CN101539540A - 钢管杆埋藏部分杆身腐蚀的超声导波检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢管杆埋藏部分杆身腐蚀的超声导波检测方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将超声导波传感器放置在钢管杆地表以上无覆盖物的外壁表面，将一定频率的超声波以27°～52°角度入射并耦合到钢板中；(2)当超声导波在前进方向遇到截面突变或壁厚明显变化时，其一部分能量即被反射回来，传感器将反射波接收；(3)分析传感器拾取的回波信号，判断缺陷的位置、形状和大小尺寸；(4)使传感器绕杆身移动一周，进行各方位检测，并将检测数据保存；(5)利用工控机中的分析程序对保存下来的数据结果进行分析，得出检测结果。利用本发明的方法可实现对钢制管塔地表以下埋地部分的腐蚀状况进行检测，且检测速度快、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测输电电网中的钢管塔内、外壁腐蚀缺陷的腐蚀检测装置，尤其是涉及一种利用超声导波模式、可以实现对钢管塔埋地部分进行非接触检测的超声导波腐蚀检测方法，属于电力系统检测技术领域。
背景技术
输电电网使用的钢管塔通常是钢板卷筒焊接加工而成，在江南及沿海地区埋地或混凝土护墩内极易发生腐蚀而造成倒塔事故。因此，需要对钢管塔的埋地部分的腐蚀状况进行定期的检测，给出腐蚀损伤状况的报告，并根据报告判断钢管塔能否继续使用及可以继续使用的年限，从而实现对钢管塔安全使用状况进行监测。
传统的对钢管塔地表以下埋地部分的腐蚀状况进行检测的方法是使用超声波装置进行检测，这种方法只能检测到传感器下的管壁的厚度或缺陷，需要逐点进行检测，检测工作量大，工作效率不高。对输电线路钢管杆腐蚀传统检测方法是采用普通超声脉冲回波法测厚，该方法只能对传感器直接接触的杆身部位进行壁厚测量，而对于腐蚀危险程度较高的埋地部分和水泥护墩内杆身的腐蚀则长期缺乏有效的检测手段。此外普通超声波属于逐点抽样检测方法，比较适合用于监测杆身的均匀腐蚀，对局部腐蚀的检出率则依赖抽样密度的大小，工程实践中经常存在漏检的情况。钢管杆腐蚀的存在将减小结构承载截面，引起局部应力集中诱发裂纹，严重威胁输电网安全可靠运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种快速检测钢制管塔地表以下埋地部分的腐蚀状况的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种钢管杆埋藏部分杆身腐蚀的超声导波检测方法，超声导波与传统超声波检测存在很大区别，传统的超声波检测法只能检测到传感器下管壁的厚度或缺陷，需要进行逐点检测，而超声导波则能使超声波的声场遍及整个试件，可在钢板内沿壁厚均匀传播，而且导波的衰减很小，因此一次检测距离传感器数米的范围。导波的传播受频率和壁厚的影响，当波在前进方向遇到管壁厚度的变化时，其一部分能量即被反射回。通过分析传感器拾取的信号可实现对钢板腐蚀类缺陷的全面快速检测。
具体步骤如下：
(1)将超声导波传感器放置在钢管杆地表以上无覆盖物的外壁表面，将一定频率的超声波以27°～52°角度入射并耦合到钢板中，该超声波在钢板平行的上下表面间多次来回反射，这些往返的波将会产生复杂的波形转换，并且波与波之间会发生复杂的干涉，形成某种特定模态的导波沿钢板向前传播；
(2)当超声导波在前进方向遇到截面突变或壁厚明显变化时，其一部分能量即被反射回来，传感器将反射波接收；
(3)分析传感器拾取的回波信号，判断缺陷的位置、形状和大小尺寸；
(4)使传感器绕杆身移动一周，进行各方位检测，并将检测数据保存，即可实现对钢管杆埋地和混凝土护墩埋藏部分杆身局部腐蚀或裂纹缺陷的长距离快速检测；
(5)利用工控机中的分析程序对保存下来的数据结果进行分析，得出检测结果。
本发明所达到的有益效果：
本发明的钢管杆埋藏部分杆身腐蚀的超声导波检测方法，通过以上步骤，利用超声导波的特性，改变了原先钢制管塔筒壁埋地部分的腐蚀状况无法进行检测的状态，超声波探头只需沿一条线移动不需要逐点放置，即可实现对钢制管塔地表以下埋地部分的腐蚀状况进行检测，检测可靠性高，检测速度快、效率高，且使用范围广，可用于板厚5～40mm的钢管杆腐蚀检测。
附图说明
图1为本发明的钢管塔埋地部分腐蚀超声导波检测方法示意图。
具体实施方式
本发明的超声导波传感器在外壳内设置有有机玻璃楔块和阻尼块，在所述有机玻璃楔块上设置有压电晶片，所述压电晶片通过引线与外壳外的插接口相接。
图1为本发明钢管塔埋地部分腐蚀超声导波检测方法示意图。在检测中的工作过程为：
首先，按照被测钢管塔杆身的壁厚，制作不同深度人工缺陷的对比试板；然后使用超声导波检测系统对该试板进行测试，并制作各深度人工缺陷的距离波幅曲线。
再进行仪器调整，利用试板调整好仪器的时基扫描速度；其次在被测钢管杆上找到端部回波信号，确定实际最大检测距离；再根据被测对象表面状况确定补偿量，必要时可在被测对象上制作一个与对比试块相同的标准反射体进行比对；最后确定仪器扫查灵敏度。
然后按照所述检测步骤进行现场检测。
(1)将超声导波传感器11放置在钢管杆12地表以上无覆盖物的外壁表面，将一定频率的超声波以27°～52°角度入射并耦合到钢板中，该超声波在钢板平行的上下表面间多次来回反射，这些往返的波将会产生复杂的波形转换，并且波与波之间会发生复杂的干涉，形成某种特定模态的导波沿钢板向前传播；
(2)当超声导波在前进方向遇到截面突变或壁厚明显变化时，其一部分能量即被反射回来，传感器将反射波接收；
(3)分析传感器拾取的回波信号，判断缺陷的位置、形状和大小尺寸；
(4)使传感器11绕杆身移动一周，进行各方位检测，并将检测数据保存，即可实现对钢管杆12埋地和混凝土护墩埋藏部分杆身局部腐蚀或裂纹缺陷13的长距离快速检测；
(5)利用工控机中的分析程序对保存下来的数据结果进行分析，得出检测结果。
进行结果分析：利用分析软件对保存下来的数据结果进行分析。
进行结果验证：对检测结果分析腐蚀较严重的钢管杆进行更换，并实体解剖检查验证。表1为在一次检测过程中检测结果与实际情况对照表。
表1
| 缺陷编 | 距离探头 | 实际距离 | 测得缺陷 | 缺陷实际 | 缺陷深度 | 实际深度 |
| 号 | 距离 | 探头距离 | 尺寸 | 尺寸 | 判断 | |
| 1 | 243.1mm | 240 | 52 | 55 | ＜20％深度 | 15％ |
| 2 | 129.1mm | 130 | 20 | 5 | ＜20％深度 | 约20％ |
| 3 | 251.9mm | 250 | 54 | 60 | ＜20％深度 | 10％ |
从以上结果看，该工艺方法能够检出钢管塔上的腐蚀缺陷，定位较精确，定量结果满足对钢管杆结构安全评价对精度的要求。
除上述实施例外，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种钢管杆埋藏部分杆身腐蚀的超声导波检测方法，其特征在于：包括以下步骤
(1)将超声导波传感器放置在钢管杆地表以上无覆盖物的外壁表面，将一定频率的超声导波以27°～52°角度入射并耦合到钢板中；
(2)当超声导波在前进方向遇到截面突变或壁厚明显变化时，其一部分能量即被反射回来，传感器将反射波接收；
(3)分析传感器拾取的回波信号，判断缺陷的位置、形状和大小尺寸；
(4)使传感器绕杆身移动一周，进行各方位检测，并将检测数据保存，即可实现对钢管杆埋地和混凝土护墩埋藏部分杆身局部腐蚀或裂纹缺陷的长距离快速检测；
(5)利用工控机中的分析程序对保存下来的数据结果进行分析，得出检测结果。
2.根据权利要求1所述的钢管杆埋藏部分杆身腐蚀的超声导波检测方法，其特征在于：在所述步骤1)中，所述超声导波传感器在外壳内设置有有机玻璃楔块和阻尼块，在所述有机玻璃楔块上设置有压电晶片，所述压电晶片通过引线与外壳外的插接口相接。
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