宋忠良

沈陽(yáng)眾和檢測(cè)有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

管道是大多數(shù)工業(yè)設(shè)備中的重要構(gòu)件，然而管道在服役期不可避免的會(huì)受設(shè)計(jì)載荷、腐蝕等影響發(fā)生破裂，小則影響生產(chǎn)、生活，大則造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。為此，管道檢測(cè)就成為保障設(shè)備安全運(yùn)行的重要手段。20世紀(jì)90年代研究人員提出了一種適用于管道檢測(cè)的超聲導(dǎo)波法，該方法只需要在一個(gè)位置粘貼傳感器就可以對(duì)整條管道進(jìn)行檢測(cè)（一次可檢測(cè)20m-50m），非常適用于檢測(cè)遮蓋、架空等檢測(cè)人員不易直接接觸的管道。超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)自提出以來(lái)得到了廣大科技人員的關(guān)注。超聲波在超聲波管道介質(zhì)中的傳播在接觸界面后會(huì)產(chǎn)生反射，并且波形會(huì)相互轉(zhuǎn)化或相互干擾。超聲波導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)可用于長(zhǎng)距離管道的快速檢測(cè)，有效減少人工強(qiáng)度，也能夠?qū)φ麄€(gè)管道的缺陷進(jìn)行全面判斷。

1 管道傳感器檢測(cè)泄漏方法

1.1 聲傳感器檢測(cè)法

氣體傳輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生非常高的壓力，如果氣體破裂或腐蝕，則會(huì)向外噴射巨大的聲響，管道的相互作用聲源會(huì)向外輻射巨大的能量形成聲波，這就是管道泄漏所發(fā)出的聲音。利用傳感器能夠?qū)τ蛇@些泄漏引起的聲發(fā)射信號(hào)可以被迅速收集和處理，并且泄漏的具體位置可以被準(zhǔn)確地測(cè)量[1]。

1.2 電纜檢測(cè)法

泄漏檢測(cè)電纜就是采用特殊的泄漏檢測(cè)電纜，沿管道鋪設(shè)，如果管道泄漏，電纜的電容或電阻將發(fā)生明顯變化，迅速轉(zhuǎn)換為電或光信號(hào)，利用傳感器能夠?qū)π孤┑牡攸c(diǎn)進(jìn)行快速檢測(cè)，幫助維修人員定位。

1.3 壓力傳感器檢測(cè)法

當(dāng)管道發(fā)生泄漏時(shí)，由于流體是物體，泄漏處會(huì)產(chǎn)生局部的液體減少，產(chǎn)生瞬時(shí)的壓力差。在泄漏點(diǎn)和泄漏點(diǎn)下面都有生命活動(dòng)，傳播速度快，以泄漏前壓力為參照標(biāo)準(zhǔn)，所產(chǎn)生的減壓波又稱(chēng)為負(fù)壓力波可以在上游和下游快速傳播，迅速衰減，具有垂直的前沿，可以在上游和下游安裝傳感器，監(jiān)視管道壓力并快速捕獲壓力變化以準(zhǔn)確判斷發(fā)生管道泄漏事故的負(fù)壓力波上下管道，檢測(cè)時(shí)間差，與管道配合使用。通過(guò)速度分析，精確地計(jì)算出泄漏點(diǎn)。

1.4 超聲波檢測(cè)法

當(dāng)超聲波在管道中傳播介質(zhì)時(shí)，界面會(huì)來(lái)回反射以形成復(fù)雜的波形轉(zhuǎn)換。選擇不同的傳感器，激勵(lì)單一或不同模態(tài)導(dǎo)播對(duì)管道進(jìn)行快速檢查。超聲導(dǎo)波技術(shù)可以對(duì)難以接觸到的管道進(jìn)行檢測(cè)。這種技術(shù)可以精確定位管道上需要進(jìn)一步檢測(cè)的區(qū)域，從而避免了在沒(méi)有探測(cè)到缺陷的情況下，挖掘土地、去除涂層、搭建腳手架等一系列不必要的工作。這種技術(shù)的使用不僅可大量減少操作費(fèi)用，而且對(duì)于不能使用清管器的管道來(lái)說(shuō)，還是一種有效的檢測(cè)方案。超聲導(dǎo)波技術(shù)可以從管道上的一個(gè)單一檢測(cè)位置普測(cè)整個(gè)管壁，可覆蓋的管道長(zhǎng)度達(dá)幾十米；而常規(guī)UT技術(shù)只能檢測(cè)傳感器下面或附近的局部區(qū)域[2]。超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)可以普測(cè)整個(gè)管壁，從探頭組裝圈位置開(kāi)始，可覆蓋組裝圈兩側(cè)以外幾十米長(zhǎng)的管道距離。完成超聲導(dǎo)波檢測(cè)后，只需對(duì)管道上帶有缺陷的特定位置進(jìn)行驗(yàn)證性檢測(cè)。超聲導(dǎo)波系統(tǒng)與其它NDT技術(shù)結(jié)合在一起使用，有助于在不影響數(shù)據(jù)質(zhì)量的情況下，最大限度地提高完成腐蝕管理項(xiàng)目的效率。

1.5 漏磁檢測(cè)法

漏磁檢測(cè)主要是利用鐵磁材料的高磁導(dǎo)率來(lái)測(cè)量管道泄漏引起的磁導(dǎo)率變化。管道漏磁就是指管道關(guān)閉磁化之后，根據(jù)傳感器檢測(cè)管壁泄漏的具體情況，來(lái)確定管道中的泄漏點(diǎn)具體位置。

2 超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用方向及發(fā)展趨勢(shì)

管道在敷設(shè)過(guò)程中部分管段需要跨越河流、水庫(kù)、鐵路、國(guó)道等，敷設(shè)環(huán)境惡劣，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工、檢驗(yàn)維修困難。常規(guī)的檢驗(yàn)方法需要埋地段大面積的土方開(kāi)挖，架空段保溫拆除，以達(dá)到對(duì)管道本體的局部檢測(cè)，并不能全方位地對(duì)整條穿跨越段進(jìn)行檢測(cè)。超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)只需要在管道附近架設(shè)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，就可以輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)整條管道情況的檢測(cè)，相對(duì)來(lái)說(shuō)降低了檢測(cè)成本，提高了檢測(cè)效率和檢驗(yàn)質(zhì)量[3]。

超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)能夠利用聲波和回波，穿透管道厚度的原理，實(shí)現(xiàn)管道的檢測(cè)。超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)還處于起步階段，并沒(méi)有得到普遍意義上的應(yīng)用和推廣，在未來(lái)推進(jìn)超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，還需要從下列幾點(diǎn)入手。

2.1 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室資源轉(zhuǎn)化效率，提升超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的實(shí)用效率

實(shí)驗(yàn)室資源轉(zhuǎn)化效率是一項(xiàng)技術(shù)是否具有實(shí)用價(jià)值的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，因此，超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)需要加強(qiáng)實(shí)踐研究和試驗(yàn)，增強(qiáng)其在管道檢測(cè)中的實(shí)用性。在這一過(guò)程中，需要管道相關(guān)企業(yè)給予實(shí)驗(yàn)室相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持和場(chǎng)地支持，穩(wěn)步推進(jìn)超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)在管道中的應(yīng)用。

2.2 增強(qiáng)資金設(shè)施支持，推進(jìn)信號(hào)分析技術(shù)研究和發(fā)展

一項(xiàng)新技術(shù)的誕生和發(fā)展需要前期的大量投入，因此，政府相關(guān)部門(mén)以及科研院校應(yīng)該增強(qiáng)超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的資金以及軟硬件設(shè)施支持，加強(qiáng)國(guó)外學(xué)習(xí)等，不斷提升超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確性。加強(qiáng)信號(hào)分析技術(shù)的研究和發(fā)展是推進(jìn)超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)在管道中應(yīng)用的關(guān)鍵。

2.3 重視超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)人才培養(yǎng)

超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)屬于高新檢測(cè)技術(shù)，需要重視人才的培養(yǎng)。這需要相關(guān)檢測(cè)機(jī)構(gòu)加強(qiáng)與科研院校的合作和人才對(duì)接工作，能夠?qū)蛹夹g(shù)發(fā)展需求和人才培養(yǎng)方向，為我國(guó)管道超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展培養(yǎng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的專(zhuān)業(yè)人才。

總之，管道導(dǎo)波檢測(cè)利用傳感器能夠快速激勵(lì)和接收導(dǎo)波，對(duì)管道故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。傳感器是否能夠有效激勵(lì)或接收超聲導(dǎo)波，與管道尺寸導(dǎo)波特點(diǎn)和工況具有非常緊密的聯(lián)系，只有選擇性能良好超聲導(dǎo)波頭傳感器，可以刺激單個(gè)或多個(gè)不同模式的導(dǎo)波，對(duì)管道進(jìn)行全面檢測(cè)。