用案例

蒸汽疏水阀安装的目的是从压缩空气系统中除去冷凝水,确保有效使用能量,避免蒸汽锤击现象发 生。蒸汽疏水阀内部的泄漏或堵塞将导致操作安全性的降低,增加能源成本。为了发现蒸汽疏水阀的 早期损伤,宜对其经常检查。 通常,在工厂会安装多个蒸汽疏水阀。蒸汽疏水阀工作温度可达800℃且在易爆区域工作,其操作 工况是危险的。因此,在确保检测数据充分和可靠的情况下,最好采用短时检测

为快速、可靠地检测蒸汽疏水阀,通常使用单通道声发射泄漏检测仪,采用耐高温结构设计的传感 器以及测温计。 疏水阀工作过程产生的噪声频率与疏水阀尺寸、工作压力和在系统中的位置紧密相关,典型的噪声 信号频率为40kHz左右。检测仪器接收频率范围为10kHz~60kHz,以ASL或RMS值为检测参数, 可用耳机检测环境噪声干扰。为了确保每个检测定位的数据可靠,宜对检测数据进行逐点记录。

对于不同类型的蒸汽疏水阀建议分别制定检测作业指导书。在进行检测前对每个蒸汽疏水阀及测 试点进行编号,并记录蒸汽疏水阀的工作压力和测量测试点的温度。 将检测探头垂直放置在测试点上,并施加恒定的轻微压力。检测信号记录时间至少包括一个蒸汽 疏水阀内完整的阀门关闭和开启循环。 环境噪声可能影响检测信号水平值。如果认为环境噪声较大,可在靠近被检测蒸汽疏水阀的管道 上检测环境噪声。如果可能,在检测过程中关闭发出噪声的设备。 通常情况下,对蒸汽疏水阀工作性能的检测每月或每年进行一次。为了对长期检测的数据进行分 析和比较,建议每次检测点在同一位置,并在相同条件下进行检测。 检测后记录数据至少包括:疏水阀编号、类型、制造商、位置、工作压力、检测点温度、检测信号水平 值和检测日期

能不向,发出的声发射噪声信号的特征也不同。因止 类型的蒸汽疏水阀要分别制定检测结果评价指南,并通过大量试验给出蒸汽疏水阀性能试验结 的判据。 蒸汽疏水阀的工作压力和温度值是相关的。因此,如蒸汽疏水阀处于正常工作状态,当其中

时,可根据表B.1来确定另一个值。如这两个值不对应,说明疏水阀被阻塞,且不能从系统中除 疑水。

表B.1压力与温度的相关性

通过将检测信号值与已得到的判据进行比较,可获得有关蒸汽疏水阀性能状况的更多信息。 如果检测信号值小于判据规定的值,则该阀门是闭合且不漏气的。如果蒸汽疏水阀以间歇模式工 作,检测信号在最小值和最大值之间波动,则蒸汽疏水阀内的阀门开启和关闭正常。如果检测信号值大 于判据规定的值,阀门可能发生泄漏且不正常工作

B.2压力管道的泄漏检测应用

B.2.1基于信号衰减的检测方法

管道泄漏产生的声发射噪声信号可沿着管道进行传播并逐步衰减,可应用波的衰减特征进行管道 的泄漏点定位,其检测灵敏度主要取决于检测频率范围声波的衰减特性。对于地上管道,可采用单探 在管道上不同位置移动传感器进行扫查检测,确定泄漏点的位置;也可通过采用多个传感器同时进行

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验测,进行区域 置,在这种情况下,传感器最大间距取决于管道规 格、管道内介质的类型和检测仪 对于液体介质,传感器最大间距一般不超过200m。 对于埋地管道,可通过分段开 进行检测

B.2.2基于互相关技术的泄漏点定位方法

基于互相关技术的压力管道泄漏点定位检测方法至少安装2个传感器,其检测示意图见图】 果发生疑似泄漏,两个传感器接收到信号的相干谱图、互相关函数和互相关因子产生很大变化。 地管道,泄漏检测与定位的声波信号频率范围为100Hz~5kHz,根据管道材料、直径及所需的 ,传感器的间距一般为100m~200m。

B.2.3基于管道内检测器的检测方法

图B.1相关泄漏检测示

和传感器之间声波的衰减问题。 管道猪由接收传感器、数据处理和存储单元以及供电单元组成,见图B.2。管道猪通过管道正

B.3核承压设备水压试验中的泄漏检测应用

图B.2泄漏检测管道猪的示意图

根据压力容器检验规则,法国对其核电站压水反应堆(PWR)的一回路进行水压验证试验。水压试 验先加压至17.2MPa保压,最终加压至20.7MPa保压。如果一回路承受最终保压值时无泄漏且无永久 变形,验证试验结果符合要求。 水压验证试验期间,对于在役设备由于核辐射水平很高,而且焊缝数量众多,无法实施目视检测,因 此采用声发射泄漏检测方法来进行。 被监测的一回路的包括以下3个部分: a)容器封头仪表焊缝; b)底部安装的仪表焊缝; c)加压加热器套管。

本检测方法主要基于以下3个主要影响因素: a)声发射随漏率的变化; b)声发射信号电平和背景噪声的比较; c)在设备不同部分(部件和焊缝)声发射信号的衰减。 在实验室和现场对这些影响因素进行了系统研究。通过建造具有人工缺陷的模拟一回路装置用来 确定泄漏的声发射特征。并在现场测量不同工况条件下的背景噪声,并对回路不同部位进行了衰减测 量,根据工况条件对最小可检测泄漏率进行了评估

B.3.3一回路水压试验声发射监测

B.3.3.1传感器布置

将谐振式传感器布置在图B.3所示的一回路上的3个区域。根据检测需要,每个区域布置3个 检 域的覆盖

B.3.3.2声发射监测

采用声发射分别对第一次17.2MPa保压、最高水压试验压力20.7MPa保压和降压至17.2N 次保压的3个阶段进行监测。

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在三个保压阶段,分别实时采集和记录声发射信号,并进行实时分析。 主要评价依据为各保压阶段声发射信号RMS值随时间的的变化情况。压力变化期间的RMS值 变化不做正式分析,而是采用定性分析方法。 在最高保压阶段,如果声发射信号的RMS值上升至始终高于预定的阈值水平,则认为有一个潜在 的泄漏。 可根据第二个保压阶段测量的背景噪声水平(取决于一回路配置)来确定这个阅值

B.3.4认证和主要成果

声发射泄漏检测方法自20世纪80年代开始使用,在2006年通过了法国核监管机构的认证。 根据声发射仪器的更新和现场检测的反馈进行周期性评估。主要应用成果是在20世纪80年代 法国核电站压水反应堆仪表接管焊缝(容器封头)上产生的裂纹。

B.4储罐底板泄漏检测的应用

B.3核电站一回路中声发射传感器的布置示意

自20世纪80年代初,在化工、石油化工行业中开始应用声发射技术检测液体储罐底板的泄漏。系 列研究揭示液体泄漏产生的流是一种声发射源,底板内外部固体颗粒(如沙子)的冲击也可产生声发 射信号,此外,在腐蚀环境下对底板的持续腐蚀过程也能产生声发射信号。 存在瑞流是能检测到泄漏的基本条件。在高压差下,高黏性的介质才能从层流变成湍流。罐底板 腐蚀穿透后的渗透不一定导致介质损失,泄漏路径可能被污泥或沉积物等阻塞GB/T 40926.5-2021 冰球运动护具 第5部分:颈部护具,这将超出基于声发射技 术的检测范围

B.4.2.1定位方法

B.4.2.2检测传感器布置

用于记录泄漏声发射信号的传感器,其频带范围通常在20kHz~80kHz。图B.4为充液浮顶油罐 的传感器布置,采用两排传感器的布置方式。假设声波在储罐内的液体介质中传播,传感器间距不超过 15m,每排传感器的数目一般不少于6个。对于直径小于10m的储罐,每排传感器的数目不少于 3个。

B.4.2.3检测过程

图B.4充液浮顶油罐的传感器布置

液体的湍流是由多个参数控制,如几何形状、压差、黏度等。储罐底板泄漏检测中可以改变的参

进行检测。为使内部介质平静,检测前静置储罐,并关闭加热器和搅拌器,静置时间宜选择24h。 在检测前识别并消除外部噪声源,以提高检测灵敏度。基于到达时差计算的泄漏平面定位要求获 取突发型声发射信号,因此,检测门槛设置为高于连续背景噪声的水平。检测持续时间至少为1h,建 议每小时检测几个测试单元。

在某些情况下GB/T 18115.4-2021 稀土金属及其氧化物中稀土杂质化学分析方法 第4部分:钕中镧、铈、镨、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇量的测定,储罐用户杯 位泄漏源的位置。泄漏源的定位远比其他声发 射源定位更难,如强腐蚀。通常定位误差较 板的泄漏区域

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