天然气管道超声导波检测技术进展

邹慧慧

南京市锅炉压力容器检验研究院  210000

摘要：天然气管道建设的关键是安全问题，要确保所建的天然气管道能被实时监测，需要应用相应的检测技术。超声导波检测技术能有效检测天然气管道，同时具备较多的检测优点，所以在天然气管道的日常监测工作中，要强化对超声导波检测技术的应用，并加强对天然气管道超声导波检测技术进展的分析，不断增进对超声导波检测技术的认识，更好的应用超声导波检测技术。

关键词：天然气管道；超声导波；检测技术

    在经济社会快速发展的当前，随着人们环保意识的显著增强，对清洁能源的需求量增加，为有效满足人们的生活所需，天然气逐渐进入了人们的生活，并成为人们生活的重要组成部分。天然气的使用需要铺设管道，同时要强化对管道的检测，实时把握天然气管道内部的情况。现阶段多数的管道检测技术为人工，这一检测方式不仅效率低，同时还容易存在检测误差，出现更大的安全事故。那么在此背景下要采取更为科学有效的检测技术，提升天然气管道使用安全性。

一、超声导波检测技术

1、原理

超声导波检测技术是一种新型的检测技术，其使用的原理是借助超声波换能器达到驱动电信号的目的，从而促使管道结构出现振动出现超声波，超声波在管道内外壁的反射掌握管道的情况。具体来说，局限在管道内外表面的超声波主要是导波，其与体波存在差异，超声波在管道内外散射，会传输信号，在这些散射信号的帮助下，能有效的探测和定位管道中是否存在缺陷，进而达到管道检测的目的。一般来说，在检测的过程中，超声导波对管道的接口以及焊缝等十分敏感，通过换能器接收信号，其中就包括这些检测的反射波，区分管道的缺陷。超声导波通过材料以及缺陷的声学性能来实现管道检测，属于无损检测方法，其在管道内壁和外壁的翻身具有重复周期性的特征，且该周期与管壁厚度呈正相关，检测人员通过回波的实践来计算内壁与探头之间的距离，从而判断管道是否出现变形的问题。

2、优势

作为一种新型的无损检测方法，超声导波的优势是明显的，尤其对距离较长，辐射范围较广的天然气管道更为有效。同时超声导波还能在线检测某些无法触碰的地方，从而达到全方位检测的目的。超声导波能根据被检测物体的边界条件，产生不同的导波，包括管状的、柱状的等等，导波结构还可细分为多种模态，从而更好的发挥超声导波的检测优势。

二、天然气管道超声导波检测技术

1、控制探头

天然气管道超声导波检测技术的使用，要控制好探头，传统的管道检测技术在角度、声程以及晶片增益等方面不具备优势。同时入射电校准方式单一也容易造成检测误差，由此无法及时解决天然气管道的问题。为有效达到天然气管道检测的效果，要使用AUT技术以及相控阵探头，发挥电子控制声束角度以及焦点的作用。天然气管道使用时间越长，会出现腐蚀以及沉降的焦油尘，这些杂质会影响探头的使用，所以要有效清理天然气管道。

2、检测器要匀速运动

超声导波检测技术的使用要确保获取精准的检测数据，为此，要保持检测器匀速运动，同时降低摩擦、体积等其他因素的干扰，才能获取更为全面的数据。一是摩擦，天然气管道中的流体存在流动性，那么便会存在摩擦，因此要克服摩擦带来的作用力，才能保持天然气管道黏度；通过速度补偿的方式不断弱化摩擦；二是体积，在不断的压力级制的作用下，管径会受到影响，进而导致流体方向改变，损失流体能量，出现管径流体边界的分离，不利于天然气管道的检测，所以匀速运动是必要的，检测人员要通过对超声导波检测技术的应用，确保检测器始终处于匀速运动状态。

3、处理变压

天然气管道中的超声导波检测技术需要处理变压，对于不同压力级制，要作出不同的信号反应。超声导波探头发出信号，燃气管壁反射的检测信号要与压力级制相对应，否则将不能准确尺寸评定管道内壁的缺陷。同时在变压处理的过程中，还要强化对检测器的设计，探头的功能是发射信号，但与此同时，还需要检测管道内的气体压力，确保管道内气体压力发生变化时能及时有效的应对，达到科学检测变压和处理变压的目的，变压处理在超声导波检测中十分重要，检测人员要有效考虑设备变压的因素，提升变压处理的水平。

4、传输信号、数据处理

超声导波检测技术需要对探头反映的数据进行收集、整理和分析，进而研究反射、衍射、透射以及散射的导波，通过研究上述导波，能有效检测管壁内部的缺陷、测量管道的几何特性，同时掌握管道的结构以及力学性能等，充分掌握管道内外壁的数据，从而进行天然气管壁一系列的数据评估。在信号传输结束后，便是数据处理，数据收集的类型不同，数据处理的结果便不同，所以要掌握有效的数据，并强化系统的使用，通过系统正确掌握检测状态，进而作出更为科学的检测决策，降低检测系统出现故障的机会。在使用检测器进行工作时，要根据管道腐蚀程度来分类，将管道检测特殊要求为前提，突破通道数据处理、压缩、扫描等技术难点，充分发挥出检测系统的优势。在新技术的帮助下，超声导波检测技术能实现机器学习，在机器的帮助下科学挖掘数据，处理信号，提升信号处理的优越性，及时处理超声波内检测的信号数据。其中包括多累支持向量机，该机器设备需要找寻分类最优的平面，分隔线性错误，降低数据映射误差，尽可能的转化高维空间的线性可分问题，获取最优的分类面。

结束语：天然气逐渐成为人们生活中不可缺少的重要资源，为此，要强化天然气管道的检测工作，确保天然气管道处于实时连续检测的状态。传统的天然气管道检测技术效率低，且十分单一，不利于全面把握天然气管道的情况。随时检测技术的进步，出现了超声导波检测技术，该技术的应用原理符合天然气使用情况，能及时检测出天然气管道中的缺点以及固定特征，降低天然气管道使用的危险性，提升天然气管道的安全系数。

参考文献：

[1]武麒麟. 超声导波检测技术在天然气净化厂管道检测中的应用[J]. 硫酸工业, 2022(002):000.

[2]尚恺喆刘晓进陈红丽. 基于超声波技术的城市地下天然气管道腐蚀缺陷检测方法[J]. 中州煤炭, 2021, 043(011):76-80.