站用储气瓶组相控阵检测技术方法.docx

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1、ICSC点击此处添加CCS 4CSXXXX -XX-XX 实施B13地方标准DBXX/TXXXX-XXXX站用储气瓶组相控阵检测技术方法PhasedArrayDetectionTechnologyandMethodsofStationGasStorageCyIinderGroup（征求意见稿）在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。XXXX-XX-XX发布刖百本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由河北省市场监督管理局提出并归口。本文件

2、起草单位：河北省特种设备监督检验研究院本文件主要起草人：刘晓丽、邹锦瑾、张恭、李波、米春青、白利兵、雷志鹏、张骞、宿素玲、单雁利、李煜彤、姜永善、刘建、韩沫、杨蕊静、曹利刚站用储气瓶组相控阵检测技术方法1范围本文件规定了站用储气瓶组基于超声相控阵自动化检测的基本方法和技术要求。本文件适用于公称工作压力为10MPa-35MPa、单只公称水容积为150L-3000L、工作温度一40C+60C,材质为4130X,盛装介质为氧气、天然气等压缩气体，由大容积钢质无缝气瓶通过管路连接且固定使用的储气瓶组的现场不拆卸超声相控阵自动化检测。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可

3、少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T33145大容积钢质无缝气瓶NB/T47013.1-2015承压设备无损检测第1部分：通用要求NB/T47013.15-2021承压设备无损检测第15部分相控阵超声检测TSG21-2016固定式压力容器安全技术监察规程TSG232021气瓶安全技术规程TSGZ7001特种设备检验机构核准规则3术语和定义GB/T33145NB/T47013.1和NB/T47013.15界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1拆卸检验将气瓶端塞及管路、阀门、安全附件等拆卸下

4、来后实施的检验，主要检测技术方法有壁厚测定、局部超声检测、局部磁粉检测、渗透检测等。3.2不拆卸检验不对气瓶相关附件进行拆卸的检验，主要检测技术方法为直接对瓶体实施全自动相控阵无损检测，可实现100%壁厚测定和全方位腐蚀性缺陷、线性缺陷的在线检测，3.3专用相控阵探头组该探头组，由检测工装以及检测探头（共包括一个纵波探头和四个横波探头，上述五组探头全部为线阵列超声相控阵探头）组成，检测工装中充满耦合液（水），底部与工件接触部位采用高透声率的柔性材料，探头组置于耦合液内，检测工装上设有辅助磁轮，可实现全方位腐蚀性和线性缺陷检测。3.4水靴结构探头组该探头组的超声波耦合采用充水的水靴式，水靴上面嵌

5、有三个相控阵超声波探头，探头与水靴的结合部密封，水靴下面贴有塑料薄膜保持水腔内密封不漏水。检测过程中水靴的塑料薄膜与气瓶表面接触实现耦合。薄膜与气瓶之间不必消耗连续的水流供应即可实现耦合，在不除漆的条件下只需瓶组表面保持光滑、湿润即可实现扫描检测。4资质和职责4.1 进行基于超声相控阵自动化检测的站用储气瓶组定期检验单位，应按TSGZ7001的规定经核准机关核准取得RD2(RD3)或RD6(PDl)检验资质。4.2 相控阵超声检测人员的要求应符合NB/T47013.1的有关规定。4.3 检测人员须掌握被检设备的材料、结构、制造工艺、使用特点等方面情况以及可能产生的缺陷类型和主要损伤模式等。5相

6、控阵检测前的准备工作1.1 使用单位应将站用储气瓶组外表面有碍检测的杂物清除干净，对瓶体表面进行清洗，确保表面干净润湿，没有明显凸起。5. 2使用单位应将站用储气瓶组相关技术档案资料准备齐全。6. 3检验检测单位到工作现场必须先了解受检设备的特点及现场情况并进行不拆卸检验风险评估，填写风险评估报告，满足不拆卸检验要求，方可进行站用储气瓶组的相控阵自动化检测。7. 4检验检测单位检测前应查阅以下内容和资料：a) 原始资料：特种设备使用登记证，设计、制造资料，包括产品质量证明文件、竣工总图、监督检验证书等；逐只核查气瓶制造标志，核查内容包括：名称或代号，气瓶编号、出厂年月，公称工作压力容积、材质、

7、瓶体设计壁厚及充装介质等；b) 改造、维修资料，包括方案、施工质量证明资料等；c) 检验、检查资料，包括以往年度检查报告、定期检验报告，重点查阅上次检验、检查报告中提出的问题是否已经解决；d) 产品铭牌、充装介质的分析报告、维护记录。5.5检测前，检验检测单位应按TSG21-2016的规定，根据站用储气瓶组使用年限、运行状况、上次检验情况等因素合理制定检测方案，方案应包括：时间安排、检测模式、检测所用设备、检测范围、施工组织等内容。6相控阵检测程序4.1 设备准备8. 1.1相控阵检测设备和器材应符合NB/T47013.1520214.2的相关规定。6.1.2 对相控阵检测仪、线缆(编码器线等

8、)、专用相控阵探头组、水靴结构探头组、2轴移动控制器、2维电机驱动扫查架、高压储气瓶组自动化超声波扫描系统(简称电控柜电脑)、测厚仪、超声波检测仪等检测及辅助设备和工具进行检查，确保设备处于完好工况。依照国家相关法规标准要求需检定或校准的设备，应当在有效的检定或者校准期内。6.1.3 仪器检查测试要求：a) 电控柜电脑和相控阵仪器通过编码器线和网线相连，相控阵仪器和探头相连，柔性扫查架安装在气瓶上；b) 对线缆进行检查，确保信号正常；c) 对相控阵仪器进行系统检查，包括系统状况和机器电量；d) 对相控阵仪器和专用相控阵探头组合性能进行测试，性能应符合NB/T47013.152021中4.2.2

9、.3的相关规定;e) 对电控柜电脑进行检查，包括软件和系统电量，进行软件测试和模拟检查；f) 对其他设备及工具进行检查，确保处于完好工况条件。1.2 检测工艺文件执行NB/T47013.1520214.3的相关要求。1.3 探头水靴探头内部集成三个相控阵探头以五种角度入射进行检测，中间的探头负责O0纵波扫查，以及轴向前向45横波扫查，轴向后向45横波扫查。两侧的探头分别进行圆周向顺时针45横波扫查和圆周向逆时针45横波扫查。探头频率为5MHz,中间的探头包含96个晶片，两侧的探头分别包含16个晶片。相控阵仪器控制中间探头分别以三个角度检测，相控阵探头每次激发一组虚拟晶片，每组虚拟晶片依次以三种

10、模式进行检测，0纵波检测，轴向前向45横波扫查，轴向后向45横波扫查。扫描过程中的虚拟探头设定：每次扫描激发的晶片数为16个，每个晶片的宽度为0.66mm,虚拟探头的长度为10.56mm,探头总晶片数为128个，探头总长度为63mm,一次扫描轴向方向宽度为53.46mm,扫描速度为150unso1.4 对比试块6. 4.1采用专用对比试块，试块厚度与被测瓶组壁厚相差不超过10%o7. 4.2在对比试块瓶肩不同壁厚处沿周向和轴向分别选择3个位置在内表面线切割60oV型槽作为线性缺陷的参考反射体，长度24.5+0.5mm,缺陷深度1.00.05mm；在不同壁厚处选择3个位置进行内表面开孔，均为2平

11、底孔，缺陷深度为壁厚的10%,作为腐蚀缺陷的人工反射体。8. 4.3在对比试块直筒段，沿周向和轴向分别在内、外表面线切割60oV型槽作为线性缺陷的参考反射体，长度24.50.5m,深度1.00.05mm；在内表面开深度为2mm平底孔，直径分别为1mm、2mm、3mm,作为腐蚀缺陷的人工反射体。6.5 灵敏度的确定6. 5.1线性缺陷对线性缺陷，以对比试块内表面线切割60周向V型槽作为参考反射体为例，记录深度LOnlm缺陷，找到缺陷的最高波幅，调节增益至波高幅度达80%,记录内表面参考反射体信号幅值，以该幅值作为内表面周向线性缺陷参考基准，在实际检验中需根据被测瓶组与试块表面情况差异进行耦合补偿

12、，其他V型槽均如此设定7. 5.2腐蚀性缺陷对腐蚀性缺陷取内表面深度为2mm、直径为3mm的平底孔作为腐蚀缺陷的人工反射体，找到缺陷的最高波幅，调节增益至波高幅度达80%,记录内表面参考反射体信号幅值，以该幅值作为内表面缺陷参考基准，在实际检验中需根据被测瓶组与试块表面情况差异进行耦合补偿。6.6 工艺试验与验证工艺验证试验在对比试块上进行，将拟采用的检测工艺应用到对比试块上，工艺验证试验结果应确保能够清楚地显示和测量对比试块中的人工缺陷或反射体。测量的参考反射体或缺陷尺寸偏差值在允许的范围之内。6.7 扫查方式6.7,1瓶肩部位机械扫查架由2维电机驱动的移动轴组成。磁轮使扫查架吸附在瓶组的瓶

13、体区域，从瓶体区域延伸一探头臂，探头臂上携带一探头模组，探头模组在同步带的带动下可沿瓶肩轴向方向移动。瓶体上的电机使扫查架整体沿圆周方向移动。瓶肩上的轴向移动轴为扫描轴，圆周方向的移动轴为步进轴。设备沿瓶肩扫查完毕后产生超声相控阵扫描图像。6.7.2筒体部位筒体部位扫查结构由柔性轨道、移动电机和探头模组构成，柔性轨道上带有齿条。柔性轨道可以根据气瓶的直径弯曲成不同的形状。柔性导轨上附有扫查小车，小车上带有移动电机和相控阵探头模组。移动电机带动小车沿柔性轨道的齿条上进行圆周方向移动。柔性轨道的端部装有电机带动柔性轨道和小车一起沿轴向移动的。在扫查过程中，小车带动探头沿柔性轨道在圆周方向上往复移动

14、，柔性轨道端部的电机带动柔性轨道和小车一起沿轴向移动。一次扫描扫查架气瓶一头走到尾可以至少覆盖气瓶面积的一半（180）,一个气瓶经过两次可以完成100%的扫描，设备沿筒体扫查完毕后产生超声相控阵扫描图像。6.8成像显示方式成像显示方式，一般采用B型和C型显示。6.9 缺陷记录6. 9.1波幅等于或超过内外表面缺陷参考基准，均判定为缺陷，应记录其位置并采用6dB法测量其指示长度7. 9.2对于缺陷回波幅度按质量分级被评为11级，当其指示长度超过内外表面缺陷参考基准长度时，也应予以记录6.10 质量分级6.11 按下表1表1站用储气瓶组相控阵超声检测质量分级等级允许缺陷回波幅度I级Hd50%对比试

15、块缺陷反射体基准11级50%对比试块缺陷反射体基准Hd对比试块缺陷反射体基准In级Hd对比试块缺陷反射体基准注：Hd指缶火陷回波幅度附录A（资料性）不拆卸检验风险评估报告表AJ给出了不拆卸检验风险评估报告模板。表A.1不拆卸检验风险评估报告记录编号：报告编号:使用单位单位地址管理人员联系电话使用单位统一社会信用代码单位内编号制造单位设备名称出厂编号产品型号出厂日期使用登记证号设备代码评估主要内容：1、资料齐全，未进行过设备维修改造；2、瓶体外螺纹无严重腐蚀、气瓶与固定法兰的连接稳固；3、充装介质中腐蚀成份含量在相应标准规定范围内、瓶体外表面无严重腐蚀、损伤；4、未发生火灾等事故；5、按期进行年度检查且年检过程中未发现问题；6、上次定期检验为拆卸检验且无影响安全使用的缺陷；7、检验人员认为其他需满足的要求。评估结论拆卸检验不拆卸检验检验员：日期：附录B（资料性）相控阵自动化检测记录附录C（规范性）相控阵自动化检测报告参考文献1 JB/T11731无损检测超声相控阵探头通用技术条件2 JB/T11779无损检测仪相探阵超声检测仪技术条件3 JJF1338相探阵超声探伤仪校准规范