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    简述了计算机把持的超声导波检测技巧在管道腐化缺点检测中的重要意义。先容了计算机把持的超声导波零碎的组成、导波的发生机理、检测的基本情理、模态的拔取、缺点辨认、定位技巧和现场检测运用后果等,最后会商了超声导波检测技巧的发展标的目的。  Abstract Su妹妹arize the significance of computer control ultrasonic guided waves technique to the detection of oil pipeline erosion defects.Introduces the components of computer control ultrasonic guided wave, the generation mechanism of guided wave, the basic principle of testing, guided wave modes selection, defect recognition,the application effect of positioning technologies and field detection. Finally discuss the future direction of ultrasonic guided wave detection technology.  关键词 计算机技巧;煤油管道;超声导波;腐化缺点  Key words computer technology;oil pipeline;ultrasonic guided wave;erosion defects  中图分类号TE988.2 文献符号码A 文章编号1006-4311(2013)27-0202-03 0 弁言  目前,我国的煤油天然气输送次要经由进程管道实现。据不齐全统计,我国的煤油天然气管道已到达了八万多千米,并且还在快捷建设。跟着运用年限的增加,管道腐化的要素增多,腐化进一步加重,加上报酬要素的影响,以及天然不成抗拒要素的破碎摧毁,管道保险运输面对严明的考验,重大时也许激起管道保险变乱。管道保险变乱的发生,不仅净化生态环境,危害人的性命财富保险,也会使国家财富受到失落。因而管道的保险检测技巧备受寰球存眷。为包管管道稳定运转,我国要求定期检测在役长输管道的运转情形,办事年限越久的管道越要重点检测。就现阶段海内油气管道的办事年限来看,大局部管道的办事年限均已超过规定年限的一半以上,这些管道抵御报酬或不成抗力要素破碎摧毁的能力已逐步消退,爆管或管道腐化穿孔等变乱发生的几率愈来愈高,对管道的保险检测评估已惹起管道管理部门的重视[1]。  我国对长输管道腐化缺点的外检测通常采纳射线、超声、涡流等技巧,这些检测技巧运用规模无限,对加设防腐层和保温层的管道,埋地或穿梭难以濒临的管道难以施测。举行管道保险检测的进程中,为了片面把握管道缺点散布情形,进步管道保险外检测了局的正确性,检测职员目前次要经由进程计算机把持显现的超声导波技巧对目标管道段施测。超声导波检测技巧不需耦合剂,工作温度要求在-40℃~180℃之间,测距长,灵敏度高,目前这类新型的管道保险检测技巧备受业界存眷。对超声导波检测运用技巧的合用性举行剖析论证,主观正确地评估运输管道的保险性能具有重大的现实意义。  1 超声导波技巧  1.1 超声导波观点 超声导波是一种激起能沿无限外形的布局传布的机械弹性波,并被构件边界所束缚、所导向,因而称为超声导波。超声导波有纵波、扭力波、变形波、兰母波、程度剪切波和表面波等多种模态形式,运用于管道的有纵波和扭力波两种模式因为扭力波只在固体中传布,以是扭力波是油气传输管道检测的最好模态(因为纵波在固体与液体传布,以是对液体传输管道来讲,只能挑选扭力波模式)。  1.2 管道超声导波检测基本情理 管道超声导波检测次要是经由进程探头发生低频超声导波,导波沿管道传布来检测管道缺点,管道维护职员按照观测仪接受的反射回波可对缺点的程度、部位举行正确判别,但不克不及对管道现实残余壁厚及最小壁厚施测。  由图1能够 呐喊看出,超声导波并不是透过管道传布,管壁作为波导的导游,引导导波沿着纵向方传布下去。如管道内具有腐化征象,超声导波遇到被腐化的管壁横截面时,会将异样旌旗灯号回响反应至传感器的接受探头,再由仪器放大后显现。  缺点的地位可参照回波显现的地位而定。图2导波在管道减薄区域的反射示图。  1.3 计算机把持的超声导波检测仪器零碎 以后,寰球领有超声导波检测零碎的机构次要有四家,此中英国有两家,一家是导波公司的WAVEMAKER导波检测仪,别的一家是TWI公司研发的TELETEST超声导波检测仪。除此之外,别的两家别离是以色列SONIC公司研制的ISONIC系列导波和美国东北研究院研制的MSS导波检测仪。英国和以色列所研发的导波设施是在压电晶片超声导波(LRUT)情理的基础上研发而来,属于典范的压电晶片的超声导波把持零碎见图3,美国的MSS导波则是按照磁致伸缩导波情理研发而来,典范的磁致伸缩超声导波把持安装见图4。  1.4 导波检测模态的拔取 管道检测时起首要挑选正确的导波模式,这对确保检测了局的正确性非常重要。借使倘使导波模态不符合检测要求,就没法充分发挥导波检测技巧的优势。普通来讲,鼓励源会发生一切的不超出其频次带宽规模的模式,旌旗灯号接受比拟庞杂,致使没法举行迷信的剖析,但齐全可借助特定的鼓励方法对模式繁多的导波举行鼓励。旋转模式与纵向模式是管道检测的经常运用体式格局。英国帝国理工大学[3]研发了一种新型管道检测技巧,能够 呐喊将旋转波与纵振波情理无机整合。长输管道通常 采纳旋转波检测模式。图5中,T(0,1)模态是以后管道检测运用频次较高的导波检测模态。这是因为L(0,2)模态的导波频次在70kHz时群速度最大,然而普通不会出现较重大的频散;T(0,1)模态导波在20kHz处群速度最大,其它模态旌旗灯号不易搅扰其运转状态。 1.5 缺点旌旗灯号辨认和定位 现阶段,业界次要运用希尔波特变换、小波变换、时频剖析和傅立叶变换等几种体式格局来处置导波旌旗灯号。然而导波旌旗灯号处置并不是单独的频域、时域或时频的剖析,而是三者之间彼此交融,此中经由进程两者相交融的方法来处置导波旌旗灯号运用频次相当高。具体操作时,先对管道裂缝或管道缺点举行正确定位,可经由进程时域剖析对回波旌旗灯号的初始相位举行观测来实现。要取得一切波包的频谱信息仅经由进程频域剖析是没法实现的。导波检测旌旗灯号属于非安稳旌旗灯号,能够 呐喊与光阴发生关系,运用时频剖析能够 呐喊使这一问题得以解决。以后,导波检测反射率是基于时域波形中的振幅,然而旌旗灯号所代表的能量信息没法经由进程振幅主观的反应进去。而频谱的反射系数恰好能经由进程时频剖析反应进去。图6运用对照剖析法对有缺点管道与无缺点管道的小波变换情形举行了综合剖析。  缺点定位技巧是对缺点轴向与周向的地位举行确定[4]。鼓励某一模态的声波,当沿轴向传布的导波遇到管道环截面局部淘汰时,对反射回来离去的模态导波举行观测便可正确定位轴向地位;周向定位就是经由进程局部缺点惹起管道四个象限的表面质点的差别振动来判别的,因而经由进程增加象限数目,便能够 呐喊进步周向定位精度。目前新型的缺点定位技巧—聚焦技巧,哄骗相控阵技巧将次要能量集中在某一个象限,哄骗会萃的能量举行缺点的正确定位[5]。  1.6 超声导波检测灵敏度 超声导波的灵敏度指的是管道腐化或裂纹占管道总横截面积失落量的百分比。通常在实验室情形下,检测灵敏度最高能够 呐喊到达0.7%;实地检测牢靠检测灵敏度为2%~5%。现场检测灵敏度时,施测管道的尺寸、有没有包覆防腐层等,都也许影响检测了局。  2 导波技巧在管道腐化检测中的运用  经由进程MsSR 3030导波设施实地检测?准219×6、用20#钢制作的、办事年限到达五年、5.598Km长的埋地输油管道。管道内无防腐层庇护,外防腐保温为2道H06-4型环氧富锌底漆、3道HS52型环氧煤沥青面漆+30妹妹聚氨酯泡沫+2.0妹妹聚乙烯层茄克层+强迫电流区域性阴极庇护。检测职员从整条管道上取16个6m×2m的检测坑。检测时,需要野生剥除检测坑内六米长的管道防腐层,以确保施测了局主观、正确。局部防腐层附着在管壁难以剥除,可用装有砂轮纸或钢丝刷的打磨机将管段打磨清洁,直至其显出金属本色。图7~9、表1为导波检测管道的测厚验证数据图。  实地检测了埋地管路后,导波能够 呐喊对管道腐化部位举行正确定位,并借助超声波测厚仪举行验证,以阐明 顺叙有旌旗灯号的地位管壁厚度有所减小。由上述剖析得知,在与导波探头反向0.4m处和1.2m处回波异样,这两处均在6点钟标的目的管壁厚度别离为4.62妹妹和4.78妹妹,而原壁厚为6妹妹,这表明这两处管壁厚度减小。  3 导波在运用中的局限性  ①防腐层会影响导波检测的正确度,因而导波检测埋地管道前,先彻底清除附着于管道壁上的防腐层;  ②导波检测时,必需正确定位探头地位。所选探头地位的管道壁必需无缺点,否则会搅扰导波检测了局,使导波旌旗灯号波没法实在反应管道缺点,以至出现漏检或误判。图10为管道连续均匀缺点,若在此处配置探头,管壁的几多转变不明显,使导波没法发生回波旌旗灯号,因而很难经由进程导波检测出此处的管道缺点。  ③环焊缝也是影响导波检测了局的一个次要要素。每经由进程一个环焊缝导波能量就会随之衰减,焊缝前面的缺点旌旗灯号就会很弱,因而小缺点也许没法经由进程导波检测进去。  ④螺旋焊缝会减弱导波传导的能量,进而影响导波检测了局。因而导波没法正确反应出螺旋焊缝管的缺点。  ⑤导波检测能够 呐喊对缺点的轴向地位举行正确定位,但没法检测缺点周向的地位,装备超声测厚仪可对缺点的程度、地位举行定位。  4 论断  超声导波是一种新型的管道检测技巧,其现实运用还处于试用阶段。这项技巧在反应速度与扫查规模等方面处于行业抢先地位,特别是对采油平台立管或穿梭式的管道检测更有其奇特的优势。目前退役管道检测评估中,采纳导波技巧检测开挖局部,对招致压力管道横截面积金属失落量超过2%的腐化具有较好的检测后果,不合用与应力腐化与腐化疲劳等缺点的检测,然而能够 呐喊对局部腐化的程度和具体地位举行正确定位。外界环境和管道结构决定了导波检测测距的是非。该技巧对施测职员的业余水准和行业经验有严格的要求,相干部门应当增强这方面的研究工作,能力更好地促进该技巧的推广运用。  参考文献  [1]刘镇清.超声无损检测中的导波技巧[J].无损检测,1999,21(8)367-369.  [2]Wilcox P, Lowe M J S, Cawley P. Long range Lambwave inspection the efect of dispersion and modal se-lectivity[C]. Review of Progress in Quantitative NDE. New York Plenum Press,1999151-158.  [3]马宏伟,吴斌.弹性动力学及其数值体式格局[J].北京中国建材工业出版社,2000.  [4]陈积懋.声学综合无损检测技巧[J].中国工程迷信,2000,2(4)64-69.  [5]柯岩等.基于磁致伸缩效应的钢管导波检测可信性[J].无损检测,2007.  [6]王悦民.基于磁致伸缩效应的导波无损检测研究进展[J].无损检测,2007.  [7]管道导波检测中激起频次的挑选及灵敏度的剖析[J].无损检测,2005.

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