《聚乙烯管道及熱熔接頭微波檢測方法》

團體標準

T/CASEIXXX-XXXX

聚乙烯管道及熱熔接頭微波檢測方法

Non-destructivetesting—Microwavetestmethodforpolyethylenepipesandhotmeltjoints

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國特種設(shè)備檢驗協(xié)會發(fā)布

T/CASEIXXX—XXXX

聚乙烯管道及熱熔接頭微波檢測方法

1范圍

本文件適用于管道外徑100mm~630mm、公稱壁厚12mm~100mm的聚乙烯管道本體及熱熔接頭檢測。

本文件不適用于聚乙烯管道電熔接頭的檢測。

對于其他非金屬材料和非極性復合材料，可參照執(zhí)行，但應(yīng)考慮微波介電常數(shù)變化。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文

件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適

用于本文件。

GB/T6111《流體輸送用熱塑性塑料管道系統(tǒng)耐內(nèi)壓性能的測定》

GB11533《標準對數(shù)視力表》

GB15558.2《燃氣用埋地聚乙烯管道系統(tǒng)第2部分:管件》

GB/T19278《熱塑性塑料管材、管件與閥門通用術(shù)語及其定義》

ASMED3350《聚乙烯塑料管及配件材料規(guī)范》

3術(shù)語和定義

3.1GB15558.2、GB/T19278界定的術(shù)語和定義適用于本文件

3.2冷焊coldwelding

由于焊接輸入熱量不足使得熱熔接頭中管材和管件界而上的分子未能擴散編結(jié)成充分地擴散纏結(jié)

面導致強度不足的缺陷。

3.3過焊overwelding

由于焊接輸入熱量過多，導致接頭材料降解等，并使得熔合區(qū)域粘結(jié)性能下降的缺陷。

3.4E平面Eplane

線性極向天線中，平行于電場的平面，與H平面垂直。

3.5H平面Hplane

線性極向天線中，平行于磁場的平面，與E平面垂直。

3.6Z方向Zdirection

同電場和磁場振動方向垂直的方向。

3.7微波換能器microwavetransducer

產(chǎn)生在微波頻率范圍（1-100GHz）內(nèi)的電磁場的電子器件。

3.8微波探頭microwaveprobe

1

T/CASEIXXX—2023

一個帶有波導或其他微波天線的微波傳感器。

3.9信噪比signaltonoiseratio(SNR)

信號與噪聲平均強度的比值。

3.10電子校準件electroniccalibrator

一種用于校準微波電路和儀器的設(shè)備，由一組精確的電路元件組成。一般包括：開路、短路、負

載和傳輸線等。

4人員資格

4.1從事聚乙烯管道微波檢測的人員必須經(jīng)過培訓，掌握微波檢測相關(guān)基礎(chǔ)知識，熟悉微波

檢測的基本原理，熟悉檢測設(shè)備的操作、校準，掌握檢測數(shù)據(jù)的分析方法，具有實際現(xiàn)場檢測經(jīng)

驗。

4.2檢測人員未經(jīng)矯正或經(jīng)矯正的近（距）視力和遠（距）視力應(yīng)不低于5.0（小數(shù)記錄值

為1.0），測試方法應(yīng)符合GB/T11533的規(guī)定且一年檢查一次，不得有色盲。

4.3檢測人員有責任保證檢測方法有效實施，有權(quán)拒絕不符合本標準規(guī)定的工況條件下的檢

測工作。

5檢測工藝規(guī)程

5.1通用檢測工藝規(guī)程

從事聚乙烯管道及熱熔接頭微波檢測的單位，應(yīng)按本標準的要求制定通用檢測工藝規(guī)程，其

內(nèi)容至少應(yīng)包括如下要素:

a.工藝規(guī)程版本號；

b.適用范圍；

c.依據(jù)的標準、法規(guī)或其他技術(shù)文件；

d.檢測人員資格要求；

e.檢測設(shè)備和器材；

f.被檢產(chǎn)品信息及檢測前的準備要求；

g.檢測時機；

h.檢測方法和檢測步驟；

i.檢測的標記和原始數(shù)據(jù)記錄要求；

j.檢測結(jié)果的評價及處理方式；

k.檢測記錄、報告和資料存檔；

l.編制(級別)、審核(級別)和批準人

m.制定日期

2

T/CASEIXXX—XXXX

5.2檢測作業(yè)指導書或工藝卡

對于每個檢測工程或每個被檢構(gòu)件,應(yīng)根據(jù)使用的儀器和現(xiàn)場實際情況,按照通用檢測工藝規(guī)

程來編制微波檢測作業(yè)指導書或工藝卡,確定微波檢測的部位和表面條件。檢測部位應(yīng)避免內(nèi)部或

外部附件的影響，同時對每個被檢構(gòu)件進行測繪，畫出被檢構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖。

6設(shè)備要求

6.1檢測儀器應(yīng)至少包括：微波檢測儀、探頭和掃描裝置

6.2微波檢測儀

應(yīng)使用單頻或掃頻微波檢測儀，所選的頻率范圍應(yīng)能夠滿足標準試樣檢測需求。

6.3探頭

6.3.1探頭到被測材料的距離和方向應(yīng)能夠調(diào)整以適應(yīng)表面不平整、傾斜等產(chǎn)生的噪聲，

達到合適的信噪比（S/N），用于檢測所需的缺陷。

6.3.2探頭帶寬應(yīng)覆蓋微波檢測儀所需頻帶。

6.4微波檢測儀、探頭和掃描裝置的綜合性能

6.4.1儀器和探頭的組合性能應(yīng)可檢測標準試樣最小缺陷，檢測的信噪比不低于1.5；

6.4.2應(yīng)確保掃描方向沿管道軸向（Y方向），步進方向為周向（X方向）；

圖1管道掃描示意圖

6.4.3根據(jù)探頭聚焦面積、所用微波頻段，選擇合適的步進速度和步長，在不犧牲信噪比的

情況下保證合理的總掃描時間。

注：通常情況下，掃描步長為2-15mm；步進步長2.5-15mm，最大步長不超過15mm。

6.4.4定期校準掃描裝置編碼器位置，并在檢測開始前對其進行驗證，校準和驗證的結(jié)果應(yīng)

精確到總掃描長度的1%或10mm（取較低值）。

6.5根據(jù)檢測方法需求，必要時，應(yīng)使用表面處理設(shè)備，保證被測材料表面平整。

7試塊

7.1試塊包括：標準試塊和對比試塊

7.2標準試塊

帶有人工缺陷的標準聚乙烯直管段，用于校準微波檢測設(shè)備。

3

T/CASEIXXX—2023

7.2.1采用與待檢查直管段具有相同公稱直徑、壁厚、材料和表面光潔度的直管段制備。

7.2.2標準試塊的長度應(yīng)不低于600mm，便于安裝掃描裝置。

7.2.3標準試塊可以被縱向剖開，在內(nèi)表面制備預制缺陷，然后使用機械連接。

7.2.4標準試塊上預制的人工缺陷應(yīng)充分分隔，間隔不少于四個管壁標稱厚度(t)。

7.2.5預制的人工缺陷尺寸(包括半徑和深度)可根據(jù)實際工況預估，至少應(yīng)包括一組深度不

超過壁厚的50%，最小尺寸為Φ3mm的鉆孔；

7.2.6標準試塊應(yīng)無不連續(xù)或其他可能產(chǎn)生干擾檢測的缺陷。

7.3對比試塊

帶有人工缺陷的標準對接熔接接頭，用于評定微波檢測設(shè)備和工藝是否符合本次檢測需求。

7.3.1應(yīng)與被檢對象具有相同材料、公稱直徑、標準尺寸以及表面光潔度的試塊。如果被檢

試塊是一系列尺寸和厚度的管道，則需要多個對比試塊。每個對比試塊厚度必須與被檢試塊厚度

偏差為±10%以內(nèi)。

7.3.2拉伸試樣應(yīng)包括無缺陷接頭和包含模擬冷焊、過焊、接頭污染、夾雜以及可能會影響

熔接質(zhì)量的其他缺陷的接頭。

7.3.3對比試塊應(yīng)采用與被檢接頭相同的熔合程序和方法，可以修改熔合程序來制備各類缺

陷。

7.3.4對比試塊中心線兩側(cè)的長度不低于450mm。

7.3.5對比試塊中應(yīng)包括至少一種標準工藝制備的樣本。

7.3.6同一種缺陷應(yīng)有多個對比試塊，其中一部分用于確定驗收標準的要求，另一部分用于

驗證檢測工藝。

8檢測程序

8.1資料審查：了解被檢工件檢測部位材質(zhì)、公稱直徑、標準尺寸比和熔接程序。

8.2現(xiàn)場實測被檢工件檢測部位壁厚，確定其形態(tài)和位置。必要時，應(yīng)使用專用工具從被檢

接頭外表面去除焊道。避免在接頭和/或管道中產(chǎn)生劃痕或鑿痕。

注：采用寬頻掃描檢測時，可不去除外焊道。

8.3檢測面探頭移動區(qū)應(yīng)清除凸起或雜物、污垢、油脂、油漆或其他可能影響微波傳播的雜

質(zhì)。

8.4根據(jù)檢測方法需要，必要時，應(yīng)保持檢測表面平整，如：去除焊道。不對表面不規(guī)則形

貌進行處理時，表面的不規(guī)則狀態(tài)不應(yīng)影響檢測結(jié)果的有效性。表面處理工藝應(yīng)符合業(yè)主方要求。

4

T/CASEIXXX—XXXX

圖2檢測程序示意圖

8.5儀器校準

8.5.1每次檢測開始前、檢測完成后、以及設(shè)備連續(xù)運行至少每4小時都應(yīng)對設(shè)備進行校準。

8.5.2設(shè)備校準可使用7.2節(jié)中規(guī)定的標準試塊，也可使用設(shè)備自帶的電子校準件進行校準。

8.5.3當使用電子校準件校準時，應(yīng)至少半年一次使用標準試塊進行校準。

8.5.4使用標準試塊進行校準時，宜首先使用電子校準件校準。

8.5.5使用標準試塊進行校準時，校準過程應(yīng)調(diào)整設(shè)備參數(shù)，使熔合區(qū)域的信噪比滿足檢測

需求。校準后的儀器應(yīng)能夠從所有試塊中鑒別出標準工藝試塊，并檢測到所有人工缺陷，虛假報

警不超過5%。如果設(shè)備校準后無法達到使用要求，則必須停止使用。

8.6確定驗收標準

8.6.1在確定檢測工藝前應(yīng)首先確定驗收標準，并保證檢測工藝驗證的試塊覆蓋驗收評價的

最低要求。

8.6.2使用7.3節(jié)中所述用于確定驗收標準的對比試塊，進行力學測試；并根據(jù)其力學性能

將用于檢測工藝驗證分為缺陷可接受試塊和不可接受試塊。力學測試應(yīng)至少包括靜液壓強度試驗

和拉伸試驗，拉伸試驗參考GB/T19810標準執(zhí)行，靜液壓強度實驗參考GB/T6111標準執(zhí)行。

8.6.3應(yīng)根據(jù)8.6.2結(jié)果，針對不同規(guī)格管道中不同的損傷類型、損傷程度和損傷尺寸等，

由多方統(tǒng)一商定驗收標準。

8.7檢測工藝的制定

5

T/CASEIXXX—2023

8.7.1微波檢測程序在使用前應(yīng)進行工藝驗證，驗證方式可使用8.6節(jié)中確定的不可接受缺

陷作為對比試塊，進行“盲檢”。如果能夠檢測到所有不可接受缺陷，且虛假報警不超過5%，則

檢測程序應(yīng)被認為滿足需求。

8.7.2記錄并保存含有缺陷對比試塊和無缺陷對比試塊的儀器響應(yīng)水平，用于檢測結(jié)果的評

價。

8.7.3需要對部分或全部檢測樣品進行拉伸試驗，根據(jù)拉伸試驗結(jié)果、結(jié)構(gòu)分析提出檢測結(jié)

果評價方法。

8.8檢測程序

8.8.1儀器

采用7.5節(jié)校準后的儀器設(shè)置和機械運動對被檢件進行檢測。

8.8.2接頭檢測

8.8.2.1選擇合適的提離高度，通過360度圓周檢查接頭，分別沿管道軸向（Y方向）、圓

周方向（X方向）進行二維掃描。

8.8.2.2選擇合適的掃描區(qū)域，應(yīng)使熔合中心線大約位于整個掃描路線的中間位置，總掃描

長度應(yīng)不低于4倍壁厚，或者熔合中心線兩側(cè)掃描長度應(yīng)不低于2倍壁厚。

8.8.2.3選擇合適的掃描速度，在不犧牲信噪比的情況下保證合理的總掃描時間。

8.8.2.4檢測完成后，應(yīng)將數(shù)據(jù)保存并記錄；生成的圖像應(yīng)以灰度圖和彩色圖顯示。如果某

些區(qū)域無法掃描，則應(yīng)記錄下來。

8.8.3缺陷評定

8.8.3.1根據(jù)工藝制定過程中記錄的含有缺陷接頭和標準接頭的儀器響應(yīng)水平，對檢測接頭

進行分析。發(fā)現(xiàn)的任何缺陷都應(yīng)在檢測報告中注明。

8.8.3.2應(yīng)根據(jù)8.6.3確定的驗收標準進行評價，超過驗收標準的接頭應(yīng)被記錄為“失效”

接頭。

9相關(guān)技術(shù)記錄報告

9.1檢測記錄

應(yīng)按檢測工藝規(guī)程的要求記錄檢測數(shù)據(jù)和有關(guān)信息，除此之外，還應(yīng)至少包括檢測報告中的

內(nèi)容；所有記錄的保存應(yīng)符合有關(guān)法規(guī)、標準和（或）合同的要求。

9.2檢測報告

檢測報告至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：

a.委托單位、報告編號；

b.檢測單位；

6

T/CASEIXXX—XXXX

c.被檢測管道規(guī)格、幾何尺寸、介質(zhì)和使用年限、材料牌號、公稱厚度、表面狀態(tài)、制造單

位；

d.檢測位置；

e.執(zhí)行標準、對比標準；

f.檢測儀器名稱、型號；

g.校準和對比試件的材料、尺寸、缺陷的形狀；

h.校準和對比試件結(jié)果；

i.檢測結(jié)果；

j.驗收準則和檢測結(jié)論；

k.可能影響檢測結(jié)果的任何表面缺陷細節(jié)。

l.檢測日期、檢測人員和審核人簽字及資質(zhì)。

7

《聚乙烯管道及熱熔接頭微波檢測方法》編制說明

1工作簡況

1.1任務(wù)來源

《聚乙烯管道及熱熔接頭微波檢測方法》團體標準以質(zhì)檢公益性行業(yè)科研專項項目“特

種設(shè)備用典型非金屬材料太赫茲響應(yīng)特性研究”的相關(guān)成果為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)場檢測實踐經(jīng)驗

制定。由中國特種設(shè)備檢驗協(xié)會批準立項，立項號2023009。該標準由中國特種設(shè)備檢測研

究院牽頭起草。

1.2起草單位

略。

1.3主要起草人及其所承擔工作的簡要說明

略。

2編制原則和主要內(nèi)容

2.1編制原則

1）標準的編寫格式按國家標準GB/T1.1-2009《標準化工作導則第一部分：標準的結(jié)構(gòu)

和編寫規(guī)則》和GB/T20001.4《標準編寫規(guī)則第4部分：試驗方法標準》的規(guī)定和要求進

行編寫；

2）本標準以中國特種設(shè)備檢測研究院科研成果為基礎(chǔ)，進行綜合凝練，以保證標準的

先進水平。

3）以科研成果為基礎(chǔ)，充分考慮工程試應(yīng)用的結(jié)果，以保證標準的適用性；

4）充分考慮我國對聚乙烯燃氣管道安全監(jiān)察的總體要求、我國當代社會價值取向、管

道失效模式及特點、我國企業(yè)技術(shù)、經(jīng)濟、管理水平和人員素質(zhì)；

5）為政府安全監(jiān)察和企業(yè)安全管理提供技術(shù)支撐；

6）滿足標準的科學性、先進性、有效性原則，為我國聚乙烯燃氣管道及熱熔接頭的探

測方法提供新方法新技術(shù)的選擇。

2.2標準主要內(nèi)容說明

本標準給出聚乙烯管道及熱熔接頭微波檢測方法，由9個章節(jié)組成，包括：范圍、依據(jù)

和對比標準、術(shù)語、人員資格、檢測工藝規(guī)程、設(shè)備要求、試塊、檢測程序和相關(guān)技術(shù)記錄

報告。

本標準是首次制訂，核心的技術(shù)內(nèi)容包括：微波檢測工藝規(guī)程、設(shè)備要求、校準試塊要

求、檢測程序、缺陷判定。

1）確定本標準的適用范圍

1.1本文件規(guī)定了聚乙烯燃氣管道本體及熱熔接頭的管道外徑和公稱壁厚要求。

1.2本文件不適用于聚乙烯管道電熔接頭的檢測。

1.3其他非金屬材料和非極性復合材料，可參照執(zhí)行，但應(yīng)考慮微波介電常數(shù)變化。

2）人員資格

主要規(guī)定了微波檢測人員資格的基本要求。

3）檢測工藝規(guī)程

規(guī)定了聚乙烯燃氣管道及熱熔接頭通用檢測工藝規(guī)程和檢測作業(yè)指導書的基本要求。

4）設(shè)備要求

規(guī)定了微波檢測儀器的具體要求。

5）試塊

規(guī)定了標準試塊和對比試塊的具體要求。

6）檢測程序

本章規(guī)定了微波檢測程序、驗收標準和缺陷評定的要求。

7）相關(guān)技術(shù)記錄報告

對記錄和報告進行了要求。

3綜述報告及預期經(jīng)濟效果

我國對PE管材的開發(fā)和推廣應(yīng)用始于20世紀80年代，目前產(chǎn)品主要用于農(nóng)田排灌管、

帶電線電纜套管、工業(yè)用水管、燃氣管等，進入90年代又相繼開發(fā)生產(chǎn)出一些特殊用途的

聚乙烯管材，如交聯(lián)聚乙烯管、鋁塑復合管等，并于2000年通訊行業(yè)開始大力推廣使用高

密度聚乙烯硅管。1998年我國PE管材的總消費量約為20萬噸/年，其中室外給水管材占35%

左右，其余為農(nóng)業(yè)水管以及工業(yè)水管等。

我國最早使用管輸送燃氣的城市是上海，1982~1983年進行了部分區(qū)域性試驗，總長度

為440m，1992年把運行10年的PE管挖出，進行性能測定，得出“使用10年的PE管材的

力學性能、耐化學藥品性及短期靜水壓性能都變化不大，其有關(guān)指標仍能滿足對新管材的要

求”這一結(jié)論。1991~1993年由無錫、深圳、成都廣州和上海對外徑32~160mm的PE管進

行了應(yīng)用試點，積累了PE管的實際應(yīng)用經(jīng)驗。而后幾年間，全國各地許多城市都不同程度

地采用了PE管道輸送燃氣，工程運行情況良好。有關(guān)PE燃氣管道規(guī)范的推出，更使PE管

材的應(yīng)用得到較快發(fā)展，已呈現(xiàn)出取代金屬管道的趨勢。

目前PE燃氣管道已作為壓力管道的一種普遍應(yīng)用在城鎮(zhèn)燃氣建設(shè)中。然而城鎮(zhèn)PE燃氣

管輸送的介質(zhì)易燃易爆，且安裝在城鎮(zhèn)下面，影響安全因素眾多，稍有不慎，可能導致人員

傷亡和財產(chǎn)損失，甚至引發(fā)二次災(zāi)害，對社會經(jīng)濟和居民人身安全造成嚴重的損失和傷害。

如何確保PE管道系統(tǒng)的安全有效運行至關(guān)重要。國內(nèi)對于PE燃氣管道檢驗與評價技術(shù)研究

也才剛剛起步，經(jīng)驗極其匱乏，目前針對PE管道的檢驗檢測仍然存在漏點排查困難、管線

定位困難、失效機理不明等常見的技術(shù)難點，尚無對PE燃氣管道檢驗與評價的技術(shù)方法進

行系統(tǒng)性分析與總結(jié)的研究。對于在役PE燃氣管道的全面檢驗，雖然部分地區(qū)已出臺地方

標準，但目前尚未形成一套完整的標準體系。鑒于這種情況下，開展對PE管及其接頭檢測

方法和缺陷評定準則的研究，對于減少和防范管道焊縫失效安全事故的發(fā)生具有重要意義。

本標準為適應(yīng)國家有關(guān)法規(guī)、規(guī)章中關(guān)于聚乙烯燃氣管道焊縫無損檢測要求和評判依據(jù)，

提出對聚乙烯管道及熱熔接頭微波檢測方法的應(yīng)用。解決了長期困擾燃氣管道政府安全監(jiān)察