超聲導(dǎo)波在壓力管道現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中的應(yīng)用

◎王佳

超聲導(dǎo)波在壓力管道現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中的應(yīng)用

◎王佳

當(dāng)下超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在壓力管道現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過程中，分析現(xiàn)場(chǎng)壓力管道檢測(cè)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)室模擬管道檢測(cè)結(jié)果存在的誤差，明確在整個(gè)檢測(cè)過程當(dāng)中，超聲導(dǎo)波在壓力管道檢測(cè)的原理，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用超聲導(dǎo)波檢測(cè)壓力管道中的具體問題進(jìn)行分析和思考，從而找出相應(yīng)的解決措施。

管道在我們?nèi)粘Ｉ钪杏兄种匾淖饔?，它能夠輸送、高壓、高溫、易爆、易燃的物質(zhì)，同時(shí)在我國化工、石油、制藥、冶金、環(huán)保、能源行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，據(jù)相關(guān)報(bào)道表示，因?yàn)楣艿朗鹿式o各行各業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)損失十分巨大，在管道使用過程當(dāng)中，通過長(zhǎng)時(shí)間對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行運(yùn)輸，管壁就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，在長(zhǎng)時(shí)間沖刷之下，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患，不但會(huì)影響生態(tài)環(huán)境的平衡，而且對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。當(dāng)下在管道檢測(cè)過程當(dāng)中，經(jīng)常使用到的磁粉檢測(cè)以及超聲波檢測(cè)已經(jīng)得到了認(rèn)可，隨著檢測(cè)技術(shù)不斷成熟，事實(shí)表明當(dāng)下對(duì)于管道檢測(cè)最專業(yè)的方法就是超聲導(dǎo)波檢測(cè)，它利用在傳播路徑不斷減小出現(xiàn)的一種低頻超聲導(dǎo)波，這一檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)就是能夠通過不接觸管道進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的檢測(cè)，這管道中通過埋地、充液的方式進(jìn)行傳播，對(duì)先前每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行掃描檢測(cè)方法進(jìn)一步優(yōu)化和完善，對(duì)整個(gè)管道的檢測(cè)成本大幅度降低。

當(dāng)前在管道檢測(cè)中應(yīng)用的超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)概述

導(dǎo)波檢測(cè)設(shè)備。在管道檢測(cè)過程當(dāng)中，超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用超聲導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)，這種導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)分成多模態(tài)檢測(cè)、扭曲檢測(cè)以及縱波檢測(cè)，并且該檢測(cè)系統(tǒng)具備一定的聚焦能力，能夠在一定時(shí)間內(nèi)在圓周四十五度處進(jìn)行聚焦，這種聚焦檢測(cè)的方式一般應(yīng)用在管道異常位置的檢測(cè)，而絕大多數(shù)管道檢測(cè)主要采用多模態(tài)檢測(cè)方式，這種檢測(cè)方式能夠接受任何的聲波，還能同時(shí)對(duì)兩種聲波進(jìn)行發(fā)射，對(duì)于管道檢測(cè)遺漏率的降低起到了關(guān)鍵性作用，并且這種聚焦能力，能夠在管道環(huán)向長(zhǎng)度和位置確定異常點(diǎn)，并且對(duì)異常點(diǎn)的深度缺陷還能初步估算。

壓力管道超聲導(dǎo)波檢測(cè)的基本原理。超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)壓力管道過程當(dāng)中，他在僅有的十千赫茲聲波頻率前提下，不但能上百米在管道中進(jìn)行傳播，同時(shí)還能對(duì)整個(gè)管壁進(jìn)行穿透，超聲導(dǎo)波在傳播過程當(dāng)中，當(dāng)遇到結(jié)構(gòu)形狀變化或者是異質(zhì)體情況時(shí)，在超聲導(dǎo)波傳過程中，通過脈沖源的發(fā)射，傳感器能夠很快的接收到這種信息，從而在檢測(cè)過程中，超聲導(dǎo)波檢測(cè)能夠大范圍遠(yuǎn)距離對(duì)整個(gè)管道的情況進(jìn)行檢測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)全面覆蓋管壁檢測(cè)的能力，管道周圍探頭發(fā)射過程中，低頻率的導(dǎo)波能夠有針對(duì)性地發(fā)射，并且管道表面和探頭壓電晶片有良好的接觸，這對(duì)保障氣體施壓或者是機(jī)械施壓提供了保障，管道軸心以對(duì)稱的方式進(jìn)行聲波的傳播過程，所以在整個(gè)檢測(cè)過程當(dāng)中，區(qū)分好彎曲波和對(duì)稱波的檢測(cè)條件，利用當(dāng)下超聲導(dǎo)波檢測(cè)先進(jìn)技術(shù)對(duì)整個(gè)管道進(jìn)行全面覆蓋的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

定義DAC曲線。通過對(duì)超聲導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)的描述，這里就會(huì)涉及到四條DAC曲線，這四條的DAC曲線定義了整個(gè)超聲導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)，其中，直段環(huán)焊縫20%的截面變化用藍(lán)色曲線來表示，在檢測(cè)過程當(dāng)中如果出現(xiàn)百分之百的反射現(xiàn)象，就用黑色曲線來表示，那么直段環(huán)焊縫當(dāng)截面只出現(xiàn)百分之三左右的變化時(shí)，那么黑色的曲線進(jìn)行標(biāo)注，在9%左右截面出現(xiàn)變化時(shí)，用綠色曲線進(jìn)行標(biāo)注，當(dāng)出現(xiàn)20db反射情況時(shí)，應(yīng)當(dāng)用紅色的曲線進(jìn)行標(biāo)注。

對(duì)目前我國管道現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析

超聲導(dǎo)波實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)管道采用超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)過程當(dāng)中，將模擬的導(dǎo)管水平放置以后，把調(diào)試好的卡放在這顆導(dǎo)管的開頭，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)管道進(jìn)行全面檢測(cè)，人工缺陷的波峰以及環(huán)形焊縫的位置和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)位置有一定的差別，但是整體的誤差范圍都沒有超過十厘米，通過對(duì)藍(lán)色DAC曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)，接焊縫峰波的基準(zhǔn)點(diǎn)就是直管對(duì)接的過程，然后對(duì)焊縫逐漸遞減的圖像進(jìn)行標(biāo)注之后，用綠色DAC曲線和黑色點(diǎn)DAC曲線來表示截面變化在百分之九和百分之三左右的波峰位置，由此可以看出，利用超聲導(dǎo)波的測(cè)距能力和靈敏度的檢測(cè)已經(jīng)能夠達(dá)到了相關(guān)說明書的需求。

超聲導(dǎo)波現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)用。在現(xiàn)場(chǎng)超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用之前，應(yīng)當(dāng)測(cè)量安放卡的位置和兩邊彎頭焊縫、環(huán)形焊縫、支管、支座相關(guān)數(shù)據(jù)，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管道進(jìn)行檢測(cè)，得出的結(jié)果表明，已知的特征點(diǎn)實(shí)際位置以及波峰所在位置存在的測(cè)量誤差已經(jīng)能夠符合使用的要求，但是在檢測(cè)過程當(dāng)中，當(dāng)導(dǎo)播穿過90°的彎頭之后，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的信號(hào)失真現(xiàn)象，在判斷此點(diǎn)是否為異常特征點(diǎn)時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)特征點(diǎn)的特征波峰進(jìn)行排除，并且在超聲波檢測(cè)、管壁厚度測(cè)量時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面對(duì)異常點(diǎn)的位置進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)明顯超過了黑色DAC曲線，這就表明截面的變化在3%變化范圍之內(nèi)就已經(jīng)超過了這條線，所以說在檢測(cè)過程中，靈敏度要求已經(jīng)滿足。

超聲導(dǎo)波檢測(cè)過程中的檢測(cè)結(jié)果分析。通過對(duì)整個(gè)檢測(cè)過程結(jié)果分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，在檢測(cè)過程中，不同位置卡具在檢測(cè)結(jié)果顯示上會(huì)存在著一定的差異，為了滿足檢測(cè)要求，需要提高在管道檢測(cè)過程中的測(cè)距能力，比如說，當(dāng)直管處和對(duì)接縫處的數(shù)量不足兩個(gè)時(shí)，檢測(cè)人員就不能判斷藍(lán)色DAC曲線的位置，并且無法確定支座、人工缺陷以及彎頭對(duì)接時(shí)的異常點(diǎn)，并且所對(duì)應(yīng)的特征波峰也不能確定。發(fā)現(xiàn)在管道直管處測(cè)距能力已經(jīng)達(dá)到了使用需求，并且表明檢測(cè)管道橫截面積的變化直接影響著監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的靈敏度。

通過上述的分析，在現(xiàn)場(chǎng)管道檢測(cè)過程中，超聲導(dǎo)波檢測(cè)是一個(gè)十分便捷快速的檢測(cè)方法，它可以通過遠(yuǎn)距離的檢測(cè)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在檢測(cè)過程當(dāng)中，能夠無壓力的對(duì)管道進(jìn)行完整性和安全性的評(píng)價(jià)和檢測(cè)，對(duì)管道已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面覆蓋的檢測(cè)模式，在管道異常點(diǎn)確定過程中，還需要進(jìn)行檢測(cè)和驗(yàn)證，這項(xiàng)作為當(dāng)下管道檢測(cè)廣泛應(yīng)用的一門技術(shù)，還需要在未來檢測(cè)過程中不斷的完善和調(diào)整。

（作者單位：湖北特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院黃石分院）