基于超聲導波技術的長輸管道無損檢測研究

葉卓威

如今，超聲導波技術已經被廣泛應用在各個行業領域，在長輸管道無損檢測中更是起著不可缺少的作用，可增加此技術在石化裝備、管道、鍋爐、鐵軌、飛機機翼、海洋平臺等環節的應用，以達到全面無損檢測的目的。在此實際應用場景下，超聲導波需根據長輸管道的具體距離進行分析，調節其運行范圍，以保證檢測工作的順利開展，進而提高檢測效率，實現對管壁截面的完全檢測，方便后續其他無損檢測技術的應用。

1 磁致伸縮超聲導波檢測的基本內容

超聲導波技術的實施是在磁致伸縮超聲導波檢測工作的基礎上發展而來，在此檢測方式運行期間工作人員可掌握相應的頻率，檢測超聲導波的運行速度并保證檢測工作能夠順利開展，并結合所遇幾何特征進行分析判斷，例如：斷面、缺陷、焊縫以及斷面其他反射現象。掌握超聲導波檢測的原理，確定好導波檢測探頭的正確位置，增加感應設備的設置，進而調節出感應時間差，根據導波激勵的實際時間和模態導波的頻散狀態來得出此區域的幾何特征。運用嚴謹的計算方式來確定導波探頭與幾何特征之間的距離，做好疑似缺陷位置的定位并明確磁致伸縮超聲導波檢測已知特點，如焊縫。在通常情況下可通過導波信號作為動態參考，運用經驗估算的方式來掌握缺陷的實際大小并制定相應的解決方案。

利用扭轉磁致伸縮效應與磁致伸縮超聲導波之間的關系，可以確定激勵源所處位置。根據魏德曼效應，可使超聲導波材料能夠在磁場兩端起到作用。通過徑向、垂直以及軸線的方式進行激勵，合成波沿圓周方向所在位置，進而增加機械作用力的作用，避免徑向運行方式出現扭曲或變形。可保證檢測工作的精準度，利用固體鐵磁材料加快超聲波的傳播速度，由此向兩端延伸，進而產生扭轉波。

同時可通過定向分析的方式來掌握圓形鐵桿置所處的位置，以環形磁場為例，其在運行期間需增加桿件外力的應用，運用壓、扭曲及拉的方式來將線圈放在桿圓周內部，使感應電流能夠順利通過此區域，桿件發生形變，保證電動勢的產生，使其在縱向力的作用下形成逆魏德曼效應。可通過磁致伸縮和磁場能量的轉換，設置好設備內部線圈、探頭夾、接插件、被測管等設備的準確位置，在長輸管道無損檢測期間實現電能-機械能-電能之間的可逆轉換。

2 長輸管道導波的運行特征

超聲導波技術在長輸管道無損檢測期間可展現出頻散、多模態的特點。此技術的應用需加強對環境的分析，掌握長輸管道運行期間的實際需求，挑選導波模態以滿足超聲導波的頻散特點，使其具有相適應的導波頻率，實現對內部信號的檢測，以保證長輸管道無損檢測工作的順利開展。超聲導波的頻散效應以及多模態特征會使其檢測方式更加復雜，此技術的復雜程度遠高于超聲體波。增加對空心鋼管的長度，掌握氣體相空間量，明確超聲導波的三種模態，分別為彎曲模態、扭轉模態以及縱向模態。基于以上分析，扭轉模態與縱向模態之間的差異較小，其通常會以軸對稱模態出現，可方便工作人員后續開展檢測工作。彎曲模態與之不同，其基本運行方式是以非軸對稱模態作為標準，使超聲導波在長輸管道無損檢測環節所執行的工作更加復雜。此外，超聲導波不僅具有模態多樣化的特點，還具備頻散的分布特征。例如：在實際檢測環節長輸管道管壁厚度為4mm；外徑為500mm，可根據鋼管相速度曲線的變化狀況，控制質點位移狀態并以提高檢測效率。由此可見，導波模態的狀態不同，所需超聲導波技術的使用方式也會有所差異。由此可見，導波模態的狀態不同，在長輸導管線應用過程中，發生的損傷則會存在一定的不同。此時即可通過管道中的導波檢測實驗進行分析狀況，掌握在數據采集以及壓縮環節的基本內容，運用全方位處理的方式，確認壓縮評估指標，避免在檢測環節出現數據評估不正確的問題，促使我們可以運用正確 的實驗方式，掌握高壓縮比的正常狀態，使所需超聲導波技術的使用方式也會有所差異。因此，可加強對頻散數值的計算。

若將扭轉模態中的起始點與轉變點規劃為T（起始點位于曲線0；轉變點位于1），則可根據管道內的超聲導波信號進行分析，運用數學模型實現對各項數據信息的處理，保證此部分的相關原理可以應用于多種壓縮算法中，以此為基礎保證小波處理以及LZW 的兩種處理方案能夠進行協調，促使該方面的小波變化情況趨于穩定，增加對導波信號的關注，讓預處理工作能夠順利開展，進而保證初級壓縮方案能夠滿足對頻散數值的計算要求，促使系統的結構狀況趨于穩定，增加工作人員的存儲結構的重視，運用調節的方式，扭轉模態群的相速度以及速度，這樣可實現頻率的調控，讓其隨著扭轉模態群的變化而產生改變。這樣可避免導波頻散效應所帶來的影響，使其基礎模態更加穩定并適用于扭轉模態的運行區間。

另外，可根據超聲導波技術在長輸管道無損檢測的運行特征進行分析，增加對信息傳遞方面的重視，運用小波算法的處理方式，增加該部分數據的冗余現象，避免在原始合計計算環節出現異常，促使此階段的離散化問題能夠被解決，執行尺寸以及位移方面的離散處理工作。在此背景作用下，可運用曲線分布的形式來掌握導波的基礎頻率，將此頻率控制在率400kHz 以內，控制小波算法在應用過程中各項數據的離散化程度，選取合適的數值，保證在實際操作環節各方面的尺度因子能夠通過冪數值，應用于位移離散期間。這樣在檢測期間僅存在扭轉模態。若轉換此項參數可設定此導波為L（初始點及轉變點亦為0，1），這樣可使模態群速度進行恒定，避免其與相速度之間存在過多的差距，降低導波頻率所帶來的影響，規劃好此群體的實時狀態，保證區間的變化頻率被控制在規定限度內，規避導波頻散效應所帶來的不穩定風險，使鋼管扭轉模態仿真群速度曲線中內容可以明確地指出導波頻散現象。以此來激發出不同頻率的導波，避免出現不同的扭轉模態，控制模態之間的制約因素，保證超聲導波技術在長輸管道無損檢測期間的順利運行。

3 超聲導波技術在長輸管道無損檢測環節的具體應用

3.1 單一模式導波檢測

加強磁致伸縮超聲導波檢測儀的應用，控制壁厚為0.08cm、直徑為5.3cm 的長輸管道進行直焊縫管檢測。通過磁致伸縮探頭，將一端插入管道上沿，整合直焊縫管體并分段處理，規劃出段落為a、b、c、d、e、f、g 并以此為人工缺陷，由此掌握超聲導波檢測儀采集數據的運行狀態。控制其缺陷大小，按照超聲導波（可控制頻率在128KHz 內）來對內部檢測波形進行調節，以此圖可規劃出不同的刻傷程度，掌握回波信號的實時狀態，以了解信號在長輸管道內的分布狀況。

同時可實現對長輸管道現場的檢測，了解檢測工作實施的范圍，設置特定的站場并通過帶彎管線來對內部信號進行檢測。控制管道壁厚為0.08cm；直徑為7.1cm；檢測到表面瀝青防腐層及其他涂層厚度為0.1cm；在此背景下設置探頭，規劃出瀝青防腐層的具體位置，確認不同區域的數據信息是否存在交流狀態，增加正交信號的應用，保證在通用情況下圖中的濾波能夠被合理的處置，促使工作人員通過超導波技術的方式，保證數據信息可以在系統內部進行展現，細化分析超聲導波技術在長輸管道中的應用在狀態，避免其在運行過程中出現帶寬低于50%的問題，這樣則可控制基本采樣率，保證在數據信號應用過程中，采樣率不會下降，從而規劃出濾波的運行狀態，通過二抽取的方式，掌握多尺度運行環節濾波器組的實際運行方式。再者，在將其打磨完畢后增加探頭的利用，了解頻率范圍所產生的頻散現象，這樣即可在280cm ～300cm 之間規劃出異常信號位置，掌握高散射性的波的實時狀態。這樣可通過單一模式導波檢測方式來降低原有管線內的安全隱患，使此模式可作為長輸管道無損檢測常見的檢測模式存在，掌握檢測環節的復雜的運輸信號，通過統計、數據分析的方式來掌握信號的強弱程度，保證內部流體的穩定性并實現對掩埋地段管道的開挖工作，控制傳播導波速度，實現對內外表面的檢測并順應流體運行的方向進行思考，調節自主壓力并規劃內部導波。若在檢測環節管道出現破裂、凹陷、腐蝕現象，則會出現反射波，檢驗人員僅需通過外在展現形式即可了解長輸管道的實際損傷，開展具有針對性的無損檢測并增加全方位的覆蓋，避免對長輸管道的質量及工作效率造成影響，進而保證管道檢驗工作的完整性。

3.2 多模式導波檢測

掌握管線的具體長度及距離，剝離管體表面的瀝青防腐層并可利用溶解試劑來輔助其他附著物質的分離，在規定位置安裝超聲導波探頭。若在500cm 內未發現異常，即可表示此區域信號運行狀態正常。為提高長輸管道無損檢測工作的準確性，可進行二次確認，規劃出管壁表層的被腐蝕位置，結合檢測環境進行分析，挑選合適的檢測方式開展后續工作。

由此可見，聲導波檢測方法的可行性，利用多模式導波檢測輔助超聲導波檢測工作，使其整體速度的加快，找尋具體管道缺陷的類型，按照信號頻率來控制導波模式，提高操作人員的技術掌握能力。除此之外，可運用多尺度分析的方式，掌握多分辨率在處理環節所涉及的內容，適當優化濾波器的聲波檢測方法能夠后在函數空間內應用，促使回波可以相對全面地解釋出濾波器的應用效果。這樣一來，則可基于數學的基礎上進行分析，掌握在相同情況下聲導波檢測方法中存在的缺陷，通過定向彌補的方式，促使濾波器組可以通過多分辨率的方式，將信息進行采樣處理，保證各方面數據信息可以滿足高頻部分、低頻部分的需求，運用歸一頻率的約束方式，增加在低通濾波器中的協調性。由此方式，則可根據其具體回波特點對長輸管道進行分析，了解是焊接區域、補口及支吊架等狀況，確認是否橫截面金屬存在丟失狀況。

同時在長管線、大管徑以及埋地管線等區域設置檢測探頭，可通過對相同信號的控制方式，掌握在低頻信號以及高頻信號運行過程中，部分數據信息的行駛狀態，通過簡便的操作方式，保證各級分解工作能夠順利開展，屆時，既可加強信息分解操作的實施，通過對低頻脈沖信息的解讀，使各方面數據信息能夠延伸至細節脈沖中，由此方式，將從高頻部分得出的信號采集率進行規劃，促使最初的數據信息可以得到分級額，保證此方式能夠完成信息的分解。再者，可運用接收端，執行新的數據信息創建工作，使上述工作能夠呈現出不可逆的狀態，減少在不同分支上不同數據信息的應用，通過二插值的處理手段，通過信號對二抽取樣值進行補充。這樣，則可運用低通以及帶通的方式，保證濾波能夠處理數據信息中的問題，以發揮出管網的實際效果。

另外，可利用單點超聲導波的方式來實現大規模的檢測，他通過位移求和運算的方式，將原有信息進行整改，通過逐級重建的方式，保證原始信息能夠自粗而細的方式進行運算，進而確保頻帶逐級剖分工作能夠順利開展，減少在超聲導波數據應用環節的問題，促使遠程檢測系統能夠正常運行。屆時，既可抽檢長輸管線的不同區域，又能掌握故障點的準確位置并以此來開展排查工作，即可保證長輸管道無損檢測工作的安全開展。

3.3 模態聲發射技術

超聲導波技術在長輸管道無損檢測環節可增加模態聲發射技術的利用，其作為短時小的新型超聲導波技術存在，可在最快速度內實現對長輸管道的檢測，利用探頭發射來掌握超聲脈沖的真實狀態，根據其距離、寬度以及規格來檢驗長輸管道內的傳感器、對稱波傳播速度，讓此技術在長輸管道無損檢測環節占據一席之地，保證管道法蘭、環向焊縫的準確性。

其次，可結合小波的變換狀態進行分析，掌握數據壓縮的狀態，通過規劃出壓縮等級的方式，簡化小波變化過程中的壓縮流程，促使此部分的應用價值更加明顯，促使模態聲發射技術可以適用于長輸管道無損檢測環節，增加在信號變化前后的應用，促使數據信息能夠得到量化。

這樣一來，則可通過重點規劃的方式，保證在小波信號發生改變后，各方面數據信息可以被相應的閾值處理。由此方式，即可通過模態聲發射技術實現對整個壓縮流程的敘述。在此基礎上，由于在長輸管道無損檢測環境，數據信息會運用對稱性、正交性的運行方式，增加在不同種類小波中的應用，使本文中所述的相關數據信息能夠經歷合理的計算，選取Sym8 類型的小波，保證其正則性、對稱性以及正交性都可以滿足長輸管道無損檢測要求。因此，為保證小波行數能夠被更好地解釋，可結合函數的狀態進行分析，運用細節信號處理的方式（W1），掌握在大尺度逼近信號的運行狀態（V1）；促使V1 可以執行相應的信息分解計劃，保證在多次循環的背景下，原始信號會發生一定的改變，讓細節部分、逼近部分被闡明，他歐諾個過分層計算的方式，增加在原始離散信號中的應用，促使分辨率相對較低的數值可以貼近長輸管道內側，讓水平低頻部分的信號可以滿足反射信號的要求。

再者，可通過反射信號來掌握軸對稱方式，運用四層小波分解的方式，掌握在不同波次小波的運行狀態，運用假設原始信號的方式，掌握在不同級別信號的長度，通過逐級遞增的方式，讓信號形狀可以維持在固有狀態，屆時，可以結合長輸管道無損檢測環節的事實進行分析，了解原始管道中信號與之差別，這樣數據量則會定向減少，直至縮減到原有的1/8，確保各方面的數據信息能夠被整合到一起，促使逼近信號可以在此階段上發揮出其真正效應。這樣，則可通過原來信號中的概貌，實現閾值處理工作，促使小波系數中的干擾性信號能夠被去除。再者，可結合閾值處理的方式，增加對變換域的思考，使系統中的信號分解工作能夠順利開展，掌握在同一時間內閾值的變化狀況，促使小波系數趨于穩定，保證相對較小的小波能夠被閾值處理掉，展現出原有的信號特征。因此，具體而言，可結合信號的初始狀態進行分析，了解在高斯白噪聲信號的運行狀態，通過對連續小波的分析，檢測出信號在空間內的具體分布狀況，運用不同尺度小波的分析，掌握在實際檢測環節，某一階段數值的具體變化程度。在此背景作用下，亦可利用能力釋放的方式對管道內部的運輸流體進行監控，構建成完整的動態檢測系統，監控管道內部的狀態，保證運輸環節的穩定性，進而提高長輸管道的實用性、耐久性以及應用性。

4 結論

綜上所述，為保證超聲導波技術的合理應用，需提高各部門操作人員對長輸管道無損檢測工作的重視，利用單點激勵的方式來規劃出所需檢測的距離，保證磁致伸縮超聲導波檢測儀的合理應用，通過實驗的方式來掌握導波數據，以提高檢測工具的靈敏度。若未落實到位，不僅無法掌握管道截面的實時變量，更會無法保證長輸管道的長久運行。因此，需提高超聲導波技術的利用率，定期開展無損檢測工作，以保證長輸管道檢測工作的準確性。