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GB T 33643-2022无损检测声发射泄漏检查方法.pdf

）声波的频散； d）声波的衰减。 声波的衰减受结构或管道内介质的影响，内部和外部存在液体会减弱可检测到的声信号，这种影响 取决于不同材料的声阻抗之比。由于多数液体的声衰减小，因此液体中的声波可用于长距离声发射源 的检测。

声发射技术为密闭设备的泄检测提供了多种可能，以下为主要应用对象： a) 压力容器； b) 管道及管道系统； c) 常压储罐； d) 锅炉蒸汽包； e） 锅炉管； f) 高压灭菌器； g） 热交换器； h) 密封装置； i) 阀门； j） 安全阀； k）泵； 真空系统。 力

DL/T 5461.5-2013 火力发电厂施工图设计文件内容深度规定 第5部分除灰渣.1从事声发射泄漏检测的单位应按本文件的要求制定检测工 开进行验证。 规桂应 至少包括以下内容： a） 检测目的及适用范围； b） 执行文件、法规； c) 人员资格； d) 检测设备器材：仪器主机、传感器、前置放大器、耦合剂、信号线、电缆线、检测数据采集和分析 软件等； e) 被检件的信息：几何形状与尺寸、材质、材料热处理状态、设计与运行参数； f) 检测覆盖范围及传感器阵列确定； g 被检件表面状态及传感器安装方式； h) 灵敏度测量、衰减测量和定位校准； i） 检测过程； j） 检测数据记录和在线显示； k) 定位程序； 数据分析和解释； m）检测结果的评价和处理； n 检测记录、报告和资料存档； 0） 编制、审核和批准人员； P） 编制日期。 2 检测工艺规程包括以下重要因素：

6.2检测工艺规程包括以下重要因素

c）判定泄漏使用的声发射信号参数和方法； d）人员技能要求（必要时）。 6.3检测工艺规程包括以下一般因素： a） 检测压力； b) 检测温度； 保压时间； d）验收准则； e）人员资格， 当重要因素发生变化时，

a） 检测压力； 检测温度； c) 保压时间； d）验收准则； e）人员资格。 当重要因素发生变化时，应 验证检测工

声发射传感器、前置放大器和系统主机每年至少进行一次校准。声发射传感器的校 B/T19800和GB/T19801的规定执行，其他部件的校准按仪器制造商规定的方法进行，其结果 于附录A的规定。仪器使用单位应制定校准作业指导书，校准结果应有相应记录和报告。

泄漏检测的最佳频率范围的选择取决于被检件，如流体类型、泄漏的压力差、泄漏率和传感器到源 距离等。常压储罐罐底板泄漏检测的推荐频率范围是20kHz～80kHz，高压管道泄漏检测的优选频率 为400kHz，低压管道（如供水管道）泄漏检测的频率通常选择5kHz或更低的频率。

7.3.2传感器的固定

传感器的固定方法受监测时间的影响。在铁磁性被检件上临时安装传感器时，磁夹具是首选的固 定工具。在被检件上永久性固定传感器时，可用金属夹或合适的粘贴耦合剂，将其固定或粘贴到被检件 上。在逐点巡检的情况下，可在短时间内（如数秒钟）用手持方式固定传感器。对于某些特殊环境下，可 采用空气耦合的方式来进行信号采集。

检测可选用无源传感器或具有合适带宽的声波探测元件与前置放大器集成一体化的传感器。如需 将传感器浸人液体中，应选用浸人式传感器，传感器的外壳防护等级应至少达到GB/T4208规定的 IP68等级。传感器及其他浸人式附件应牢固固定以适应液体最大可能的压力。对于有防爆要求的现 场，传感器或整套检测装置应满足现场防爆要求，

7.4.1单通道声发射仪

单通道声发射仪通常用于逐点检测的模式，在被检件上分别对感兴趣的区域进行移动检测。

7.4.2多通道声发射仪

多通道声发射仪主要用于大型结构件的检测，在检测过程中各个传感器位置固定，可采用8.7.2规 定的定位方法进行泄漏定位。 连续远程结构健康监测，如核电站管道网络的泄漏监测，通常采用固定安装的多通道声发射仪 配置。

对于简单的仪器，可连续测量平均信号电平ASL值（一定时间内AE信号电平的对数均值）和/或 有效值电压RMS值（一定时间内AE信号电压的均方根值）和/或在一定时间内的幅度峰值，并显示 结果。 对于较高性能的仪器，每个通道随着时间变化的结果可以数学或图形的形式显示，可与静态的或计 算的报警值相比较，达到报警条件自动触发报警。 更高性能的仪器也可获取并存储波形数据，利用△t测量或互相关法来确定时差进行泄漏源定位

7.6泄漏声发射模拟源

可使用人工泄漏噪声源作为泄漏声发射模拟源对声发射检测系统进行验证。 人工泄漏噪声源可使用空气喷射装置或带有钻孔的试块产生，或管道通过受控的气流或液体流，用 于确定模拟源幅度对模拟源流量的依赖程度以及在距发射器一定距离处测量的幅度。 可重复性良好的人工泄漏噪声源可使用信号发生器产生电子白噪声或一定频率的正弦波激励传感 器产生的声信号，用于系统周期性验证，

资料审查应包括以下内容： a）设备制造文件资料：竣工的整体结构图和重要部件结构图等； b）设备运行记录资料：开停车情况、运行参数、工作介质、载荷变化情况以及运行中出现的异常情 况等； c）检验资料：历次检验报告； d）其他资料：修理和改造的文件资料等

在勘察现场时，应找出可能出现的噪声源，如脚手架的摩擦、内部或外部附件的移动、电磁干扰、 动和流体流动等。应排除噪声源，否则应进行记录

8.1.3检测方案的制定

a）检测条件的确定：根据现场情况确定检测条件，建立检测人员和加压控制人员的联络方式； b）传感器阵列的确定：根据被检件几何尺寸及泄漏检测选用方法，确定传感器布置的阵列。如 特殊要求，相邻传感器之间的间距应接近：

c）确定加压程序：根据检测选用的声发射仪器、检测方法及被检件实际条件，确定加压与保 程序和时间

传感器的安装应满足以下要求： a）按照确定的传感器阵列在被检件上确定传感器安装的具体位置，整体检测时，传感器的安装部 位尽量远离人孔、接管、法兰、支座、支柱、垫板和焊缝部位；局部检测时，被检测部位应位于传 感器阵列中间； b）对传感器的安装部位进行表面处理，使其表面平整并露出金属光泽；可保留表面光滑致密的保 护层，但应测量保护层对声发射信号的衰减； c）在传感器的安装部位涂上耦合剂，耦合剂应采用声耦合性能良好的材料，推荐采用真空脂、凡 士林、黄油等材料，选用耦合剂的使用温度等级应与被检件表面温度相匹配； d）将传感器压在被检件的表面，使传感器与被检件表面达到良好的声耦合状态； e）采用磁夹具、胶带纸或其他方式将传感器牢固固定在被检件上，并保持传感器与被检件和固定 装置的绝缘； 对于低温或高温设备的检测，可采用波导杆来改善传感器的耦合温度，但应测量波导杆对声发 射信号衰减和定位特性的影响； g）对于埋地管道内部泄漏检测使用的管道内检测器，声发射传感器安装在管道内检测器上跟随 其运动进行检测（见附录B）。根据管道内部的编码器和外部的定位标记，可确定管道泄漏点 的位置，

8.3声发射检测系统的调试

将已安装的传感器与前置放大器 开机预热至系统稳定工作状态，对声发 8.3.5的规定依次对系统进行调试。

8.3.2通道灵敏度测试

在检测开始之前和结束 个通道进行模拟源声发射幅值 向应测试，每个通道响应的幅度值与所有 均幅度值之差不应大于士4dB。如系统主机有自动 传感器测试功能，检测结束后 数度测试

应进行与声发射检测条件相同的衰减特性测量。衰减测量应选择远离人孔和接管等结构不连续的 部位，使用模拟源进行测量，模拟源应满足7.6的规定。如果已有检测条件相同的衰减特性数据，可不 再进行衰减特性测量，但应把该衰减特性数据在本次检测记录和报告中注明，

GB/T336432022

8.3.5背景噪声的测试和识别

背景噪声包括环境噪声和检测过程的噪声。 环境噪声包括天气条件、道路交通、铁路、飞机、鸟类等产生的噪声。通过降低门槛电压来测量每个 通道的背景噪声，如果背景噪声接近或大于所被检件介质泄漏产生的声发射信号强度，应设法消除背景 噪声的干扰，否则不宜进行声发射泄漏检测。可增加一个护卫传感器监测空气传播的噪声（声在水下环 境传播），用于识别和忽略环境噪声的影响。 检测过程的噪声由被测件工作环境产生，包括机械噪声、电气噪声、设备内液体流动噪声等。可通 过选择合适的检测时间、隔离噪声源或使用滤波器等方法来消除或降低噪声的影响。

泄漏检测在传感器不同的位置直接测量RMS或ASL值，如发现存在泄漏的位置，可通过采用升 高或降低压力的方法测量RMS或ASL值的变化来验证泄漏的发生。 对于泄漏难以确认的情况，可增加以下特征参数的测量： a）到达时间； b）波形； c）频率(频谱）； d)其他输入参数(如温度)

数据采集在巡检模式下以单一参数（如RMS，ASL或峰值）通过进行逐点测量来发现和确定泄漏 点。如仪器允许，应储存所有点的检测数据。 检测仪器如具备条件，应增加更多的参数，连续或周期性记录必要的检测数据。 检测数据采集的持续时间应考虑背景噪声的测量值及其浮动范围。

8.6检测数据显示和分析

8.6.1检测数据直接数值显示和分析

8.6.2参数相关的历程图显示和分析

系统可将检测数据与检测时间、压力或温度等相关参量以历程图的方式进行显示。

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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，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。

GB/T33643—2022

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

GB/T336432022

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FZ/T 72002-2019 毛条喂入式针织人造毛皮，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GB/T 28816-2012 燃料电池 术语，说明疏水阀被阻塞，且不能从系统中除 疑水。