超声导波检测在压力管道检验中的应用

付强

浙江赛福特特种设备检测有限公司 浙江杭州 310000

摘要：超声控制波检测技术因其在不同管道检测中的独特优势，在许多行业得到了广泛的应用，作为一种新的检测技术，要了解、掌握和更好的实施它，就需要不断的经验和检测案例。

关键词：压力管；超声波检测

一个。超声波检测技术简介

1在复制过程中，如果遇到缺陷、异质性或结构改变的地方，脉冲玻片会沿着管壁并靠着管壁传回传感器，这种操作方法决定了超声导波检测技术的特点，也就是说，它能完全覆盖管壁并理解宽范围扫描的范围。

低频控制波从连接到管道的探头环中分离出来，该管道不需要液体耦合。为了保证探头压电芯片与管道表面的良好接触，探头后面的机械或气体排放物被丢弃，圆形方向的超声波传感器被均匀放置，使声波在管道轴线的中心对称传播。声传感器应均匀，影响控制波传播的主要因素是声波的频率和材料的厚度。在管壁截面发生变化的某一点上，不管是增大还是减小，一定量的能量都会反射回探头，从而使探头能够确定连续性。使反射的声波也是对称的；而在腐蚀区域，厚度的减小是对称的，从而导致固定在反射波上的入射声波的色散和转换方式，从而使波形与模移分量一起趋向于产生反射的声波。超声波检测系统可以分别检测、区分和显示对称波和弯曲波。

1.2.可控波检测设备

超声导波检测系统可以检测纵波、畸变波和多波，并可将其集中在每45o米处。在实际检测中，异常位置的检测通常用于检测多极体。它不仅能发射两种声波，还能接收相同或不同的声波，检测系统可根据不同管子的直径配备不同规格的电池。每个固定器上可以安装不同的多功能模块号。一般来说，模块的数量是八分之几，因此单元也被称为倍频程；每个模块可以安装3-5个传感器，通常是3个纵向和2个扭矩波传感器。为保证探头与管表面的耦合效果，系统默认扫描20-91khz至数十个频率，并自动选择像素和畸变波，这是基于检测结果的推荐频谱。

　　2实验室和现场试验应用

2.1实验室模拟管道

根据超声波导波试验的技术特点，在实验室制作了一段长度约为10米的管子，其中下水平管与两根1.5米和一根3米的管子焊接，两个弯管的中心与一根1.2米的轴线焊接，上横管段长度为1.5.m，端部覆盖法兰，人工缺陷主要是由于切脉（断面面积损失的3%和9%）和在孔内钻模拟管造成的。

2.2款对于实验室试验，扁平紧固件应放置在靠近模拟管下方水平管段末端的位置，以测试整个管。试验结果表明，圆形焊接波形与人工缺陷的位置与实际位置误差不大于10cm。焊接挠度曲线包含在试验结果的光谱风险中，人工缺陷1（面积损失值的3%）和人工缺陷2%（黑色DAC曲线和绿色DAC曲线）的峰值载荷（9%）分别较高。对人工缺陷特征峰的关注有助于谱风险评估缺陷在圆周方向的位置和长度。不同边界10cm的边界距离上的重叠，影响边界线峰值的位置和传输振幅的等效值的测量，传输振幅可能变化。

2.3现场试验应用

对公司天然气管道进行检查。检查前，应对附件两侧的环焊缝、弯头、支架、杆管、法兰面等已知特征点进行测量和记录，试验结果表明，环焊缝等已知特征点与波刷实际位置之间的缺陷符合使用要求，但是，控制波信号经过两个肘部（包括非90肘部）后，信号失真更为严重，除了已知特征峰后的特征峰外，可以预先确定为异常标志。异常点的位置应通过壁厚测量、超声波检测等常规检测手段进行彻底检查。检查结果表明，如果横截面面积的损失小于3%，则特征峰的等效值已超过黑点DAC曲线，即系统的检测灵敏度可能符合要求。为了进行分析，有必要根据10个频率确定适当的频谱。

3验证和试验内容

3.1宏观调控

管道宏观调控一般用于确定与天然气管道表面、保温层、涂层和涂层相关的金属构件的具体情况，并主要从客观上控制管道的挠度、振动和泄漏，检查是否存在安全隐患。宏观经济检查的主要目的是检查检查人员的视觉、触觉和听觉，看检查人员是否有问题或缺陷。对于不同环境下的管道，其控制效果也可达到规定的标准，如确定肉眼测量不确定度时，应通过放大镜和内窥镜进行附加观察，为了检查管道的膨胀是否异常甚至异常，必须检查管道的泄漏是否异常。以上是用于控制管道的宏观控制方法，也是使用时间最长的直接验证方法。

3.2管壁厚度测量

由于管道内输送介质和管道外环境的影响，管道可能会生锈变薄，可通过测量管道壁厚来确定，管道是否满足设计壁厚的要求，是否可以继续使用，由于管道内的动力腐蚀，管道壁厚一般在管道的弯头或核心处测量，测点数量必须满足上述有关规范的要求。这种方法是测量管道壁厚的方法。加上上述宏观调控方法，这两种方法实际上是管道调控方法中最基本、最重要的调控方法，是确定其他调控方法的假设和依据。

（1） 超声引导波长可在固定装置的前后方向检测。两侧的检测距离不应超过两个弯头焊缝或六管环焊缝。影响实际检测距离的因素有管表面状况、管内粘度、管内含量粘度、管外保温层厚度等。

（2） 根据实验室试验结果，将固定装置放置在不同的位置。对于测试，无法确定测量车辆直线段对管道长度的距离的能力。如果一侧后角（不包括直截面和肘部截面）周围的焊缝数量少于两个，则无法确定蓝色DAC曲线，从而导致手动操作。不能确定弯头焊接与异常点的等效性；如果直圆焊缝数大于3，则可以将基准的DAC曲线调整到更合理的位置。

　　（3） 超声波引导波长信号到达永久性装置所在的管道直线的能力可以满足使用要求。

声波通过肘部时，信号略有失真，范围不大；声波通过另一肘部时，信号失真严重，能量因声波的消散而减弱，在实际检测中不太重要。

（4） 检测系统的检测灵敏度仅与受控管道横截面的变化率有关。根据船厂的指示，实际灵敏度为截面积变化的9%，参考灵敏度为截面积变化的3%。

如准168mm：管线腐蚀均匀，断面损失3%，管内减少0.29mm，断面损失9%，管内减少0.85mm；管外开槽，断面损失3%

如果管道是钻孔的，则孔径为14.95mm，如果截面面积损失为3%，则孔径为44.4mm，如果截面损失为9%。

根据以上数据，一致腐蚀促进缺陷的检测，而局部腐蚀、穿孔等小缺陷的检测率有限，管道使用经验表明，局部腐蚀和管壁穿孔的损伤大于均匀腐蚀的损伤。因此，如果超声导波发现反射波振幅较低的异常特征点，必须采用常规超声等其他检测方法来确定损伤。

（5） 检测系统由机器、模块、探头和各种数据线组成。最后通过USB接口与笔记本电脑连接，检测过程由电脑控制。系统的使用更加方便，但是系统的各个组成部分都存在一定的误差，导致整个检测系统存在较大的误差，影响和影响检测系统检测结果的准确性。

（6） 在测试结果的情况下，更有用的方法是将设备安装在光滑的金属光泽上的管表面抛光。待测表面必须干燥，潮湿的表面影响探针压电芯片与被测表面之间的耦合。

结论

导波检测技术可用于检测焊接和各种腐蚀点的大缺陷。此外，还应结合其他无损检测技术来描述特定缺陷的损伤大小和程度。例如，为了更好地满足管道的相关安全要求，可以使用超声波检测误差或测厚仪来确定减壁最严重的位置。

参考文献：         [1]谭畅.超声导波检测在压力管道检验中的应用与实践[J].科技创新与应用，2017（26）：154-155.