基于超声波的管道防腐层内检测研究

发布时间：2020-06-30 20:42

【摘要】：长输油气管道作为当今最主要的石油天然气运输工具,其安全问题显得更加重要。管道防腐层作为管道的第一层防护措施,一旦出现破损或剥离,管道在土壤和水分的腐蚀下可能造成油气泄漏,后果不堪设想。对于管道防腐层的检测目前有很多方法,比如密间隔电位检测技术CIPS技术、多频管中电流法(PCM)等。超声波检测管道防腐层具有灵敏度高,传播距离远等优点。利用防腐层对超声波能量的吸附作用,造成能量的衰减,判断超声波能量的变化来检测防腐层是否剥离。针对超声波检测管道防腐层剥离问题,研究了超声波斜入射在双层介质中的传播特性。从能量角度分析了超声波在防腐层完好的双层板、防腐层完全剥离的单层钢板的能量变化。实验中选用2.5MHz、K2(倾角为63度)的斜探头在不同探头间距的情况下对防腐层完好的双层板以及防腐层完全剥离的单层板进行检测,得到能量的变化;研究了超声波垂直入射双层介质的传播特性,对于超声波传播进入双层介质每一层中的能量变化进行了深入研究。实验中选用直探头防腐层完全剥离的单层板和防腐层完好的双层板进行检测,得出了实验条件下防腐层对超声波造成的能量衰减大小;对于防腐层剥离的定量分析,对已知不同长度的防腐层剥离进行检测,采用matlab算法和C#编程语言对数据进行处理,取得防腐层剥离边缘的能量值,使用此值对未知防腐层剥离长度的双层板进行检测,验证了取值方法的可行性,实现对防腐层剥离长度的检测。结果表明,超声波在单层板中的能量大于双层板中的能量;斜探头间距为1.8cm时,接收到的超声波能量最大。随着直探头从单层钢板向双层板移动进行检测,得出超声波能量衰减的大小;对于8cm长度的矩形防腐层剥离的定量,使用2.5MHz的直探头检测得出检测结果为7.65cm;使用5MHz的直探头检测得出检测结果为7.76cm,为工程应用中使用直探头检测管道防腐层剥离提供了理论依据和可实行的方案。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE988.2
【图文】：

管道,无损检测技术

造成资源的浪费以及对国民安全造成威胁[1]。国家投入大量资金来预防管道的老化泄漏造成的危害[2]。如图1.1 为输油管道起火爆炸后的抢修图。图 1.1 管道爆炸抢修图Fig.1.1 Pipeline explosion repair map随着管道运输行业的兴起，管道运输和管道维护越来越成为世界范围内关注的问题，为了能够安全运输石油、天然气，各国投入了大量人力物力，极大程度上提高了安全系数。无损检测技术是在保证被检试件完整的前提下，对其安全性能、工艺性能进行检测。无损检测对检测技术要求高于传统检测手段。五大无损检测技术包括渗透、射线、超声、涡流以及磁粉检测，具有无害、灵敏度高等优点[3]。超声波检测技术在当今社会上各个行业都发挥着重要作用，其具有广泛的应用前景。越来越受到无损检测行业的青睐。超声波检测技术能够进行金属、非金属和复合材料的检测。在管道防腐层的检测中，超声波对被检试件具有很强的穿透能力，是一种无害的无损检测技术，超声波也不会对被测试件造成任何压力，对管道以及防腐层不会造成损害[4]。沈阳工业大学硕士学位论文

示意图,斜探头,实物,防腐层剥离

侧的距离小于 2 x时，折射纵波经过防腐层剥离回波幅值小于探头位于其他位置的回波幅值。图及实物图如图 4.3 和 4.4 所示。图 4.3 实验装置示意图Fig.4.3 Schematic diagram of an experimental device板腐层12cm示波器计算机超声波探伤仪衰减电路xy压电晶片

【参考文献】