一種長距離管道超聲導波聚焦檢測系統的製作方法
2024-03-08 14:54:15
本發明涉及管道腐蝕檢測領域，具體地，涉及一種長距離管道超聲導波聚焦檢測系統。
背景技術：
管道腐蝕現象的描述腐蝕可以理解為材料在其所處的環境中發生的一種化學反應，該反應會造成管道材料的流失並導致管線部件甚至整個管線系統失效。在管線系統中，腐蝕的定義是：基於特定的管線環境，在管線系統所有的金屬和非金屬材料中發生的化學反應、電化學反應和微生物的侵蝕，該反應可以導致管線結構和其他材料的損壞和流失。除了腐蝕作用對材料的直接破壞外，由腐蝕產物所引起的管道損壞也可視為腐蝕破壞。管道腐蝕是否會擴散，擴散範圍有多大主要取決於腐蝕介質的侵蝕力以及現有管道材料的耐腐蝕性能。溫度、腐蝕介質的濃度以及應力狀況都會影響管道腐蝕的程度。
避免管道，遭受土壤、空氣和輸送介質(石油、天然氣等)腐蝕的防護技術。輸送油、氣的管道大多處於複雜的土壤環境中，所輸送的介質也多有腐蝕性，因而管道內壁和外壁都可能遭到腐蝕。一旦管道被腐蝕穿孔，即造成油、氣漏失，不僅使運輸中斷，而且會汙染環境，甚至可能引起火災，造成危害。據美國管道工業的統計資料，1975年由於腐蝕造成的直接損失達6億美元。因此，防止管道腐蝕是管道工程的重要內容。
雖然做了較多管道防腐的工作，但是由於種種原因管道仍會腐蝕，因此，需要定期對管道腐蝕進行檢測，在現有技術中，通常採用管道防腐檢測儀進行檢測，通過管道防腐檢測儀可以快速對管道進行檢測，但是現有的管道防腐檢測儀只能進行短距離檢測，檢測距離有限。
綜上所述，本申請發明人在實現本申請發明技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題：
在現有技術中，現有的管道防腐檢測儀只能進行短距離檢測，檢測距離有限的技術問題。
技術實現要素：
本發明提供了一種長距離管道超聲導波聚焦檢測系統，解決了現有的管道防腐檢測儀只能進行短距離檢測，檢測距離有限的技術問題，實現了系統設計合理，能夠進行長距離檢測的技術效果。
為解決上述技術問題，本申請提供了一種長距離管道超聲導波聚焦檢測系統，所述系統包括：
聲波發送單元，所述聲波發送單元用於向待檢測管道發送檢測聲波；
接收單元，所述接收單元用於接收管道的聲波反饋信號；
分析單元，所述分析單元用於基於聲波反饋信號進行分析，獲得管道腐蝕檢測結果。
其中，本申請系統採用超聲波進行檢測，檢測距離不受設備的限制，能夠檢測長距離管道。
進一步的，所述聲波發送單元為超聲波探頭。
進一步的，管道環向的超聲波探頭均勻間隔排列，使得聲波以管道軸芯為對稱傳播。
進一步的，採用機械或氣體施加到超聲波探頭的背面以保證超聲波探頭與管道表面接觸。
進一步的，所述系統還包括生成單元，所述生成單元用於生成檢測報告。
進一步的，檢測報告對腐蝕程度進行分級處理。
本申請提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：
解決了現有的管道防腐檢測儀只能進行短距離檢測，檢測距離有限的技術問題，實現了系統設計合理，能夠進行長距離檢測的技術效果。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明實施例的限定；
圖1是本申請中長距離管道超聲導波聚焦檢測系統的組成示意圖。
具體實施方式
本發明提供了一種長距離管道超聲導波聚焦檢測系統，解決了現有的管道防腐檢測儀只能進行短距離檢測，檢測距離有限的技術問題，實現了系統設計合理，能夠進行長距離檢測的技術效果。
為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在相互不衝突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是，本發明還可以採用其他不同於在此描述範圍內的其他方式來實施，因此，本發明的保護範圍並不受下面公開的具體實施例的限制。
請參考圖1，本申請提供了一種長距離管道超聲導波聚焦檢測系統，所述系統包括：
聲波發送單元，所述聲波發送單元用於向待檢測管道發送檢測聲波；
接收單元，所述接收單元用於接收管道的聲波反饋信號；
分析單元，所述分析單元用於基於聲波反饋信號進行分析，獲得管道腐蝕檢測結果。
其中，本申請系統採用超聲波進行檢測，檢測距離不受設備的限制，能夠檢測長距離管道。
進一步的，所述聲波發送單元為超聲波探頭。
進一步的，管道環向的超聲波探頭均勻間隔排列，使得聲波以管道軸芯為對稱傳播。
進一步的，採用機械或氣體施加到超聲波探頭的背面以保證超聲波探頭與管道表面接觸。
進一步的，所述系統還包括生成單元，所述生成單元用於生成檢測報告。
進一步的，檢測報告對腐蝕程度進行分級處理。
ttf採用低頻導波技術，操作頻率剛好在可聽頻率以上，聲波從固定在管道周圍的探頭環發射。這些低頻(屬超聲波範疇)必須以適當的聲波模式產生。該頻率範圍不需要液體進行耦合，採用機械或氣體施加到探頭的背面以保證探頭與管道表面接觸，從而達到超聲波良好的耦合。管道環向的超聲波探頭均勻的間隔排列，使得聲波以管道軸芯為對稱傳播。
導波的傳播主要被聲波的頻率和材料的厚度控制，在遇到管道壁厚發生變化的位置，無論增加或減少，一定比例能量被反射回到探頭，因此為檢測不連續性提供了機理。在這種情況下，管道的特徵如環行焊縫、壁厚的增加在管道周向是對稱的，因此上升的環向波峰被均勻的反射回來。而反射的聲波也是對稱的，由特優良的相同的聲波模式作為入射波，在有腐蝕的區域，厚度的減少將被集中，導致入射聲波的散射附加到反射並發生模式轉換。因此組成的反射波模式加上模式轉換組份。模式轉換聲波由於不統一的聲源趨於產生管道彎曲波，該信號的出現是不連續的強烈顯示，如腐蝕。ttf能夠檢測和區分對稱波和彎曲波，並且能顯示這兩種聲波。被顯示的反射作為提純的信號，在幅度與距離的a掃描顯示中，與常規的超聲波顯示相似，但是測量的時間基為幾十米，而不是釐米。
a掃描顯示：在a掃描的的信號被解釋之前，dac曲線被放到顯示器上，隨距離逐漸的衰減來自管道的環焊縫的信號，製作了真實的反射器，設置dac曲線。根據經驗，我們知道環焊縫(有正常的焊高)反射比管道的端部(即全反射)弱14db(5的係數)，此外，經驗也給出了管道壁厚9％截面損失產生比環焊縫遠小於12db的信號，26db水平線被作為評價信號的門檻。在a掃描上，有4個dac曲線：
0db曲線：管道端部或法蘭為近全反射，在試驗室的單根長管上可以證實，可以被作為設置絕對參考靈敏度，該參考一般為0db反射。如果顯示在a掃描顯示上，dac曲線是黑色的曲線。
-14db曲線：現場的環焊縫典型地提供20％(-14db)管道端部的當量反射率，同時從焊縫到焊縫有少量的變異，該前提在實踐中沒有很好的把握住。在a掃描圖上-14db的dac曲線是藍色的線。
-26db曲線：管道壁厚截面損失的9％與管道端部反射率的5％(-26db)相當，在a掃描的圖上，該門檻水平是綠色的線，判為異常線。異常接近但沒有超過-26db曲線，一般被判定為小缺陷，超過-26db曲線為中等曲線，大於-26db線直到-14db線為嚴重缺陷。
-32db曲線：–32db曲線為有效的測試範圍的決定因素，該因素使得可重複的異常有一個6db的或更好的信噪比。為了有效的解釋測試數據以及對於小異常充當測試範圍和靈敏度，知道信噪水平是必要的。
二、報告
ttf的操作者為解釋目的，使用a掃描顯示。對於一般的服務工作，客戶得到的僅僅是由ttf軟體生成的報告。為在報告中記錄信號，操作者簡單的使用屏幕的箭頭在a掃描圖中選擇有關的信號即可。程序自動的測量信號的峰值，作為在-14dbdac曲線的上或下的數值，從探頭的中心線測量信號前沿距離。如果允許，可以從測量距離的已知基點，給定一個坐標偏移，要比從探頭位置測量距離更好。ttf的報告也包含關於測試的信息，該信息進入程序設置的『用戶信息』頁，例如管道識別號碼測試位置和管徑，這些報告通常由在每個測試點採集的幾個處理數據文件的一個產生，所以報告可以利用不同的測試參數的其它的處理數據文件的觀察結果，例如測試頻率的範圍。
缺陷分級：對於檢測到的異常可定性為「小的」「中的」「嚴重的」，同時從理想的缺陷的反射幅度和其尺寸之間，有單一的關係，如大缺陷產生大的反射，真實缺陷的對應關係非常複雜。因此大的缺陷好像有大的響應，反過來將不是必然的，因為缺陷的形狀和取向也影響響應的幅度。-26db線是報告水平線，如果信號超過該線，對應的是一個理想的9％的區域缺陷響應當量。ttf是一個掃描工具，因此響應的分級為「中的」「嚴重的」，在對它們的解釋的選擇中，對該區域的檢測有更多的說明。「嚴重的」級別表示響應的幅度是可能的大缺陷；「小的」級別表示定義一個被觀察的信號，但是沒有超過報告水平線；記錄這樣的顯示，對於某些應用，對檢測到的這些小缺陷需要適當的監測，觀察該區域是否隨時間增長。對於「小的」指示為練習提供了有價值的基礎。ttf的信號解釋要求充分理解影響試驗輸出的因素，和其它任何高級的新的測試方法一樣，都需要解釋結果的豐富經驗，英國皮艾公司提供系統操作和結果解釋培訓。
上述本申請實施例中的技術方案，至少具有如下的技術效果或優點：
解決了現有的管道防腐檢測儀只能進行短距離檢測，檢測距離有限的技術問題，實現了系統設計合理，能夠進行長距離檢測的技術效果。
儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。