[实用新型]聚乙烯管道热熔接头的微波扫描检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及压力管道的检测领域，具体是一种聚乙烯管道热熔接头的微波扫描检测装置。

背景技术

聚乙烯(PE)管道具有许多卓越的性能，如耐低温、耐腐蚀、韧性好、抗开裂、连接方便、良好的抗刮能力、良好的快速裂纹传递抵抗能力等，在实践中其寿命为钢管的4倍。因此，聚乙烯管已成为城市输气管网、中低压供水管网的最佳选择。聚乙烯管道之间的连接方法主要有热熔对接(热熔焊接)和电熔连接两种。热熔对接的技术更为成熟，连接费用较低，因此在目前的实际应用中，特别是使用大公称直径管道的场合，聚乙烯管道的连接以热熔对接为主。热熔对接方法的具体过程如下：首先将聚乙烯管材的横截面端面处理平整，再用具有一定压力的加热板加热连接部位至熔融状态；然后移走加热板，施加压力将两个熔融端面用力压在一起；最后在稳定的压力作用下将两个部件连接固定，直至接头冷却。热熔焊接由于使用了热工具，管材的加热熔融和熔接两个步骤是分开进行的，熔接时熔体易发生错位，从而在热熔接头内部产生较大的内应力。热熔对接质量受人为因素的影响较大，因此聚乙烯管道热熔接头处可能存在各种不同的缺陷，主要包括裂纹、未熔合、气孔、夹杂、冷焊(cold weld)等。其中，对冷焊缺陷的检测是最困难的，因为这种缺陷一般不会引起接头处宏观结构的变化，比如形成空隙、剥离等。接头处的缺陷对聚乙烯管道的安全性是一个很大的威胁，绝大多数聚乙烯管道事故都是由接头缺陷引起的。因此，要提高聚乙烯管道的安全性，必须提供有效可靠的接头缺陷检测方法和完善的接头安全评定方法。

现有的聚乙烯管道热熔接头的检测方法主要有破坏性检验和非破坏性检验两类。热熔接头的破坏性检验，本质上是对焊接界面粘接能力的评定。破坏性试验是一种抽检性质的检测方法，现阶段大多用于在热熔焊机厂家的产品开发。热熔接头的非破坏性检验主要指目视检测和超声检测。目视，检测还没有形成国家或行业标准，检测方法主要根据工程经验形成，检测时仅通过目测外观及尺寸来判断质量好坏，无法观察到焊接的内部缺陷，可靠性有所欠缺。超声检测能够直接获得材料内部的状态信息，可以对一些宏观缺陷进行判别，但是对工艺性缺陷(如冷焊)的检测比较困难。聚乙烯是一种高分子材料，相比金属材料会吸收和损耗更多的声波能量，并且由于其结构比金属材料复杂，易于增加声波的散射，这些都增加了聚乙烯管道接头超声检测的难度。更为重要的是，超声方法无法有效地检测聚乙烯管道焊接过程中产生的工艺性缺陷(如冷焊)。近年来，郑津洋、郭伟灿等人利用超声方法对聚乙烯管道电熔接头进行检测，提出了“冷焊特征线检测法”，可用于冷焊缺陷的检测和表征。但是，对于目前应用最为广泛的聚乙烯管道热熔接头的检测，目前仍未找到有效的检测手段。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种聚乙烯管道热熔接头的微波扫描检测装置，该检测装置具有可检测多种类型的缺陷、检测灵敏度和精度高、可靠性好等优点，特别是可以有效地检测冷焊等工艺性缺陷，操作简便，成本较低。

本实用新型提供的技术方案：

一种聚乙烯管道热熔接头的微波扫描检测装置，该检测装置包括：微波探头、机械扫描装置、扫描控制系统、信号转换系统、计算机，微波探头的一端安装于机械扫描装置上，微波探头的另一端与聚乙烯管道的热熔接头相对应；机械扫描装置安装在聚乙烯管道周向外部被检热熔接头旁边，计算机的输出端经扫描控制系统连接机械扫描装置，微波探头的输出端经信号转换系统连接计算机的输入端。

所述的聚乙烯管道热熔接头的微波扫描检测装置，微波探头包含一个微波发射器和A、B两个接收传感器，其中两个接收传感器并列放置，相隔1/4微波波长的距离。

所述的聚乙烯管道热熔接头的微波扫描检测装置，机械扫描装置包括直线步进电机和由直线步进电机带动的可以往复运动的探杆，微波探头固定在探杆的一端。

所述的聚乙烯管道热熔接头的微波扫描检测装置，信号转换系统包括位置传感器、信号放大器和数/模信号转换器，微波探头与位置传感器电连接，微波探头的电压信号输出端与信号放大器连接，位置传感器和信号放大器的输出端与数/模信号转换器连接，数/模信号转换器的输出端连接计算机。