超聲導波在壓力管道現場檢測中的應用

◎王佳

超聲導波在壓力管道現場檢測中的應用

◎王佳

當下超聲導波檢測技術已經廣泛應用在壓力管道現場檢測過程中，分析現場壓力管道檢測結果以及實驗室模擬管道檢測結果存在的誤差，明確在整個檢測過程當中，超聲導波在壓力管道檢測的原理，對現場應用超聲導波檢測壓力管道中的具體問題進行分析和思考，從而找出相應的解決措施。

管道在我們日常生活中有著十分重要的作用，它能夠輸送、高壓、高溫、易爆、易燃的物質，同時在我國化工、石油、制藥、冶金、環保、能源行業中被廣泛應用，據相關報道表示，因為管道事故給各行各業帶來的經濟損失十分巨大，在管道使用過程當中，通過長時間對這些物質進行運輸，管壁就會出現嚴重的腐蝕現象，在長時間沖刷之下，就會出現嚴重的安全隱患，不但會影響生態環境的平衡，而且對環境產生嚴重的污染。當下在管道檢測過程當中，經常使用到的磁粉檢測以及超聲波檢測已經得到了認可，隨著檢測技術不斷成熟，事實表明當下對于管道檢測最專業的方法就是超聲導波檢測，它利用在傳播路徑不斷減小出現的一種低頻超聲導波，這一檢測方法的優勢就是能夠通過不接觸管道進行長時間的檢測，這管道中通過埋地、充液的方式進行傳播，對先前每一個點進行掃描檢測方法進一步優化和完善，對整個管道的檢測成本大幅度降低。

當前在管道檢測中應用的超聲導波檢測技術概述

導波檢測設備。在管道檢測過程當中，超聲導波檢測技術應用超聲導波檢測系統，這種導波檢測系統分成多模態檢測、扭曲檢測以及縱波檢測，并且該檢測系統具備一定的聚焦能力，能夠在一定時間內在圓周四十五度處進行聚焦，這種聚焦檢測的方式一般應用在管道異常位置的檢測，而絕大多數管道檢測主要采用多模態檢測方式，這種檢測方式能夠接受任何的聲波，還能同時對兩種聲波進行發射，對于管道檢測遺漏率的降低起到了關鍵性作用，并且這種聚焦能力，能夠在管道環向長度和位置確定異常點，并且對異常點的深度缺陷還能初步估算。

壓力管道超聲導波檢測的基本原理。超聲導波檢測技術在檢測壓力管道過程當中，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行傳播，同時還能對整個管壁進行穿透，超聲導波在傳播過程當中，當遇到結構形狀變化或者是異質體情況時，在超聲導波傳過程中，通過脈沖源的發射，傳感器能夠很快的接收到這種信息，從而在檢測過程中，超聲導波檢測能夠大范圍遠距離對整個管道的情況進行檢測，能夠實現全面覆蓋管壁檢測的能力，管道周圍探頭發射過程中，低頻率的導波能夠有針對性地發射，并且管道表面和探頭壓電晶片有良好的接觸，這對保障氣體施壓或者是機械施壓提供了保障，管道軸心以對稱的方式進行聲波的傳播過程，所以在整個檢測過程當中，區分好彎曲波和對稱波的檢測條件，利用當下超聲導波檢測先進技術對整個管道進行全面覆蓋的現場檢測。

定義DAC曲線。通過對超聲導波檢測系統的描述，這里就會涉及到四條DAC曲線，這四條的DAC曲線定義了整個超聲導波檢測系統，其中，直段環焊縫20%的截面變化用藍色曲線來表示，在檢測過程當中如果出現百分之百的反射現象，就用黑色曲線來表示，那么直段環焊縫當截面只出現百分之三左右的變化時，那么黑色的曲線進行標注，在9%左右截面出現變化時，用綠色曲線進行標注，當出現20db反射情況時，應當用紅色的曲線進行標注。

對目前我國管道現場檢測超聲導波檢測技術現場應用分析

超聲導波實驗室檢測。在實驗室對管道采用超聲導波檢測技術檢測過程當中，將模擬的導管水平放置以后，把調試好的卡放在這顆導管的開頭，從而實現對整個管道進行全面檢測，人工缺陷的波峰以及環形焊縫的位置和現場檢測位置有一定的差別，但是整體的誤差范圍都沒有超過十厘米，通過對藍色DAC曲線進行調節，接焊縫峰波的基準點就是直管對接的過程，然后對焊縫逐漸遞減的圖像進行標注之后，用綠色DAC曲線和黑色點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，利用超聲導波的測距能力和靈敏度的檢測已經能夠達到了相關說明書的需求。

超聲導波現場檢測應用。在現場超聲導波檢測技術應用之前，應當測量安放卡的位置和兩邊彎頭焊縫、環形焊縫、支管、支座相關數據，通過對現場管道進行檢測，得出的結果表明，已知的特征點實際位置以及波峰所在位置存在的測量誤差已經能夠符合使用的要求，但是在檢測過程當中，當導播穿過90°的彎頭之后，就會出現嚴重的信號失真現象，在判斷此點是否為異常特征點時，首先應當對特征點的特征波峰進行排除，并且在超聲波檢測、管壁厚度測量時，應當全面對異常點的位置進行檢測，發現已經明顯超過了黑色DAC曲線，這就表明截面的變化在3%變化范圍之內就已經超過了這條線，所以說在檢測過程中，靈敏度要求已經滿足。

超聲導波檢測過程中的檢測結果分析。通過對整個檢測過程結果分析，我們可以發現，在檢測過程中，不同位置卡具在檢測結果顯示上會存在著一定的差異，為了滿足檢測要求，需要提高在管道檢測過程中的測距能力，比如說，當直管處和對接縫處的數量不足兩個時，檢測人員就不能判斷藍色DAC曲線的位置，并且無法確定支座、人工缺陷以及彎頭對接時的異常點，并且所對應的特征波峰也不能確定。發現在管道直管處測距能力已經達到了使用需求，并且表明檢測管道橫截面積的變化直接影響著監測系統的靈敏度。

通過上述的分析，在現場管道檢測過程中，超聲導波檢測是一個十分便捷快速的檢測方法，它可以通過遠距離的檢測，并且能夠實現在檢測過程當中，能夠無壓力的對管道進行完整性和安全性的評價和檢測，對管道已經實現了全面覆蓋的檢測模式，在管道異常點確定過程中，還需要進行檢測和驗證，這項作為當下管道檢測廣泛應用的一門技術，還需要在未來檢測過程中不斷的完善和調整。

（作者單位：湖北特種設備檢驗檢測研究院黃石分院）