管道低频导波检验技术.pdf

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1、2013年第11期N0．11．2013(总第254期)中阊高新竣：}10“{H10。。￡#￡Nf￡IIj(CumulativetyNO．254)管道低频导波检验技术张伯莹王羽楠(中海石油技术检测有限公司，天津300452)摘要：低频超声导波检验技术是近年来提出来的一项管线缺失检测的新兴技术，对实现管道的长距离面检测有着重要的意义，通过对超声导波技术发展现状及检验机理的分析研究，论证低频超声导波技术在管道检测中的优势及局限性。关键词：低频超声导波；管道检验；截面缺陷损失中图分类号：TM621文献标识码

2、：A文章编号：1009-2374(2013)1卜0083—02低频超声导波检验技术是近年来提出来的一项管线缺2低频超声导波检验机理失检测的新兴技术，对实现管道的长距离面检测有着重要通过对导波频散曲线的研究，导波在管道中传播，具的意义，本文旨在论述低频超声导波技术在管道检验中的有多种模态，对管道检验有实际效用的有以下三种：纵向工作原理和应用技术。模态：L(0，m)、扭转模态：T(0，In)、弯曲模态：1国内外技术概况F(n，m)。在设备激励下发出的超声导波信号，可以是一种模态国外对超声导波检测技术方面

3、的研究很重视，起步或者是多种模态的组合，在传播过程中，如果管道壁厚较早，可以追溯到19世纪后期20世纪早期，英、美、加、发生改变，将会有一部分能量反射回设备传感器。其他能日、德等国的对超声导波在激励及传播的机理和信号的处量继续传播，直到损耗完。在管道检验过程中，最主要的理技术，特别是超声导波在结构件里的传播机理及与特征壁厚变化来自于焊缝和腐蚀，声波遇到这些变化后，会发信号相互作用的机理方面进行了深入研究，取得了一定的生散射，导致声波的模态和频率都会发生变化，并通过反成果，并在管道检验实用性检验技术方

4、面取得了突破。目射，将这些变化的信号反馈到检验设备，通过分析反射声前，世界上用于管道缺陷检测的超声导波检测技术主要有波信号的变化，包括频率变化、曲线变化，可以判断壁厚两种：一种是以压电效应为基础的多晶片探头卡环式超声损失量，从而确定缺陷的位置和大小等信息。通常，检验导波检测技术，是英国帝国大学的研究成果，主要产品有仪器的探头是覆盖整个管道截面的径向区域，并沿轴向传两家：英国导波公司(GUL)公司的WaveMarker和英国焊播，可以实现对整个管道的全面检测。接研究所(TWI)下属的PI公司的Tele

5、test；另一种是以铁研究人员在对频散曲线的分析发现，频率为70kHz的磁性材料的磁致伸缩效应及其逆效应为基础的条带式MsS轴对称的纵向模态L(0，2)，具有传播速度快、传播过超声导波检测技术，是由位于美国德克萨斯州的美国西南程中能量泄露少且传播距离远、具有非频散的特性，可以研究院(SwRI)研发。这两种超声导波检测技术应用了相被用作管道缺陷检测。同时，对于扭转模态T(0，1)，同的原理：激发出来的都是机械弹性超声导波，都能够沿是比较特殊的传播模态，速度不会随着频率的变化而变着一定几何结构快速传播，

6、并被结构边界所约束。只是在化，是非频散的，也用于管道缺陷检测。信号激励方式上有所不同。对于L波模式测量中，发射L(0，2)波，遇到管道而国内对超声导波检测技术的研究起步较晚，也没有中壁厚局部有变化的时候(即管道产生金属损失时)，就相应成型的仪器或设备，但近年来在许多学者的努力下，会返回F(1，3)波；在T波模式测量中，，发射T(0，1)国内对该项技术的研究已取得了一定进展。何存富、李衍波，遇到管道中壁厚局部有变化的时候(即管道产生金属等对超声导波在管道中的检测进展进行了综述，对国内学损失时)，就会返

7、回F(1，2)波。通过检测F(1，3)者对该领域的认识和研究起到了一定的促进作用。何存富波、F(1，2)波的信号大小，根据L(O，2)波和T(0，等对纵向模态在管道中的传播特性及缺陷检测进行了研1)波的传播速度，即可确定缺陷的位置和大小，如图1究。他得安等研究了传播距离对管道中超声导波传播特性所示。·的影响。由中国机械工业联合会提出，中国特检验院、华在实际管道的检测中，焊缝、法兰、腐蚀是管道中存中科技大学起草的导波检测标准《无损检测磁滞伸缩超声在的几个重要特征，其中，其对于低频导向超声波产生的导波检

8、测方法》(GB一2009001l—T一469)已经通过中国无影响使周向的壁厚增加，因此会返回L(0，2)波，即轴损检测标准化委员会审核，即将发布实施。83对称模式的波，在图中用黑色信号线表示；同时伴随生成位，从而改变以往检测作业的盲目性。但是不能提供壁厚幅值较低的T(1，3)波，即扭转模式波。根据在周向不损失的直接数据，因此我们讨论的精度是对缺陷的发现能同位置分布的探头接受的波形信号，又可分为垂直扭转波力以及对存在位置定位的精确度。模式和水平扭转波模式。如果在一个位置