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🔊 BS 9690 是 BSI 制定的关于导波检测(Guided Wave Testing, GWT)的无损检测标准系列。导波是沿着被检对象传播、并由其表面或形状约束的声波或超声应力波,其波长相对于壁厚等特征尺寸较大,因此能够在不移动探头的情况下快速、大范围地覆盖被检对象的全部体积。GWT 特别适合管道、钢管、钢轨等细长结构物的腐蚀与缺陷筛查。该系列目前包括 BS 9690-1:2011《总则与原理》与 BS 9690-2:2011《管道、管线及结构管的导波检测基本要求》两部分,并预留了测量结果解读、高级管道工况检测以及将 GWT 应用于其他结构的分部规划。
BS 9690 系列采用”总则 + 应用分部”的结构,便于随能力与需求发展逐步扩充应用范围:
| 标准号 | 标题 | 性质 | 主要内容 |
|---|---|---|---|
| BS 9690-1:2011 | 无损检测——导波检测——第1部分:总则与原理 | 指南(Guidance) | 术语、人员资格与认证、检测前所需信息、GWT 原理、设备、设置与概要 |
| BS 9690-2:2011 | 无损检测——导波检测——第2部分:管道、管线及结构管的导波检测基本要求 | 规范(Requirements) | 影响检测性能的因素、约定与记录要求、试验程序、人员资格、设备校准、检测执行、结果初步解读与报告 |
与常规超声检测(UT)相比,导波的行为有本质差异:常规 UT 使用高频体波逐点扫查,而 GWT 使用低频、长波长的导波(如 L(0,1) 纵向模态、扭转模态 T(0,1)),沿着被测结构的轴向传播并携带缺陷反射信息。BS 9690-1 的附录 A(资料性)说明了空心圆柱体 GWT 的理论基础,给出了 6 英寸 Schedule 40 管道的群速度频散曲线、不同周向阶数模态的位移振型,以及贯穿壁厚缺口反射系数随周向范围变化的典型曲线。这些内容帮助检测人员理解模态选择、频散与灵敏度之间的内在关系。
检测通常基于脉冲回波(pulse-echo)、一发一收(pitch-catch)与穿透法(through transmission)三种配置(图 1)。在实际应用中,以脉冲回波占据主导,即同一探头组件既激励导波又接收来自缺陷、焊缝、法兰等特征的反射回波。
BS 9690-1 第四章对从事 GWT 的人员资格与认证提出要求,强调 GWT 必须由具备专门培训与认证的人员执行;BS 9690-2 第七章同样要求检验人员具备相应资格。两份标准都指出:本标准的执行应委托给充分合格且经验丰富的人员。
BS 9690-1 第五章”检测前所需信息”(Information required prior to testing)要求检测前收集并确认:被测对象的材质与几何尺寸(外径、壁厚、长度)、支撑/埋地状况、涂层与表面状态、已知附件(焊缝、法兰、管箍、套管)的位置、可接近位置与耦合条件、环境条件以及检测目的(如腐蚀筛查或缺陷定位)。这些信息直接决定检测装置布置、频率与灵敏度设置。
BS 9690-1 第七章给出 GWT 设备的要求:设备应能产生所选导波模态、具备可调节的激励频率与增益、能够显示并存储完整的 A 扫描信号;探头组件(通常为环绕管道的压电环状阵列或磁致伸缩装置)应紧密耦合于被测管表面。第八章”设置”讨论了信号增益、激励脉冲、平均次数与扫查区间等参数的确定方法。
BS 9690-2 第八章进一步规定设备校准要求:检测前应使用已知特征(如已知尺寸的人工缺陷或已知的焊缝反射)建立距离—幅度校正(DAC)曲线,确定噪声线与最大可用灵敏度线(见图 1)。校准结果应记录在检测报告中,以保证结果的可比性与可追溯性。
BS 9690-2 按执行顺序规定了完整流程:约定并记录信息 → 试验程序 → 设备校准 → 检测执行 → 结果初步解读 → 检测报告。在结果初步解读(第 10 章)中,标准要求将每个回波与特征信号地图对照,识别哪些是已知几何特征、哪些是需要关注的潜在缺陷,并按幅度与轴向位置排序,给出初步分级;第 11 章规定检测报告应包含:检测对象与目的、设备与设置参数、校准记录、扫查覆盖范围、发现的指示及其位置与等级、局限性说明与后续建议(如定点 UT 复验、开挖验证等)。