1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 25.220.99 Z730714810經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 93 年 4 月 20 日 年月日 (共 4 頁 )管線被覆缺陷(針孔)測定法 Methods of test for holiday detection in pipeline coatings 1. 適用範圍 1.1 本標準規定管線被覆缺陷測定之儀器及程序。 1.2 方法 A 在使用自來水及小於 100 伏特的直流電壓下，適用於檢測被覆膜厚為0.0254mm 至 0.254mm(1 到 10mil
2、s)薄膜被覆的針孔及孔洞。若在水中加入濕潤劑則有效的檢測被覆膜厚可達 0.508mm(20mils)。但此法不能用來檢測被覆膜的薄點，甚至薄到 0.635mm(0.025mils)的薄點都無法偵測到。由於使用相當低的電壓，可視為非破壞性檢測。 1.3 方法 B 適用於檢測管線被覆的針孔及孔洞。由於使用較高的電壓，所以可以用來偵測被覆膜厚度不足的薄點。此法可用在任何厚度的管線被覆，使用的電壓為 900 至 20000 伏特的直流電。由於使用的高電壓常會破壞薄點上的被覆膜，可視為破壞性檢測。 1.4 本標準未規定與安全相關之事項，若有需要，由使用者訂定之。使用者有責任在事先建立安全與維護健康之作業
3、程序及應用管制等之規則。 備考：本標準使用 SI 國際單位制，其數據到小數點後三位有效數字。括號內的數值僅供參考。 2. 名詞定義 2.1 Holiday：被覆缺陷，俗稱針孔。鋼管被覆膜或波狀鋼管上預塗高分子薄膜上的一些小缺陷或針孔，其可讓電流穿透流失。 2.2 mil： 1mil=0.001 吋 3. 特定名詞定義 3.1 缺陷偵測儀 (holiday detector)：一種高感度的電子儀器，用以檢測 被覆膜上肉眼不容易看到之缺陷，如針孔或孔洞以及被覆膜厚度不足的薄點。這儀器一向使用於在低電阻材料 (如鋼管 )表面上被覆較高電阻被覆材料的檢測。 3.2 管線被覆：相對高電阻的被覆材料被覆於
4、相對低電阻管線 (如鋼管 )的表面。 4. 測定方法 4.1 下述兩種方法均利用透過鋼管被覆膜造成的電流導通，電流導通的形成主要是由於被覆膜上的缺陷；或金屬顆粒造成的低電阻途徑；或膜厚不足造成薄點等原因。當形成電流導通時，將產生警報，告知缺陷所在。 4.2 方法 A：工作電壓為 100 伏特以下的直流電。 4.3 方法 B：工作電壓為 900 至 20000 伏特的直流電。 5. 主要用途 2 CNS 14810, Z 7307 5.1 方法 A：為一種快速及安全之方法。適用於檢測被覆膜上之針孔、孔洞或金屬突出顆粒。惟不適用於被覆膜厚不足之薄點。 5.2 方法 B：適用於檢測被覆膜上之針孔、孔
5、洞或金屬突出顆粒、被覆膜厚不足之薄點。本方法亦適用於品質管理上最小膜厚及孔洞缺陷的驗證。 6. 儀器 6.1 低電壓缺陷偵測儀：其設備組成為一個 100 伏特以下之直流電源 (如電池 )；一個浸濕導電液 (如自來水 )的海綿纖維探測電極；一個對金屬底材上高電阻被覆缺陷能自動發出訊號的顯示器；而偵測儀與低電阻金屬表面則連接有接地線。 6.2 高電壓缺陷偵測儀：其設備組成為一個 900 至 20000 伏特直流電源；一個由金屬刷與彈簧線圈或可沿著管線被覆移動的導電矽電極組成的探測電極；一個對金屬底材上高電阻被覆缺陷能自動發出訊號的顯示器；而偵測儀與低電阻金屬表面則連接有接地線。 6.3 可讀取峰頂
6、或頂點讀數的伏特計：為一種伏特計能偵測到單一脈衝，並保持足夠長時間讓儀表迴路顯示出來。 7. 藥劑與材料：純自來水或摻有濕潤劑的自來水。 備考：檢測之被覆膜厚在 0.254mm(10mils)以下時，用一般的自來水即可濕潤海綿電極。膜厚超過 0.254mm(10mils)至 0.508mm(20mils)時，建議於水中加入非肥皂系的濕潤劑讓液體能加速滲透入針孔的缺陷中。 8. 測試試片：試片須為具代表性長度之被覆鋼管或高分子預塗之波狀鋼管。 9. 儀器的標準化 9.1 有關儀器電壓之輸出，須使用可讀取峰頂或頂點讀數之伏特計，並依製造廠商之說明書予以標準化。通常檢測方法 B 較需要作此標準化，因
7、為其每次檢測之電壓都可能不同，惟方法 A 的電壓確認亦可予以標準化。 9.2 低電壓缺陷偵測儀的靈敏度須予以標準化，其作業方式為利用一個跨置在兩端點的電阻，當一個 1/2 瓦 (W)功率的電壓通過時，警報器就會作用。一般製造廠商的靈敏度設定是 100000 (歐姆 )。大部分裝置的靈敏度都可以這種手法重新設定成預定值。 10. 方法 A 之檢測程序 10.1 使用第 6.1 節所規定的低電壓缺陷偵測儀。 10.2 依照製造廠商之說明書，組裝連接棒及電極接地線連接到金屬表面。 10.3 把電極夾裝在連接棒上，將海綿電極用自來水浸濕，放在電極夾上。用螺絲將夾子鎖緊，直至夾子深入海綿電極為止。把接地
8、線及連接棒接到偵測儀上。將接地線夾在待測金屬的某一裸露點，然後將電極接觸金屬表面的另一裸露點，注意有警報會響起。這時候將潮濕海綿電極在被覆面來回移動準備偵測。如果有一個缺陷引起警報器響起，可以用電極頂端搜尋到缺陷的正確點。 10.4 海綿電極和金屬表面間的電壓視所被覆的材料而定，但不應超過 100 伏特直流電壓，將偵測儀置放在正常操作位置，就可以測得海綿電極和被覆金屬間的電壓。 3 CNS 14810, Z 7307 10.5 測試前必須先確認被覆面是乾燥的，若環境會在 表面形成電解質如鹽水噴霧時，測試前必須將被覆表面用清水洗淨並待其乾燥。注意電解質要遠離裁切裸露處或切邊處至少 12.7mm(
9、1/2 吋 )。 10.6 低電壓缺陷偵測儀不適用於檢測膜厚超過 0.508mm(20mils)的管線被覆，也不能用來偵測管線塗裝上膜厚不足的薄點。 11. 方法 B 之檢測程序 11.1 使用高電壓缺陷偵測儀。 11.2 用最小膜厚 (mm 或 mils)乘以該被覆材料每 mm(或 mils)的介電破壞電壓 (1)即可決定所需要的測試電壓。 註 (1) 該被覆材料每 mm(或 mils)的介電破壞電壓可以下列試驗測得：在已知膜厚的被覆膜上用缺陷偵測儀增加電壓至偵測儀的警報響起，將該點的電壓除以已知的膜厚即得到每 mm(或 mils)的電壓值。也可以從大部分製造廠商的資料中獲得。 11.2.1
10、 另一決定測試電壓的替代方法為依膜厚不同，以下列方程式來擇一決定。 (1) 膜厚為小於 1.016mm(40mils)時， V M Tc (1) V：測試電壓 (V) Tc：被覆膜厚度 (mm 或 mils) M 3294(Tc 採用 mm)或 M 525 (Tc 採用 mils) (2) 膜厚為大於 1.041mm(41mils)時： V K Tc (2) V：測試電壓 (V) Tc：被覆膜厚度 (mm 或 mils) K 7843(Tc 採用 mm)或 K 1250(Tc 採用 mils) 11.2.2 以上公式所預測的是穿越與被覆膜等厚的空 氣間隙所需的電壓，所以可適用於對檢測被覆膜上的
11、孔洞 (voids)、針孔及膜厚不足的薄點，但不適用於作為控制被覆厚度的品質工具。 11.3 將接地線接在管線表面的裸露金屬點使試片接地，並將接地線的另一端接在缺陷偵測儀上。依照廠商的建議使用金屬線圈刷或導電矽電極組成搜尋電極，把搜尋電極插在偵測儀上並開機。 11.3.1 警告：由於採用高電壓，所以儀器開機時， 不要接觸到接地線及電極的金屬部分。 11.4 此時，以電極掃過試片開始操作偵測儀，當通過孔洞、針孔或被覆膜厚未達最低膜厚時，偵測儀上的警報器就會響起。當警報器響起時，可利用電極的移動再定位，觀察火花的跳躍來確定針孔的區域。 11.5 由於被覆膜表面的乾燥對高電壓檢測相當關鍵。因此檢測前
12、應先檢查，注意電 4 CNS 14810, Z 7307 極與任何裁切裸露處或切邊處應保持至少 12.7mm(1/2 吋 )的距離。 12. 報告：報告必須包含下列項目 (參照表 1) (1) 試片的確認，包括被覆材料的名稱、代號 ，管線的直徑、來源，生產日期以及產品的批號等 (可參考 ASTM A742 Specification for steel sheet, metallic coated and polymer precoated for corrugated steel pipe 報告作確認 )。 (2) 所使用儀器的名稱及種類，標準化方法，使用方法 A 或方法 B。 (3) 如果
13、是使用方法 B，必須註明測試電壓，計算電壓的方法及該樣品所能容許的最小膜厚 (mm 或 mils)。 表1 方法 A及方法 B檢測數據表(參考之格式) 管線被覆之缺陷測定 測試儀器的種類及製造廠商 報告號碼 被覆材料製造廠商 頁數 之 被覆材料 生產日期 生產批號 施工者 被覆膜厚度 測試電阻 管線直徑 樣品 mm mils 偵測電壓 測試方法ohms 被覆缺陷數mm in. 13. 正確性 13.1 數據只限於取樣前後附近生產之成品才具正確性，因為這些成品的表面狀況及被覆材料可視為一致。若非取樣前後附近的成品或取自不同管件，則其樣品可能具有不同的製程條件。 13.2 重現性：當同一個操作者使用不同的儀器，在相同的樣品上重複量測，允許有5%的誤差。 13.3 再現性：不同的操作者使用相同的儀器，設定相 同的電壓並且檢驗相同的樣品，彼此間所獲得的結果平均值允許有 10%的誤差。 14. 關鍵字 14.1 被覆缺陷 (holidays)；被覆缺陷偵測儀 (holiday detector)；管線 (piping)；針孔(pinhole)；濕式海綿偵測儀 (wet sponge detector)。 相關標準： ASTM G 62-1995 Standard test method for holiday detection in pipeline coationgs
