超聲導波檢測技術在壓力管道檢測中的應用研究

崔闖

摘? 要：隨著我國工業的發展和科技力量增強，長距離輸油輸氣管道的敷設已逐步成為現實。壓力管道在油氣輸送中扮演著重要的角色，其質量和安全直接關系到管道運輸沿線地區人民生命和財產的安全。無損檢測技術已成為壓力管道檢測的主要方法，其中，超聲導波檢測技術更是成為壓力管道檢測的“新寵”。該文將結合超聲導波檢測技術在壓力管道檢測中的應用現狀，進一步探究其應用前景和發展趨勢。

關鍵詞：無損檢測? 壓力管道? 超聲導波檢測技術

中圖分類號：TV698 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）02（a）-0057-02

1? 壓力管道檢測使用超聲導波檢測技術的必要性

隨著我國經濟持續、快速、穩定的發展，石油、天然氣及化工產品的需求量呈現逐年增加的趨勢。各類壓力管道在運行過程中具有工況復雜性及運輸環境多樣性等特點，例如：受輸送介質的沖刷、周邊環境因素以及安裝不合理等因素的影響，管道內外腐蝕、碰撞摩擦造成的介質泄漏事故頻繁發生。除此之外，壓力管道具有一次建設、長時間使用的特性，因投資巨大，各個工藝流程緊密銜接，需要專職設備管理員精心維護，確保設備穩定、安全運行。尤其是長距離輸送管道牽連甚廣，它是作為一個系統而存在，一旦出現泄露或者腐蝕穿孔問題，極易出現“牽一發而動全身”的情況。

壓力管道在長時間的運行過程中，受輸送介質的腐蝕和沖刷，導致管道材料腐蝕脫落，沖刷減薄，造成管壁穿孔、介質泄漏的安全事故。因此，加強壓力管道檢測，及時發現問題并在第一時間解決問題，將管道泄漏產生的影響降到最底，是對于壓力管道檢測和運維的基本要求。傳統的無損檢測技術主要針對焊縫缺陷檢測效果較好，對于檢驗人員難以到達的直管段、穿跨越段或者埋地直管段管道本體，卻不能有效地檢驗，相較于需要大規模輔助工作（開挖、搭設腳手架等）的檢驗，難以滿足其檢修需求。因此，操作更為方便且工作效率高的低頻導波檢測技術在壓力管道檢測中的應用越來越受到業主的青睞。

2? 超聲導波檢測技術在壓力管道中的應用模式分析

超聲導波檢測技術在壓力管道無損檢測中有著全方位覆蓋檢測的優勢，能夠對管道整體無遺漏地實現高效檢測，其較為敏感的感應能力更是能夠檢測到管道橫截面的金屬損失，為管道檢修工作提供相應幫助和支持。具體模式有以下3個。

2.1 單一模式導波檢測壓力管道中的應用

單一模式導波檢測是當前在壓力管道中應用最為廣泛的一類無損檢測技術，能夠將檢測過程中的復雜信號進行統一處理為單一模式的信號，方便相關統計和數據分析。單一模式導波檢測在壓力管道應用中具有穩定性，導波傳播速度較快，能夠較為靈敏地實現對管道內外表面的檢測，同時還能夠沿著運輸流體方向進行自主壓力管道檢測。單一模式導波在壓力管道傳輸過程中，一旦遇到管道裂紋、腐蝕、表面凹坑等情況，就會產生相應的反射波。檢驗人員可以根據單一模式導波反射回來的回波信號特點定性分析管道的實際損傷情況，進而進行具有針對性的壓力管道檢驗工作。單一模式導波檢測技術在壓力管道中的應用，能夠有效地幫助壓力管道檢驗人員實現管道檢驗工作，其全方位的覆蓋性大大減少了“漏網之魚”，提升了管道檢驗的質量及檢驗效率，保障壓力管道的安全運行。

2.2 多模式導波檢測在壓力管道中的應用

上文提到壓力管道具有工況復雜性及運輸環境多樣性等特點，在壓力管道檢驗過程中也同樣有著多種多樣的問題。為了進一步提升超聲導波檢測效率，多模式導波檢測方法被應用于壓力管道的檢驗過程中。一種模式的導波通常是針對一種類型的管道缺陷進行，相應的多種模式的導波可以同時檢測多種類型的缺陷。在這一過程中對檢驗人員提出了更高的要求，要求其能夠熟練地掌握不同模式導波的回波特點，并能夠根據這些特點準確分析管道中存在的問題，到底是焊接問題、支吊架、補口還是橫截面的金屬缺失，切實保障壓力管理的運行安全。

2.3 模態聲發射技術在壓力管道中的應用

模態聲發射技術是發展時間和應用時間最短的一類新型超聲導波檢測技術，但是發展速度很快，在壓力管道檢驗過程中占有一席之地。模態聲發射技術通過快速釋放能量對管道內的運輸流體進行檢測，能夠在管道中形成動態檢測，實時監控管道的運行情況，具有很好的應用性和實用性。

3? 超聲導波檢測技術的應用方向及發展趨勢

壓力管道在敷設過程中部分管段需要跨越河流、水庫、鐵路、國道等，敷設環境惡劣，地質條件復雜，施工、檢驗維修困難。常規的檢驗方法需要埋地段大面積的土方開挖，架空段保溫拆除，以達到對管道本體的局部檢測，并不能全方位地對整條穿跨越段進行檢測。另外，土方的開挖及保溫拆除，極大地增加了管道檢測成本和時間。超聲導波檢測技術只需要在管道附近架設相應的監測點，就可以輕松實現對整條管道情況的檢測，相對來說降低了檢測成本，提高了檢測效率和檢驗質量。

超聲導波檢測技術能夠利用聲波和回波，穿透管道厚度的原理，實現壓力管道的檢測。超聲導波檢測技術在我國還處于起步階段，并沒有得到普遍意義上的應用和推廣，在未來推進超聲導波檢測技術發展過程中，還需要從下列幾點入手。

3.1 加強實驗室資源轉化效率，提升超聲導波檢測技術的實用效率

實驗室資源轉化效率是一項技術是否具有實用價值的重要衡量標準，因此，超聲導波檢測技術需要加強實踐研究和試驗，增強其在壓力管道檢測中的實用性。在這一過程中，需要壓力管道相關企業給予實驗室相應的數據支持和場地支持，穩步推進超聲導波檢測技術在壓力管道中的應用。

3.2 增強資金設施支持，推進信號分析技術研究和發展

一項新技術的誕生和發展需要前期的大量投入，因此，政府相關部門以及科研院校應該增強超聲導波檢測技術的資金以及軟硬件設施支持，加強國外學習等，不斷提升超聲導波檢測技術的準確性。加強對信號分析技術的研究和發展，因為在未來壓力管道無損檢測過程中還將面臨越來越多的情況，出現越來越多的未知問題，利用好聲波信號分析技術，能夠起到事半功倍的效果。加強信號分析技術的研究和發展是推進超聲導波檢測技術在壓力管道中應用的關鍵。

3.3 重視超聲導波檢測技術人才培養

超聲導波檢測技術屬于高新檢測技術，需要重視人才的培養。這需要相關檢測機構加強與科研院校的合作和人才對接工作，能夠對接技術發展需求和人才培養方向，為我國壓力管道超聲導波檢測技術的發展培養點對點的專業人才。

4? 結語

壓力管道在運行過程中，因腐蝕穿孔造成輸送介質的滲漏現象，因易燃易爆介質的泄漏造成的火災、爆炸事故，嚴重威脅著人們的生命財產安全。提升壓力管道檢驗質量和檢驗準確率已經成為我國高質量工業發展的必然要求。相較于傳統檢測技術，超聲導波檢測技術具有便利性、穩定性以及成本低廉等優勢，正逐步成為壓力管道檢測的重要手段。處于起步階段的超聲導波檢測技術發展不僅需要強有力的資金和設施支持，還需要人才支持，只有不斷地提升實驗室資源轉化率，才能夠推動我國超聲導波檢測技術的進步和發展，提升我國壓力管道運行的安全性。

參考文獻

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