[发明专利]一种长输油气管道全缺陷组合超声阵列无损扫查方法

说明书

本发明公开了一种长输油气管道全缺陷组合超声阵列无损扫查方法，包括阵列扫查组合超声探头装置结构的布置方法和所有类型缺陷的定量方法；其中，阵列扫查组合超声探头装置结构的布置方法和所有类型缺陷的定量方法实现管壁内部的气孔、夹杂和与管轴平行的周向缺陷、管道内外壁腐蚀情况、管壁内部径向和轴向裂纹缺陷的检测与定量。本发明实现管壁内部的气孔、夹杂和与管轴平行的周向缺陷、管道内外壁腐蚀情况、管壁内部径向和轴向裂纹缺陷的检测与定量。

技术领域

本发明涉及一种长输油气管道全缺陷组合超声阵列无损扫查方法，属于无损检测技术领域。该方法能检测输油管道内外壁的腐蚀缺陷和壁内任意方向的裂纹缺陷及其他小缺陷并对其量化。

背景技术

长输油气管道阵列扫查组合超声探头是一种新型的管道超声内检测传感器阵列，是超声内检测技术智能猪（Ultrasonic Intelligent Pig）的一种，可放置于油气管道内部，单次通过管道时，可扫查管道内外壁的腐蚀凹坑缺陷和壁内任意方向的裂纹缺陷及其他小缺陷。超声内检测技术由于其具有适用于长距离埋地管道和海底管道的缺陷检测和可检缺陷种类多、成像分辨率高、检测效率高等特点，近年来在国内外得到迅速发展。

长距离超声内检测技术是一项多学科融合的高新技术，目前国外掌握该技术的公司有美国GE公司、NDT Global公司与Tuboscope公司、德国Pipetronix公司、AG公司与Foerster公司、英国PII公司与GUL公司、加拿大Enbridge公司、日本钢管株式会社（NKK）、荷兰A.Hak公司与RED公司、俄罗斯NGKS公司等。国内的一些高校和研究机构近来也在跟进超声内检测的研究，如上海交通大学研发了一套φ325mm海底管线超声检测系统工程样机及其标定试验系统，山东特检院自主研制的国内第一台输油管道超声波内检测机器人，但两套系统的长距离管道检测实用性仍在探索之中。此外，国内中国石油大学、清华大学、天津大学、浙江大学、南京理工大学、大连理工大学等院校也进行了管道超声内检测的相关研究。从需求和成本上考虑，现在大多数公司和科研单位研制的长距离超声内检测管道猪（UI-Pig），如专利ZL200520107451.1提出的长输管道在役检测刚性阵列超声探头环装置，均采用沿径向入射超声纵波的检测方式进行管道内外壁的腐蚀缺陷进行定量检测，不能有效检测出管壁内裂纹等微小缺陷。山东特检院研制的超声内检测机器人与美国专利4964059公开的长输管道超声检测机器人（US-Pig)相似，其超声探头是固定在圆柱形塑性载体沟槽内，此装置的主缺点是在石油管道中，由于载体紧贴管道内表面高速运行，管道内壁残留的石蜡等污物会阻碍扫查运动，沟槽内的污物如果长时间停留，也会影响超声波的传播而造成缺陷检测的误判。专利ZL 106093196A提出一种管道缺陷超声内检测复合传感器阵列及缺陷定量方法，这种方法在原有纵波检测腐蚀缺陷的基础上，增加了单方向沿管道周向和轴向的折射横波检测裂纹的方式。但该方法并不能检测管道壁中所有走向的裂纹缺陷，如与折射横波传播方向平行的裂纹就会漏检。

本发明所述方法可以弥补上述发明方法的不足，是一种全新的设计思路和实用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时能检测管道腐蚀体积型缺陷和所有方向裂纹缺陷的长输油气管道全缺陷组合超声阵列无损扫查方法，实现管壁内部的气孔、夹杂和与管轴平行的周向缺陷、管道内外壁腐蚀情况、管壁内部径向和轴向裂纹缺陷的检测与定量。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：

一种长输油气管道全缺陷组合超声阵列无损扫查方法，包括阵列扫查组合超声探头装置结构的布置方法和所有类型缺陷的定量方法；其中，阵列扫查组合超声探头装置结构的布置方法和所有类型缺陷的定量方法实现管壁内部的气孔、夹杂和与管轴平行的周向缺陷、管道内外壁腐蚀情况、管壁内部径向和轴向裂纹缺陷的检测与定量。

进一步，阵列扫查组合超声探头装置结构的布置方法如下：