CN105651856A - 管道腐蚀在线检查的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种管道腐蚀在线检查的装置及方法，利用超声导波对管道进行检查，对保温层的管道来讲，仅拆除1/30的保温与搭1/30的脚手架即可满足约30米的检验检查要求，因此可节约29/30的费用(未扣除超声导波长距离检查费与普通检查费的超支部分)，另外，若拆除保温材料，则增加了废旧保温材料的固废物处理，对企业当前的节能减排、环境保护增加了负担。对埋地管道的非开挖检查，从运用非开挖防腐层检查来推断管道的可能存在腐蚀情况，变为直接检查管道的腐蚀状况成为可能，同样提高了判断管道完好状况的正确概率。

Description

管道腐蚀在线检查的装置及方法

技术领域

本申请涉及管道腐蚀在线检查领域，尤其是涉及一种管道腐蚀在线检查的装置及方法。

背景技术

核电站又称核电厂，它指用铀、钚等作核燃料，将它在裂变反应中产生的能量转变为电能的发电厂。

在核电站中，厂用水管是电厂基础设施的关键部分，直接影响着电厂的寿命。目前电站厂用水金属管道内部和埋地管道容易腐蚀。尤其是埋地管道，当管道埋于地下后，经过多年的运营，管道的外防腐层不可避免要发生老化。

该用水金属管道内部和埋地管道不可见腐蚀通常难以发现，现有处理方法都是在发生问题后才进行检修处理，维修管理非常被动。而其常规的检查方法需大量的拆装管道，这对电站而言是很难给出检查窗口的，而且这种检查方法的效果也不佳。

从目前看来，如何有效控制管道腐蚀是一个难题，因一旦发生腐蚀问题，不仅导致严重的经济损失，还可能引发人身伤亡等事故。

因此，在设备腐蚀初期及时发现问题，并采取预防措施，是减少损失，预防事故发生的关键。

发明内容

本申请提供一种管道腐蚀在线检查的装置及方法。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种管道腐蚀在线检查的装置,包括：

超声导波探头模块，所述超声导波探头模块用于对被检查管道进行导波检查；

主机，所述主机与超声导波探头模块连接；

以及数据采集终端，所述主机与数据采集终端连接。

作为所述管道腐蚀在线检查的装置的进一步改进，所述主机与超声导波探头模块之间采用八根5芯数据线进行连接。

本申请还提供一种采用上述任一项实施例所述管道腐蚀在线检查的装置的方法,包括步骤：

选取测量点步骤：在待检查管道上选取测量点；

安装步骤：按照上述实施例安装好管道腐蚀在线检查的装置，并将所述超声导波探头模块安装在测量点上；

采集数据步骤：启动安装步骤中安装好的设备进行测量，数据采集终端记录检查数据；

分析数据步骤：对采集数据步骤中所记录的检查数据进行分析处理，获知被检查管道的腐蚀情况。

作为所述管道腐蚀在线检查的方法的进一步改进，在选取测量点步骤中，根据待检查管道的长度选取测量点。

作为所述管道腐蚀在线检查的方法的进一步改进，所述根据待检查管道的长度选取测量点是指根据被测量管道的总长度平均分配测量点。

作为所述管道腐蚀在线检查的方法的进一步改进，在选取测量点步骤中，所述测量点的选取避开管道支架。

作为所述管道腐蚀在线检查的方法的进一步改进，所述测量点选择在远离弯管和法兰的管道直管段上。

作为所述管道腐蚀在线检查的方法的进一步改进，所述安装步骤中，所述超声导波探头模块机械式压紧耦合到待检查管道上，进行声波的激发和接收。

作为所述管道腐蚀在线检查的方法的进一步改进，所述安装步骤中，所述超声导波探头模块环绕在待检查管道外壁上。

作为所述管道腐蚀在线检查的方法的进一步改进，在分析数据步骤中，由A-SCAN检查结果和聚焦检查结果来综合判断，其判断使用的是英国TWI的导波检查标准。

本申请的有益效果是：

本申请所提供的管道腐蚀在线检查的装置及方法中，利用超声导波对管道进行检查，由于超声导波的脉冲可穿透整个管壁，并向前传播数十甚至上百米，当它在传播过程中碰到管壁中任何缺陷，异质体或形状变化时，回波脉冲同样通过管壁返回传感器而被接收，通过汇总数据进行分析，可得出管道内外部腐蚀状态结论。

附图说明

图1为本申请超声导波检查管道原理示意图；

图2为本申请管道腐蚀在线检查的装置一种实施例的示意图；

图3为图2所示实施例中超声导波探头模块与管道结构示意图；

图4为本申请管道腐蚀在线检查的方法一种实施例中采集信号简图；

图5为本申请管道腐蚀在线检查的方法一种实施例的示意图。

图中标号所指为：

1、管道；

11、管壁；12、焊缝；12a、直管道部分焊缝；12b、弯头管道部分焊缝；13、法兰；14、弯头；15、支架；

2、超声导波探头模块；

3、主机；

4、数据采集终端；

5、腐蚀点。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于本对申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

导波(即guidedwave)是井内波场中斜射到井壁上，在井壁间多次反射和沿井传播，并径向干涉的那些波。对于地层横波速度大于井中流体波速的硬地层，井中以大于横波全反射角射向井壁的波，即使经过井壁间多次反射，能量也不会散失到井外，这部分波径向干涉形成驻波所对应的导波，沿井传播没有衰减，统称为传播模式。伪瑞利波和斯通利波就属于这一类。

超声导波类似于平板中的板波，也就是兰姆波，它激发的超声波频率更低(数十kHz)，这种超声波的脉冲可穿透整个管壁，并向前传播数十甚至上百米，当它在传播过程中碰到管壁中任何缺陷，异质体或形状变化时，回波脉冲同样通过管壁返回传感器而被接收，通过汇总数据进行分析，可得出管道内外部腐蚀状态结论。

本申请使利用超声原理，实现管道内外壁腐蚀情况的在线检查。

超声导波检查的优点是能传播长距离而衰减很小，在一个位置固定脉冲回波列阵就可一次性对管壁进行长距离大范围的100％快速检查(100％覆盖管道壁厚)，检查过程简单，不需要耦合剂，工作温度可达到零下40摄氏度到938摄氏度的高温范围，只需要剥离一小块防腐层以放置探头环即可进行检查，特别是对于地下埋管不开挖状态下的长距离检查更具有独特的优势。

实施例一：

请参考图1，将超声导波探头模块2安装到管道1上，该超声导波可长距离检查，取一点(例如0.3米)，可以进行至少30米内的管道1进行检验检查。

超声导波检查是以探头环位置发射低频导波沿管线向远处传播，甚至在保温层下面传播，一次就能在一定范围内100％覆盖长距离的管壁11进行测量，反射回波经探头被仪器接收，并以此评价管道1的腐蚀状况，架设在一个探头位置的探头列阵可向两侧长距离的发射导波和接收回波信号，从而可对探头套环两侧的长距离管壁11作100％的检查，从而达到更长的检查距离，理想状态下可以沿管壁11单方向传播最长达200米。

具体地，请参考图2，本实施例首先提供一种管道腐蚀在线检查的装置，其包括超声导波探头模块2、主机3以及数据采集终端4。

该超声导波探头模块2用于对被检查管道1进行导波检查，通常可以是一个探头环。

在本实施例中，请参考图3，超声导波探头模块2环绕在待检查管道1外壁上。

进一步地，超声导波探头模块2可通过夹具，以机械式压紧耦合到待检查管道1上，进行声波的激发和接收。

例如，可通过夹具将超声导波探头模块2机械式压紧耦合到待检查管道1上。

当然，在其他实施例中，也可选择用胶将压电陶瓷片直接粘贴在管道1表面来激励和接收超声导波信号。

该两种方式相比，通过夹具将超声导波探头模块2机械式压紧耦合到待检查管道1上这种方式便于安装和拆卸，更适合于环境一般都比较恶劣的管道检查。

而采用胶将压电陶瓷片直接粘贴在管道1表面这种方式，将导致压电陶瓷片得不到重复使用,不但造成了资源的浪费,而且对所接收到的信号产生影响,给信号的提取以及分析都造成了很大的不便。

而且采用直接把压电陶瓷粘贴在管道1上的方法显然不利于探头的重复使用,尤其对不同点多次测量而言。

总之，以上方式操作者可视具体情况进行选择。

该主机3与超声导波探头模块2连接。

该数据采集终端4与主机3连接，用于对主机3采集的数据进行处理，该数据采集终端4可以是计算机。

其中，主机3与数据采集终端4之间采用标准USB线进行数据传输，而主机3与探头模块2之间使用较为复杂的专用八根5芯数据线进行连接。

本实施例一提供的管道腐蚀在线检查的装置，利用超声导波对管道1进行检查，由于超声导波的脉冲可穿透整个管壁11，并向前传播数十甚至上百米，当它在传播过程中碰到管壁11中任何缺陷，异质体或形状变化时，回波脉冲同样通过管壁11返回传感器而被接收，通过汇总数据进行分析，可得出管道1内外部腐蚀状态结论。

实施例二

请参考图2和图5，本实施例二进一步提供一种配合以上装置使用的方法，该方法包括：

选取测量点步骤：在待检查管道1上选取测量点；

安装步骤：按照上述实施例所述安装好管道腐蚀在线检查的装置，并将所述超声导波探头模块2安装在测量点上；

采集数据步骤：启动安装步骤中安装好的设备进行测量，数据采集终端4记录检查数据；

分析数据步骤：对采集数据步骤中所记录的检查数据进行分析处理，获知被检查管道1的腐蚀情况。

具体地，在选取测量点步骤中，根据待检查管道1的长度选取测量点。

这里所说的根据待检查管道1的长度选取测量点是指根据被测量管道1的总长度平均分配测量点。

例如，可选择20个测量点。

进一步地，在选取测量点步骤中，测量点的选取应避开管道支架15。

进一步地，在选取测量点步骤中，测量点选择在远离弯管14和法兰13的管道1直管段上。

在选取测量点步骤中，点与点之间并没有固定距离，只要避开管道支架15、方便探测模块运行即可。

进一步地，在分析数据步骤中，检测结果的判断主要由A-SCAN检测结果和聚焦检测结果来综合判断，其判断使用的是英国TWI的导波检测标准来进行判定和评价。

请参考图4，该图4中表示的是本实施例采集信号简图。其中，12a表示直管道1部分焊缝对应的波形，12b表示弯头管道1部分焊缝所对应的波形，15表示支架部分所对应的波形，5表示腐蚀部分所对应的波形。

请参考图1和图4，本实施例正是利用超声导波对管道1进行检查，由于超声导波的脉冲可穿透整个管壁11，并向前传播数十甚至上百米，当它在传播过程中碰到管壁11中任何缺陷，异质体或形状变化时，回波脉冲同样通过管壁11返回传感器而被接收，通过汇总数据进行分析，可查出管道1内外部腐蚀部分5，从而得出腐蚀状态结论。

进一步地，在其他实施例中，由于核电站特殊性，在当将设备运至检查现场，并按核电站要求进行存放，即按照核电现场管理要求，办理设备入场证件，由指定通道运输，存放在指定地点并张贴“现场物料存放证”。

当要进行检查时，才从指定地点取出进行使用。

进一步地，在整个测量过程中，以下几个方面也值得注意：

A.选择合适的探头模块2和夹具；

这里所说的合适是指能够与管道1很好耦合的探头

B.首次检测时可先在被测管道1上进行校准。

C.选择合适的检测频率的聚焦点。

D.合理的筛选可疑点进行判断和评价。

进一步地，以下几个是常容易对检测结果造成影响的因素:

A.探头和接线在组装过程中的误操作。

B.探头模块2耦合不佳，则导致测量结构虚假。

对此，可通过多次重复测量的方式来克服该问题。

C.频率的选择以及平衡点的选择不恰当。

本实施例二提供这种管道腐蚀在线检查的方法，利用超声导波对管道1进行检查，由于超声导波的脉冲可穿透整个管壁11，并向前传播数十甚至上百米，当它在传播过程中碰到管壁11中任何缺陷，异质体或形状变化时，回波脉冲同样通过管壁11返回传感器而被接收，通过汇总数据进行分析，可得出管道1内外部腐蚀状态结论。

采用本实施例所示方法，对保温层的管道1来讲，仅拆除1/30的保温与搭1/30的脚手架即可满足约30米的检验检查要求，因此可节约29/30的费用(未扣除超声导波长距离检查费与普通检查费的超支部分)，另外，若拆除保温材料，则增加了废旧保温材料的固废物处理，对企业当前的节能减排、环境保护增加了负担。对埋地管道1的非开挖检查，从运用非开挖防腐层检查来推断管道1的可能存在腐蚀情况，变为直接检查管道1的腐蚀状况成为可能，同样提高了判断管道1完好状况的正确概率。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种管道腐蚀在线检查的装置,其特征在于，包括：

超声导波探头模块，所述超声导波探头模块用于对被检查管道进行导波检查；

主机，所述主机与超声导波探头模块连接；

以及数据采集终端，所述主机与数据采集终端连接。

2.如权利要求1所述管道腐蚀在线检查的装置，其特征在于，所述主机与超声导波探头模块之间采用八根5芯数据线进行连接。

3.一种采用如权利要求1或2所述管道腐蚀在线检查的装置的方法,其特征在于，包括步骤：

选取测量点步骤：在待检查管道上选取测量点；

安装步骤：按照权利要求1或2所述安装好管道腐蚀在线检查的装置，并将所述超声导波探头模块安装在测量点上；

采集数据步骤：启动安装步骤中安装好的设备进行测量，数据采集终端记录检查数据；

分析数据步骤：对采集数据步骤中所记录的检查数据进行分析处理，获知被检查管道的腐蚀情况。

4.如权利要求3所述管道腐蚀在线检查的方法，其特征在于，在选取测量点步骤中，根据待检查管道的长度选取测量点。

5.如权利要求4所述管道腐蚀在线检查的方法，其特征在于，所述根据待检查管道的长度选取测量点是指根据被测量管道的总长度平均分配测量点。

6.如权利要求5所述管道腐蚀在线检查的方法，其特征在于，在选取测量点步骤中，所述测量点的选取避开管道支架。

7.如权利要求6所述管道腐蚀在线检查的方法，其特征在于，所述测量点选择在远离弯管和法兰的管道直管段上。

8.如权利要求3所述管道腐蚀在线检查的方法，其特征在于，所述安装步骤中，所述超声导波探头模块机械式压紧耦合到待检查管道上，进行声波的激发和接收。

9.如权利要求8所述管道腐蚀在线检查的方法，其特征在于，所述安装步骤中，所述超声导波探头模块环绕在待检查管道外壁上。

10.如权利要求3所述管道腐蚀在线检查的方法，其特征在于，在分析数据步骤中，检测结果的判断由A-SCAN检查结果和聚焦检查结果来综合判断，其判断使用的是英国TWI的导波检查标准。