DB37∕T 1879-2011 承压系统泄漏声发射检测规程(山东省).pdf

TCS 21 J 01 DB37 山东省Eh巳tTJ 方标准DB37/T 1879一-2011承压系统泄漏声发射检测规程2011 - 05 -19发布2011 - 06 -01实施山东省质量技术监督局发布目IJ1=1 本标准按照GB/Tl. 1给山的划则起草。本标准由山东省特种设备检验研究院提出。本标准由山东省标准化技术委员会秘书处归口解释。本标准起草单位:山东省特种设备检验研究院。D837/T 1879-2011 本部分主要起草人:王春茂、哀涛、肖宏川|、祝卫国、董瑛、中孝民、郭怀力、宋明大。D837/T 1879-2011 承压系统泄漏声发射检测规程1 范围本标准规定了承压系统中气体、液体稳态泄漏源的被动检测与定位。l衷方法中使用的声发射传感器可直接安装在表面上，或使用波导杆安装，可用于压力容器、压力管道系统的连续在线检测和液压试验监测。虽然本方法所得数值会受到传感器监测距离、环境躁声水平、系统压力和泄漏形式等因素的影响，但仍可获得比较高的灵敏度。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的号|用文件，其最新版本(包括所育的修改单)适用于本文件。GB/T 12604-2005无损检测术语ASTM -E 650 Guide for Mounting Piezoe1ectric Acoustic Emission Sensors ASTM -E 750 Practice for Characterizing Acoustic Emission Instrumentation ASTM -E 976 Guide for Oetermining the Reproducibili ty of Acoustic Emission Sensor Response ASTM -E 1002 Test Method for Leaks Using U1trasonics ASTM -E 2374 Guide for Acoustic Emission System Performance Verification 特种设备检验检测机构管理规定特种设备检验检测机构核准规则特种设备无损检测人员考核与监督管理规则3 方法摘要3. 1 本方法运用接触传感器、电子放大器和输出信号电平处理设备。传感器可在检测前或检验中安装，且安装后不能再移动。3. 2 恒稳态泄漏的检测以对泄漏流体所产生的连续、宽频带信号的检测为墓础。信号的检测通过对输入信号电平的测量未完成，例如，信号的有效幅度或平均电平。3. 3 基本的泄漏测试程序仅包括对泄漏的检测，对每个传感器通道进行单独的处理。较复杂的检测则要求处理来打两个或更多传感器的信号电平，井基于泄漏信号幅度随lE泄漏源距离的增火而降低的原则确定其近似泄漏位置。4 检测原理4. 1 无论是通过裂纹、小孔、密封损坏，还是通过其他开口缺陷，压力系统中气休和液体都会以揣流或滞流的形式进行泄漏，这种泄漏会在外部空气和系统压力边界处产生声能。运用声发射传感器可以在一定距离内检测到这些通过压力边界传播的声能。D837/T 1879-2011 4. 2 在选择什适频带的基础上，对背景睐声进行限制，可以使泄漏信号的灵敏度达到最大。一般在低T 100KHz的低颇条件下，泄漏可以在结构内部激发机械共振，而这自助于加强泄漏检测中声信号的强度。4. 3 本力法不提供泄漏比率的定量测量。5 应用基础5. 1 以下条款适用于检测甲位与用户之间应用或参考本标准签订的协议。5. 2 人员资格如果协议中规定，使用本规程进行检测的工作人员应持有国家或国际七公认的尤如检测人员资格证书或标准，或十iI示一个由执业机构或鉴定书L构证明的相关文件。协议中应确认所用规程或标准及其适用的修订版本。5. 3 无损检测机构资格如果协议中规定，尤如检测机构应当具备特种设备检验检测机构核准规则中规定的条件。特种设备检验检测机构核准规则修订版本也应在协议中确认。5. 4 检测时机除特殊声明外，检测时间应当符合7.1. 7条的规定。5. 5 检测范围除特殊声明指定外，检测范围应当符合7.1.4条和10.1.1.1条的划定。5. 6 报告格式/验收标准除特殊声明外，报告应符合10.2. 2条和第11章要求。由I本标准中并未捐定验收标准，协议中应对其进行详细规定。5. 7 返修复验本规程未制定返修复验内容，如果必要，应在协议中详细规定。6 干扰因素6. 1 内外部噪户源会干扰户发射泄漏检测系统的灵敏度。I噪户源主要有:6. 1. 1 内部流体的;而流或气穴现象。6. 1.2 系统的摩擦或工作噪声。6. 1.3 在系统测量频率范围内的空气噪卢。6. 1.4 金属碰撞，松动部分对压力边界频繁的冲击。6. 1.5 由传感器所检测到的电子干扰。6. 2 背景噪声的波动决定了叫检测电干的最小变化，所以背景噪卢的稳定性决定了最高灵敏度。6. 3 J书发射传感器应具有稳定特性，且应具有调节结构和系统检测参数的作时，如对温度的调节。6. 4 传感器安装不正确、电信号噪声调节或放大器培益电干不正确都会降低检测灵敏度。2 D837/T 1879-2011 7 基本信息在检测的准备阶段应号虑以下项甘:7. 1 i东扒出已知泄漏点以及它们jl=被检测面的距离，并评估它们对检测产生的影响。7.2 检测中需要根据容器类型、管道类型、被检测设备的组装和安装、设il图纸等内容，获得被检设备的的详细尺、j、位置信息，21括:可能影响流动特点的形状变化，焊接位置，齿轮或法兰等的苓件位置，极易发生泄漏的容器或管道附届装置(如管件吊杆)的位置。标识、山易吏器壁约束的区域、金属涂层和阳层部位以及位于表雨之下的组件。7.3 检测范围。例如整体压力边界的检测，只检测焊接区域。7.4 应该号虑材料和表而覆盖物的类塑(如油漆或其他涂层)对声音传捂的影响。7.5 加压力去。详细说明加压力案，绘制详细加压曲线，并指明检测过程中所应用流休的类型，例如，气休，水或油。7. 6 检验时间。即新制造设备或在役设备的检测时间，或两者均拍。7.7 监测设备所使用的频率范围。7.8 检测过程中可能影响检测设备和结果分析的环境条件，例如，温度，泪度，放射性，振动，压力和电磁干扰。7.9 固定传感器的力式，如果可能，还需要限定相合剂的类型。7. 10 确定传感器或波导管的安装位置，使其满足覆盖而积的要求。对伞特殊的区域将用特殊的传感器进行检测，但)业明确指山由不同组别传感器所检测容器或系统的范围。应尽快给山传感器的安装位置，从而确定其他安装事项O7. 11 确定声发射检测人员与加l主控制人员的通讯方法，阻力记录的时间间阳，压力系统中意外波动的报警措施。7. 12 一般应对检测结果做永久记录。7. 13 如果需要，注意检测报告的内容和格式。7. 14 需要时，应检查声发射检测人员的资恪和相关证明O8 设备8. 1 传感器声发射传感器一般是压电装霄，为保证良好的稠合，应按标准E650的规定进行安装。传感器的频率范围;最高可达lMHz，记可使用宽频传感器或共振传感器。较高的频率可以用来更有效的抵制空气噪声或机械l噪声以获得更高的分辨力。8. 2 放大器放大器/前置放大器应当具有足够的增益，使信号处理器j以检测!主力系统上的背景噪声强度。应选择合适的传感器/放大器带宽以降低背景噪卢对系统的干扰。8. 3 信号处理器信号处理器用未检测有效信号电平、户发射信号的强度、信号电平的平均值或其他类似连续信号的相关参数。如需通过信号强度和衰减数据计算信号源的位置，叫设置-个泄漏定位处理器。如必要，还叫设置报警信号装置。3 D837/T 1879-2011 8. 4 泄漏信号模拟器:8.4.1 系统中应设置泄漏信号模拟装置来评价检测系统的效果。一般采用以下装置:压力边界上的出|植机噪声发生器驰动的传感器，小刑喷水器或喷气器。8. 4. 2 泄漏定位时，首先应进行大量泄漏点模拟，以确定合适的定位运算法则。9 系统性能验证9. 1 系统性能验证包括两个阶段。第一阶段是实验条件下设备的定期校准和认证，具休步骤遵照规程E7.50，一般声发射系统所有者应掌握校准结果。第二阶段是对所有通道灵敏度和检测设备运作满意度进行现场校准。每工页校准操作出准备一份节而程序。9. 2 所有传感器灵敏度的现场校准，应在lfE每个传感器一定距离处设置一个泄漏信号肢拟器，并记录放火器的输山强度，作为放火器输入端的参苟C放大器士曾益可用来校Jr灵敏度波功。9. 3 检测工作前、长时间检测时或环境变化时，要对声发射系统进行定期校准。系统中的所有传感器都可以与一个或多个参考信号对比，从而正确校准。9. 4 泄漏点定位计算时，应标示山传感器间的超山正常频带的声哀减，特别是不连续的存在(如管的结合点处)可能会影响衰减的均匀性。测量结果!当计入到泄漏源定位计算。10 步骤10. 1 检测前要求:10. 1. 1 声发射检测前，应满足以下要求:10. 1. 2 评估衰减情况，即信号幅度随卢传播距离的变化。这样就叫以定义每个传感器覆盖的有效面积，传感器分组时，也J以定义传感器的最大距离。10. 1. 3 确保传感器安装在预定位置。如雨在安装过程中改变位置，则记录新的安装位置。记录传感器安装方法和棉合剂的类型。10. 1. 3. 1 复核操作程序，确认所有潜在外部噪卢源，例如，啧嘴一火花塞的运动，泵的振动，阀的冲击，工作人员的动作，液体流动和气体;而流。这些户源应进行声隔离或控制，不能十扰被检测容器或结构内部的泄漏信号。应预估由雨、雪、冰在、沙、风(兀保护容器)或摩擦等产生的不能控制的声千扰，并对检测范围内的声音进行隔离，以使它们对检测结果的影响降到最低。并记录这些户源。10.2 户发射检测:10.2.1 按照要求连续或用期性的记录每个或每组通道的I噪户水平。考虑到与户发射数据的响应，通常应记录压力或其他重型参数，或全部记录。10.2.2 如检测到泄漏引起噪声水平增加，检测人员应当通知设备业主查找泄漏源及种类。如泄漏源在检测范围之外，应停止检测，或降低至能保证正常检测的水平。如果外来泄漏无法停止，则应记录外来泄漏对声发射系统灵敏度的影响。泄漏检测之后应填写报肯。11 报告11. 1 报告应包括以卡内容:11. 1. 1 检测同期11. 1. 2 检测人员资质11. 1. 3 传感器特性和位置4 D837/T 1879-2011 11. 1. 4 传感器的布置力法11. 1. 5 声发射系统及其特点11. 1. 6 操作条件11. 1. 7 初始校准记录11. 1. 8 设备的现场校准结果11. 1. 9 检测结果11. 1. 10 结果分析和认证11. 1. 11 H视检测或其他检测结果11. 1. 12 泄漏数量及位置的检测结果11. 1. 13 背景噪声检测值分析11. 1. 14 测量质量及灵敏度降低原因的评估11. 1. 15 结论及建议5 附录A(资料性附录)应用实例A. 1 举例说明了声发射泄漏检测的应用，但未对其应用过程做详细描述。A. 1. 1 安全阀的声发射泄漏检测D837/T 1879-2011 为确定泄漏噪声与泄漏率或二级压力的关系，在试验室条件下对带有泄漏洞ii阀座的安全阀进行检测。罔Xl.1中给山了泄漏率、山口温度和声信号有效电平与第二阶段压力的关系。将声发射传感器固定在1作阔的外壳上。通过信号过滤器使频带范围为510KHzo山口温度由导阀排山管道邻近的热电偶测量得到。二次压力由40上升到200psi (即从280到1400KPa)时，泄漏率上升了59%，温度上升了9%，声发射有效电压上升了370%0主|此，声检测的灵敏度是非常高的(参见罔A-l)。L. 27 25240 日23 236 声发酣有赞电平(fov) i世i自辜|出口jM已21232 4 19 f-228 E 17224 口50 100 J5日20口Z辑压力(口si)注1:QOF二320C注2:1 psi二6.9 KPao 图A.1核能装置中安全阀的声发射泄漏检测实例A. 1.2 海水球阀的声发射泄漏检测!FJ 6 D837/T 1879-2011 美国海声阀检漏仪可检测10100KHz范围内的与泄漏相关的声发射能量。之所以选择这个频率范围是因为在这个范围内泄漏阀能够发射山很多能量，而口在这个范围内的声能将随ti声源距离的增加而迅速哀减。从丽区分山信号与背景噪声。罔A-2给山了一个4英寸球阀的泄漏率与声发射水平的关系。1世隔辜10/,;,) 20口口口l口口。口4英寸海本压圭抽嗣5日田5日pSla 30日口实验室数据由蜡2日口口单顶韧佳偏差曲蜡/ /1 / / / / / / / / / / / / 川/ / / / / / / .1/ / / / / 1000.)-_寄一一一一一一一一一-77马叫解7J 一一一一一一一一一一一一一一一一_LJ-r一一一一一一一一一一一一一-5日口产吐一一一一一一一一一一一一/乒刽注例3口口20口1口口/ / J / / / / / / / / / / / / / / / /, / / / / / / 5口/ / 3日卡/ / / 2日/ / / / / / I口1/1口2日咀11量到耻声音电平日。图A.2 根据4英寸海水球阀的声发射水平评估泄漏率A. 1.3 水下原油传输线的声发射泄漏检;WIJ为确认可疑泄漏源，对一段与海上钻探平台连接的内直径为12英寸的铜管进行检测。在对原油输送线进行液压试验时，发现压力从初始值3200psig(22MPa)以60psi/hC410KPa/h)的速度下降。可疑泄漏源在短管法兰上。当施加到管上的压力达到3200psig(22 MPa)后，读取钻探平台上内径为12英寸的坚管信号电平。把这些信号数据与两相邻管及设备上最近支架处读取的数据进行对比(参见表Xl.1) 0用附加数据来测定由海水运动和其他的结构干扰噪声所产生的信号强度。初始数据是平台在关闭条件下，所有施士人员在岸上时进行的O数据显示，泄漏管上的信号水平要Lt另外两个立管及支撑架处的信号水平白约50%。这表明泄漏点非常接近于检测点，实际上，经核实，泄漏位于短管法兰连接处。潜水员紧固泄漏法兰后，声发射检测人员确认泄漏停止，通过机械方法(压力下降)及声发射方法都没有检测到泄漏迹象。表A.1 信号数据守置有效数据(增益为60dB)注释6英寸坚管O. 200 参照10英寸坚管O. 210 参照12英寸坚管O. 300 泄漏管角支架腿O. 210 参照7 D837/T 1879-2011 表A.1 (续)作置有效数据(增益为60dB)注释6英寸坚管O. 200 参照10英寸坚管O. 200 参照12英寸坚管O. 200 泄漏噪声终止角支架腿O. 210 参照8