CN117686533A - 一种检测管壁缺陷、相邻连续缺陷及绘制管壁缺陷图像的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测管壁缺陷、相邻连续缺陷及绘制管壁缺陷图像的方法，涉及管壁缺陷检测的技术领域，所述检测管壁缺陷的方法包括校准步骤、单点检测步骤、周向检测步骤、轴向检测步骤、获得缺陷位置步骤、获得缺陷位置步骤和检测缺陷深度步骤；所述检测相邻连续缺陷的方法包括判断轴向相邻连续缺陷步骤和判断周向相邻连续缺陷步骤；所述绘制管壁缺陷图像步骤包括建立坐标系步骤和绘制图像步骤。本发明能够在线检测满足精度要求的管壁缺陷信息。

Description

一种检测管壁缺陷、相邻连续缺陷及绘制管壁缺陷图像的 方法

技术领域

本发明涉及管壁缺陷检测的技术领域，尤其是涉及一种检测管壁缺陷、相邻连续缺陷及绘制管壁缺陷图像的方法。

背景技术

石油化工生产及储运领域，工艺系统的运行存在一定的设备和管道损伤破坏风险，要实现连续长周期运行，需风险评估和在线检验相结合确认其长周期运行的合法性。部分工艺系统的运行温差较大，如炼油装置的温度可达600℃，LNG工艺系统的设计温度为-162℃，这种情况下，难以人工拆除保温包覆管，管道长期接触外界常温空气，容易引发工艺事故，若停车或者降负荷检验，则会造成企业的经济损失。

FFS方法是一种判定含缺陷设备管道单元能否继续使用的技术方法，已列入相关法律法规，它对于缺陷的信息维度要求较高，需要了解缺陷的长、宽、深及间距。若要在正常生产工况下，不破除保温层进行检测，目前的检验技术如超声、电磁等，难以做到在线获取高精度的保温层下的缺陷多维度信息，使得FFS的应用受到限制。

目前，切向照相的射线穿透厚度差别较大，采用匀速扫描等时积分计数的方法，可以识别缺陷；工业CT虽然存在重量、放射强度、检测时间等诸多限制，在线检验也可以实现缺陷成像；这两种射线技术都需要面阵列探测器正面接收射线信号，然后采用数学方程解算，解算精度与放射剂量大小相关。

针对上述技术方案，其常规放射剂量下的检测，难以满足缺陷在线定量检测的精度要求，为获得满足精度要求的检测结果，需采用剂量较大的放射源，难以在现场人员往来的环境中进行在线检测，因此，需要一种能够在线检测满足精度要求的管壁缺陷信息的方法。

发明内容

为了能够在线检测满足精度要求的管壁缺陷信息，本发明提供一种检测管壁缺陷、相邻连续缺陷及绘制管壁缺陷图像的方法。

第一方面，本发明提供一种检测管壁缺陷的方法，采用如下的技术方案：

一种检测管壁缺陷的方法，包括以下步骤：

校准：在空气中对γ射线源和射线接收器进行校准检测，获得射线接收器的检测误差；

单点检测：对当前管壁位置进行检测，包括获得衰减曲线步骤、获得管壁内沿位置步骤和获得管壁外沿位置步骤；

获得衰减曲线：γ射线源和射线接收器分别设置在管壁两侧，射线接收器上阵列排布有用于接收γ射线的晶粒，γ射线源沿管壁的切线方向照射γ射线，γ射线穿过管壁，射线接收器上的晶粒沿管壁的切线方向接收衰减后的射线，生成该点位的射线衰减曲线，其中横坐标为射线接收器上沿管外到管内方向上的晶粒编号，纵坐标为第/>个晶粒上的射线接收量/>；

获得管壁内沿位置：计算衰减曲线上各个晶粒对应的射线剂量变化率，（当/>时，/>）；

当其中一个晶粒的射线剂量变化率与下个临近晶粒的射线剂量变化率/>的乘积小于零时，即/>时，则该晶粒对应的位置为管壁内沿位置，记录该晶粒的编号为/>，其中/>为该点位在管壁周向上的位置，/>为该点位在管壁轴向上的位置，点位的位置为/>；

获得管壁外沿位置：计算衰减曲线上各个晶粒对应的射线剂量变化率的变化率，/>（当/>时，/>）；

取的最大值所对应的晶粒编号，该晶粒位置为管壁外沿位置，记录该晶粒的编号为/>；

周向检测：完成某一点位的测量后，同步驱动γ射线源和射线接收器沿管壁周向移动，移动步长为，重复单点检测步骤，进行下个点位的测量，直至完成管壁周向上全部点位的测量后，回到初始测量位置；

轴向检测：完成管壁一周的检测后，同步驱动γ射线源和射线接收器沿管壁轴向移动，轴向移动步长为，到达下一测量点位，重复单点检测步骤和周向检测步骤，进行该周向上所有点位的测量，之后重复驱动γ射线源和射线接收器轴向移动，进行下一周向上点位的测量，直至完成管道周向和轴向上全部点位的测量；

获得缺陷位置：包括计算壁厚步骤、调整壁厚值步骤和输出缺陷位置步骤；

计算壁厚：射线接收器上每个晶粒的长度为S，令，则该点位管壁的壁厚值为/>，/>，记录/>中壁厚值的最大值为/>；

调整壁厚值：壁厚值的测量误差为，令/>，若/>，则调整该点位的壁厚值/>，若/>，则该点位的壁厚值/>，对各点位的/>进行调整；

输出缺陷位置：将调整后各点位的与/>比较，若/>，则该点位为有缺陷的管壁位置。

通过采用上述技术方案，γ射线在透射不同密度的介质时，其衰减强度会发生较大的突变，在不拆除保温包覆层的运行工况下，将γ射线源和射线接收器安装在保温包覆管外，射线接收器从管道切线方向测量射线衰减曲线，通过该衰减曲线上的下顶点提取管壁内沿位置，通过拐点提取管壁外沿位置，从而进行管壁边缘提取，进而实现在某一点位上的壁厚测量；在完成某一点位的测量后，同步调整γ射线源和线阵列探测器的位置，周向或轴向移动，进行管壁下一点位的测量；各点位数据测量完成后，将各个点位的数据进行处理，得到管道各点的内外沿边界数据，进而得到壁厚值的定量数据，通过最大壁厚值和测量误差/>对各点位的壁厚值/>进行调整，然后通过对比调整后的壁厚值和最大壁厚值，进而判断出有缺陷的位置，从而达到在线检测获取满足精度要求的管壁缺陷信息的目的；采用切向方向直接测量壁厚方向数据，可以使用低辐射剂量源，从而满足在线检测安全性的要求；由于管道上各处的圆整度存在一定的差异，通过设置测量误差/>对管道的壁厚值数据进行调整，有利于降低管道圆整度对测量结果的影响，从而达到高精度检测管壁厚度和管壁缺陷的目的。

可选的，所述校准步骤中，还用于获得射线接收器的扫描精度；

所述周向检测步骤中，所述移动步长的取值具体为/>；

所述轴向检测步骤中，所述移动步长的取值具体为/>。

通过采用上述技术方案，扫描精度为单个测量点位上管壁的测量宽度，将轴向和周向移动步长的取值设定在接近扫描精度的范围内，使每个测量点位对应的管壁区域之间存在部分重合，从而实现对管壁的全面检测，提高检测精度，降低检测误差，有利于进一步提高检测结果的准确度，从而达到高精度检测管壁厚度的目的。

可选的，所述获得缺陷位置步骤后还设置以下步骤：

检测缺陷深度：提取存在管壁缺陷的点位对应的，则该点位的缺陷深度为/>，。

通过采用上述技术方案，获得管壁缺陷位置后，提取管壁缺陷点位对应的壁厚值，则该点位的缺陷深度即为最大壁厚值/>与该点位壁厚值/>之差，进而完成缺陷深度的计算，达到高精度检测管壁厚度和管壁缺陷的目的，便于技术人员根据缺陷的位置和深度进行风险评估，确定该点位的腐蚀程度和发生腐蚀的概率，进而确认其长周期运行的合法性。

第二方面，本发明提供一种检测相邻连续缺陷的方法，采用如下的技术方案：

一种检测相邻连续缺陷的方法，应用如第一方面所述的一种检测管壁缺陷的方法，所述方法包括以下步骤：

判断轴向相邻连续缺陷：包括初步计算一步骤和判断一步骤；

初步计算一：提取管壁轴向上第i行的壁厚值组成一组向量/>，/>，剔除向量/>中/>的数据对，将剩余的数据对中/>的数据对归入不同的缺陷向量/>,/>,…,/>,…,/>，其中N为缺陷向量的个数，/>为第n个缺陷向量，记录缺陷向量/>对应的/>数据对中的最大的j值为/>，最小的j值为/>；

判断一：若，则缺陷向量/>和/>对应的缺陷为轴向相邻连续缺陷，否则为轴向相邻非连续缺陷；

判断周向相邻连续缺陷：包括初步计算二步骤和判断二步骤；

初步计算二：提取管壁周向上第j列的壁厚值组成一组向量/>，/>，剔除向量/>中/>的数据对，将剩余的数据对中/>的数据对归入不同的缺陷向量/>,/>,…,/>,…,/>，其中N为缺陷向量的个数，/>为第n个缺陷向量，记录缺陷向量/>对应的/>数据对中最大的i值为/>，最小的i值为/>；

判断二：若，则缺陷向量/>和/>对应的缺陷为周向相邻连续缺陷，否则为周向相邻非连续缺陷。

通过采用上述技术方案，逐行、逐列提取各点位在管壁上的位置信息和壁厚值数据，剔除壁厚值最大的数据后，依次将每组相同壁厚的点位的壁厚值数据归入不同的缺陷向量，每个缺陷向量对应的/>数据中最大的i值或j值即为缺陷的最右边缘位置，最小的i值或j值即为缺陷的最左边缘位置，因此，若该缺陷的最右边缘位置与其右边相邻缺陷的最左边缘位置的差值为一，则该缺陷与其右边相邻缺陷为一组相邻连续缺陷，从而确定各个缺陷的相邻连续类型，提高管壁缺陷检测的直观性和检测精度，从而达到高精度检测管壁厚度和管壁缺陷的目的，便于技术人员根据缺陷的位置和是否相邻连续的特性进行风险评估，确定缺陷的腐蚀程度和再次发生腐蚀的概率，进而确认其长周期运行的合法性。

可选的，所述判断轴向相邻连续缺陷步骤还包括设置在初步计算一步骤后的检测缺陷长度一步骤；

检测缺陷长度一：提取缺陷向量中的/>和/>，则该缺陷向量/>对应的缺陷的长度为/>，/>；

所述判断周向相邻连续缺陷步骤还包括设置在初步计算二步骤后的检测缺陷长度二步骤；

检测缺陷长度二：提取缺陷向量中的/>和/>，则该缺陷向量/>对应的缺陷的长度为/>，/>。

通过采用上述技术方案，逐行、逐列提取各点位的壁厚值数据，并依次将每组相同壁厚的点位的壁厚值数据归入不同的缺陷向量后，每个缺陷向量对应的数据中最大的i值或j值即为缺陷的最右边缘位置，最小的i值或j值即为缺陷的最左边缘位置，则每个缺陷向量对应的缺陷长度即为最右边缘位置与最左边缘位置之差与该方向上的移动步长的乘积，从而确定各个缺陷的长度，有利于提高管壁缺陷检测的直观性和检测精度，从而达到高精度检测管壁厚度和管壁缺陷的目的，便于技术人员根据缺陷的位置和缺陷的长度进行风险评估，确定缺陷的腐蚀程度和再次发生腐蚀的概率，进而确认其长周期运行的合法性。

可选的，所述判断轴向相邻连续缺陷步骤还包括设置在判断一步骤后的检测相邻连续缺陷长度一步骤；

检测相邻连续缺陷长度一：包括初步计算三步骤和检测缺陷长度三步骤；

初步计算三：提取管壁轴向上第i行的各个缺陷向量中的/>和/>组成一组向量/>，/>，剔除向量中/>的数据对，将剩余的/>的数据对归入不同的连续缺陷向量/>,/>,…,/>,…,/>,其中M为连续缺陷向量的个数，/>为第m个连续缺陷向量，记录缺陷向量/>对应的数据对中最大的/>值为/>，最小的/>值为/>；

检测缺陷长度三：提取连续缺陷向量中的/>和/>，则该连续缺陷向量/>对应的轴向相邻连续缺陷的长度为/>，/>；

所述判断周向相邻连续缺陷步骤还包括设置在判断二步骤后的检测相邻连续缺陷长度二步骤；

检测相邻连续缺陷长度二：包括初步计算四步骤和检测缺陷长度四步骤；

初步计算四：提取管壁周向上第j列的各个缺陷向量中的/>和/>组成一组向量/>，/>，剔除向量中/>的数据对，将剩余的/>的数据对归入不同的连续缺陷向量/>,/>,…,/>,…,,其中M为连续缺陷向量的个数，/>为第m个连续缺陷向量，记录缺陷向量/>对应的数据对中最大的/>值为/>，最小的/>值为/>；

检测缺陷长度四：提取连续缺陷向量中的/>和/>，则该连续缺陷向量/>对应的周向相邻连续缺陷的长度为/>，/>。

通过采用上述技术方案，逐行、逐列提取各缺陷向量的最右边缘位置和最左边缘位置数据，剔除其中不与相邻缺陷连续的缺陷，依次将每组连续的相邻缺陷归入不同的连续缺陷向量，每个连续缺陷向量对应的数据对中，最大的最右边缘位置即为该连续缺陷的最右边缘位置，最小的最左边缘位置即为该连续缺陷的最左边缘位置，则每个连续缺陷向量对应的连续缺陷的长度，即为最右边缘位置与最左边缘位置之差与该方向上的移动步长的乘积，从而确定各个相邻连续缺陷的长度，有利于提高管壁缺陷检测的直观性和检测精度，从而达到高精度检测管壁厚度和管壁缺陷的目的，便于技术人员根据连续缺陷的位置和连续缺陷的连续长度进行风险评估，确定连续缺陷的腐蚀程度和再次发生腐蚀的概率，进而确认其长周期运行的合法性，及时根据缺陷的腐蚀程度进行更换或维修。

第三方面，本发明提供一种绘制管壁缺陷图像的方法，采用如下的技术方案：

一种绘制管壁缺陷图像的方法，应用如第一方面所述的一种检测管壁缺陷的方法，或第二方面所述的一种检测相邻连续缺陷的方法，所述方法包括以下步骤：

建立坐标系：以γ射线源和射线接收器沿管壁周向移动的方向为y轴，以轴向移动的方向为x轴，以管壁切线的法线的方向为z轴，建立坐标；

绘制图像：管壁外沿位置对应的坐标为/>，管壁内沿位置/>对应的坐标为/>，依次绘制各点并连接，得到管壁缺陷的扫描图像。

通过采用上述技术方案，通过计算机对数据进行图像化处理，进而获得管壁缺陷的多维度扫描图像，使得检测结果可视化，从而达到在线可视化检测满足精度要求的管壁厚度和缺陷多维信息的目的，提高了检测的直观性和方便性。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过检测管壁缺陷的方法，在不拆除保温包覆层的运行工况下，从管道切线方向测量射线衰减曲线，进行管壁边缘提取，从而通过数据处理得到管壁各点的内外沿边界数据以及壁厚数据，从而达到在线检测获取满足精度要求的管壁缺陷信息的目的。

2.通过检测相邻连续缺陷的方法，便于技术人员根据缺陷的位置和是否相邻连续的特性进行风险评估，确认其长周期运行的合法性，有利于提高管壁缺陷检测的直观性和检测精度。

3.通过绘制管壁缺陷图像的方法，通过计算机对数据进行图像化处理，进而获得管壁缺陷的多维度扫描图像，使得检测结果可视化，提高了检测的直观性和方便性，从而达到在线可视化检测满足精度要求的管壁厚度和缺陷多维信息的目的。

附图说明

图1是本申请实施例1检测管壁缺陷步骤的流程图；

图2是本申请实施例1检测管壁缺陷方法的原理示意图；

图3是本申请实施例2检测相邻连续缺陷步骤的流程图；

图4是本申请实施例2检测相邻连续缺陷的原理示意图；

图5是本申请实施例3绘制管壁缺陷图像步骤的流程图；

图6是本申请实施例3绘制的管壁缺陷图像的示意图。

附图标记：1、γ射线源；2、管道；3、射线接收器；4、衰减曲线图像。

具体实施方式

以下结合图1-图6对本发明作进一步详细说明。

实施例1：本实施例公开了一种检测管壁缺陷的方法，参照图1和图2，S1检测管壁缺陷：包括校准步骤S11、单点检测步骤S12、周向检测步骤S13、轴向检测步骤S14、获得缺陷位置步骤S15和检测缺陷深度步骤S16。

S11：校准：在空气中对γ射线源和射线接收器进行校准检测，获得射线接收器的检测误差，获得射线接收器的扫描精度/>。

S12：单点检测：对当前管壁位置进行检测，包括获得衰减曲线步骤S121、获得管壁内沿位置步骤S122和获得管壁外沿位置步骤S123；

S121：获得衰减曲线：γ射线源和射线接收器分别设置在管壁两侧，射线接收器为线阵列探测器，射线接收器上阵列排布有用于接收γ射线的晶粒，γ射线源沿管壁的切线方向照射γ射线，γ射线穿过管壁，射线接收器上的晶粒沿管壁的切线方向接收衰减后的射线，生成该点位的射线衰减曲线，其中横坐标为射线接收器上沿管外到管内方向上的晶粒编号，纵坐标为第/>个晶粒上的射线接收量/>；

S122：获得管壁内沿位置：计算衰减曲线上各个晶粒对应的射线剂量变化率，（当/>时，/>）；

当其中一个晶粒的射线剂量变化率与下个临近晶粒的射线剂量变化率/>的乘积小于零时，即/>时，则该晶粒对应的位置为管壁内沿位置，记录该晶粒的编号为/>，其中/>为该点位在管壁周向上的位置，/>为该点位在管壁轴向上的位置，点位的位置为/>；

S123：获得管壁外沿位置：计算衰减曲线上各个晶粒对应的射线剂量变化率的变化率/>，/>（当/>时，/>）；

取的最大值所对应的晶粒编号，该晶粒位置为管壁外沿位置，记录该晶粒的编号为/>。

γ射线在透射不同密度的介质时，其衰减强度会发生较大的突变，在不拆除保温包覆层的运行工况下，将γ射线源和射线接收器安装在保温包覆管外，射线接收器从管道切线方向测量射线衰减曲线，通过该衰减曲线上的下顶点提取管壁内沿位置，通过拐点提取管壁外沿位置，从而进行管壁边缘提取；采用切向方向直接测量壁厚方向数据，可以使用低辐射剂量源，从而满足在线检测安全性的要求。

S13：周向检测：完成某一点位的测量后，同步驱动γ射线源和射线接收器沿管壁周向移动，周向移动步长为，/>，重复单点检测步骤，进行下个点位的测量，直至完成管壁周向上全部点位的测量后，回到初始测量位置。

S14：轴向检测：完成管壁一周的检测后，同步驱动γ射线源和射线接收器沿管壁轴向移动，轴向移动步长为，/>，到达下一测量点位，重复单点检测步骤和周向检测步骤，进行该周向上所有点位的测量，之后重复驱动γ射线源和射线接收器轴向移动，进行下一周向上点位的测量，直至完成管道周向和轴向上全部点位的测量。

在完成某一点位的测量后，同步调整γ射线源和线阵列探测器的位置，周向或轴向移动，进行管壁下一点位的测量，直至完成管道周向和轴向上全部点位的测量，扫描精度为单个测量点位上管壁的测量宽度，将轴向和周向移动步长的取值设定在接近扫描精度的范围内，使每个测量点位对应的管壁区域之间存在部分重合，从而实现对管壁的全面检测，提高检测精度。

S15：获得缺陷位置：包括计算壁厚步骤S151、调整壁厚值步骤S152和输出缺陷位置步骤S153；

S151：计算壁厚：射线接收器上每个晶粒的长度为S，令，则该点位管壁的壁厚值为/>，/>；

S152：调整壁厚值：管道扫描完成后，记录中壁厚值的最大值为/>，壁厚值的测量误差为/>，令/>，若/>，则调整该点位的壁厚值/>，若，则该点位的壁厚值/>，对各点位的/>进行调整；

S153：输出缺陷位置：将调整后各点位的与/>比较，若/>，则该点位为有缺陷的管壁位置。

各点位数据测量完成后，将各个点位的数据进行处理，得到管道各点的内外沿边界数据，进而得到壁厚值的定量数据，通过最大壁厚值和测量误差/>对各点位的壁厚值/>进行调整，然后通过对比调整后的壁厚值和最大壁厚值，进而判断出有缺陷的位置，从而达到在线检测获取满足精度要求的管壁缺陷信息的目的。

S16：检测缺陷深度：提取存在管壁缺陷的点位对应的，则该点位的缺陷深度为，/>。

获得管壁缺陷位置后，提取管壁缺陷点位对应的壁厚值，则该点位的缺陷深度即为最大壁厚值/>与该点位壁厚值/>之差，进而完成缺陷深度/>的计算，达到高精度检测管壁厚度和管壁缺陷的目的，便于技术人员根据缺陷的位置和深度进行风险评估，确定该点位的腐蚀程度和发生腐蚀的概率，进而确认其长周期运行的合法性。

本实施例一种检测管壁缺陷的方法的实施原理为：

γ射线在透射不同密度的介质时，其衰减强度会发生较大的突变，在不拆除保温包覆层的运行工况下，将γ射线源和射线接收器安装在保温包覆管外，射线接收器从管道切线方向测量射线衰减曲线，通过该衰减曲线上的下顶点提取管壁内沿位置，通过拐点提取管壁外沿位置，从而进行管壁边缘提取，从而实现在某一点位上的壁厚测量，在完成某一点位的测量后，同步调整γ射线源和线阵列探测器的位置，周向或轴向移动，进行管壁下一点位的测量，直至完成管壁所有点位的测量；

各点位数据测量完成后，将各个点位的数据进行处理，得到管道各点的内外沿边界数据，进而得到壁厚值的定量数据，通过最大壁厚值和测量误差/>对各点位的壁厚值/>进行调整，降低管道圆整度对测量结果的影响，然后通过对比调整后的壁厚值和最大壁厚值，进而判断出有缺陷的位置；

获得管壁缺陷位置后，提取管壁缺陷点位对应的壁厚值，则该点位的缺陷深度即为最大壁厚值/>与该点位壁厚值/>之差，进而完成缺陷深度/>的计算；

如此设置，有利于提高管壁缺陷检测的直观性和检测精度，从而达到高精度检测管壁厚度和管壁缺陷的目的，便于技术人员根据缺陷的位置和缺陷的深度进行风险评估，确定缺陷的腐蚀程度和再次发生腐蚀的概率，进而确认其长周期运行的合法性；

扫描精度为单个测量点位上管壁的测量宽度，将轴向和周向移动步长的取值设定在接近扫描精度的范围内，使每个测量点位对应的管壁区域之间存在部分重合，从而实现对管壁的全面检测，提高检测精度；

相比与面阵列探测器，线阵列探测器由于可以进行逐点扫描，因此能够对有限空间中的局部区域进行更精确的检测，同时降低了生产成本，由于采用切向方向直接测量壁厚方向数据，可以使用低辐射剂量源，从而满足在线检测安全性的要求。

实施例2：本实施例公开了一种检测相邻连续缺陷的方法，其应用实施例1一种检测管壁缺陷的方法中所获得的周向移动步长、轴向移动步长/>、管壁上各点位的位置信息和壁厚值/>，参照图3和图4，S2：检测相邻连续缺陷：包括判断轴向相邻连续缺陷步骤S21和判断周向相邻连续缺陷步骤S22。

S21：判断轴向相邻连续缺陷：包括初步计算一步骤S211、检测缺陷长度一步骤S212、判断一步骤S213和检测相邻连续缺陷长度一步骤S214；

S211：初步计算一：提取管壁轴向上第i行的壁厚值组成一组向量/>，，剔除向量/>中/>的数据对，将剩余的数据对中的数据对归入不同的缺陷向量/>,/>,…,/>,…,/>，其中N为缺陷向量的个数，/>为第n个缺陷向量，记录缺陷向量/>对应的/>数据对中的最大的j值为/>，最小的j值为/>。

逐行提取各点位在管壁上的位置信息和对应的壁厚值数据/>，剔除壁厚值最大的数据后，依次将每组相同壁厚的点位的壁厚值数据归入不同的缺陷向量/>，每个缺陷向量/>对应的/>数据中最大的j值为/>即为缺陷的最右边缘位置，最小的j值为/>即为缺陷的最左边缘位置。

S212：检测缺陷长度一：提取缺陷向量中的/>和/>，则该缺陷向量/>对应的缺陷的长度为/>，/>。

每个缺陷向量对应的缺陷长度即为最右边缘位置与最左边缘位置/>之差与该方向上的移动步长/>的乘积，从而确定各个缺陷的长度。

S213：判断一：若，则缺陷向量/>和/>对应的缺陷为轴向相邻连续缺陷，否则为轴向相邻非连续缺陷。

若该缺陷的最右边缘位置与其右边相邻缺陷的最左边缘位置/>的差值为一，则缺陷向量/>与其右边相邻缺陷向量/>所对应的缺陷为一组轴向相邻连续缺陷，否则为轴向相邻非连续缺陷，从而确定各个缺陷的相邻连续类型。

S214：检测相邻连续缺陷长度一：包括初步计算三步骤S2141和检测缺陷长度三步骤S2142；

S2141：初步计算三：提取管壁轴向上第i行的各个缺陷向量中的/>和/>组成一组向量/>，/>，剔除向量中/>的数据对，将剩余的/>的数据对归入不同的连续缺陷向量/>,/>,…,/>,…,,其中M为连续缺陷向量的个数，/>为第m个连续缺陷向量，记录缺陷向量/>对应的数据对中最大的/>值为/>，最小的/>值为/>；

S2142：检测缺陷长度三：提取连续缺陷向量中的/>和/>，则该连续缺陷向量对应的轴向相邻连续缺陷的长度为/>，/>。

逐行提取各缺陷向量的最右边缘位置/>和最左边缘位置/>数据，剔除其中不与任何一边的相邻缺陷存在连续的缺陷，依次将每组连续的相邻缺陷归入不同的连续缺陷向量/>，每个连续缺陷向量/>对应的数据对/>中，最大的最右边缘位置/>即为该连续缺陷的最右边缘位置/>，最小的最左边缘位置/>即为该连续缺陷的最左边缘位置，则每个连续缺陷向量对应的连续缺陷的长度/>，即为最右边缘位置/>与最左边缘位置/>之差与该方向上的移动步长/>的乘积，从而确定各个相邻连续缺陷的长度。

S22：判断周向相邻连续缺陷：包括初步计算二步骤S221、检测缺陷长度二步骤S222、判断二步骤S223和检测缺陷长度二步骤S224；

S221：初步计算二：提取管壁周向上第j列的壁厚值组成一组向量/>，，剔除向量/>中/>的数据对，将剩余的数据对中的数据对归入不同的缺陷向量/>,/>,…,/>,…,/>，其中N为缺陷向量的个数，/>为第n个缺陷向量，记录缺陷向量/>对应的/>数据对中最大的i值为/>，最小的i值为/>。

逐列提取各点位在管壁上的位置信息和对应的壁厚值数据/>，剔除壁厚值最大的数据后，依次将每组相同壁厚的点位的壁厚值数据归入不同的缺陷向量/>，每个缺陷向量/>对应的/>数据中最大的i值为/>即为缺陷的最右边缘位置，最小的i值为/>即为缺陷的最左边缘位置。

S222：检测缺陷长度二：提取缺陷向量中的/>和/>，则该缺陷向量/>对应的缺陷的长度为/>，/>。

每个缺陷向量对应的缺陷长度即为最右边缘位置与最左边缘位置/>之差与该方向上的移动步长/>的乘积，从而确定各个缺陷的长度。

S223：判断二：若，则缺陷向量/>和/>对应的缺陷为周向相邻连续缺陷，否则为周向相邻非连续缺陷。

若该缺陷的最右边缘位置与其右边相邻缺陷的最左边缘位置/>的差值为一，则缺陷向量/>与其右边相邻缺陷向量/>所对应的缺陷为一组周向相邻连续缺陷，否则为周向相邻非连续缺陷，从而确定各个缺陷的相邻连续类型。

S224：检测相邻连续缺陷长度二：包括初步计算四步骤S2241和检测缺陷长度四步骤S2242；

S2241：初步计算四：提取管壁周向上第j列的各个缺陷向量中的/>和/>组成一组向量/>，/>，剔除向量中/>的数据对，将剩余的/>的数据对归入不同的连续缺陷向量/>,/>,…,/>,…,/>,其中M为连续缺陷向量的个数，/>为第m个连续缺陷向量，记录缺陷向量/>对应的数据对中最大的/>值为/>，最小的/>值为/>；/>

S2242：检测缺陷长度四：提取连续缺陷向量中的/>和/>，则该连续缺陷向量/>对应的周向相邻连续缺陷的长度为/>，/>。

逐行提取各缺陷向量的最右边缘位置/>和最左边缘位置/>数据，剔除其中不与任何一边的相邻缺陷存在连续的缺陷，依次将每组连续的相邻缺陷归入不同的连续缺陷向量/>，每个连续缺陷向量/>对应的数据对/>中，最大的最右边缘位置/>即为该连续缺陷的最右边缘位置/>，最小的最左边缘位置/>即为该连续缺陷的最左边缘位置，则每个连续缺陷向量对应的连续缺陷的长度/>，即为最右边缘位置/>与最左边缘位置/>之差与该方向上的移动步长/>的乘积，从而确定各个相邻连续缺陷的长度。

本实施例一种检测相邻连续缺陷的方法的实施原理为：

逐行、逐列提取各点位在管壁上的位置信息和壁厚值数据，剔除壁厚值最大的数据后，依次将每组相同壁厚的点位的壁厚值数据归入不同的缺陷向量，每个缺陷向量对应的/>数据中最大的i值或j值即为缺陷的最右边缘位置，最小的i值或j值即为缺陷的最左边缘位置，则每个缺陷向量对应的缺陷长度即为最右边缘位置与最左边缘位置之差与该方向上的移动步长的乘积，从而确定各个缺陷的长度；

若该缺陷的最右边缘位置与其右边相邻缺陷的最左边缘位置的差值为一，则该缺陷与其右边相邻缺陷为一组相邻连续缺陷，从而确定各个缺陷的相邻连续类型；

逐行、逐列提取各缺陷向量的最右边缘位置和最左边缘位置数据，剔除其中不与任何一边的相邻缺陷连续的缺陷，依次将每组连续的相邻缺陷归入不同的连续缺陷向量，每个连续缺陷向量对应的数据对中，最大的最右边缘位置即为该连续缺陷的最右边缘位置，最小的最左边缘位置即为该连续缺陷的最左边缘位置，则每个连续缺陷向量对应的连续缺陷的长度，即为最右边缘位置与最左边缘位置之差与该方向上的移动步长的乘积，从而确定各个相邻连续缺陷的长度；

如此设置，提高了管壁缺陷检测的直观性和检测精度，从而达到高精度检测管壁厚度和管壁缺陷的目的，便于技术人员根据缺陷的位置、长度、是否相邻连续的特性以及连续缺陷的连续长度进行风险评估，确定缺陷的腐蚀程度和再次发生腐蚀的概率，进而确认其长周期运行的合法性。

实施例3：本实施例公开了一种绘制管壁缺陷图像的方法，其应用实施例1一种检测管壁缺陷的方法或实施例2一种检测相邻连续缺陷的方法中所获得的周向移动步长、轴向移动步长/>、管壁上各点位的位置信息/>、管壁外沿位置/>、管壁内沿位置/>和晶粒长度S，参照图5和图6，S3：绘制管壁缺陷图像：包括建立坐标系步骤S31和绘制图像步骤S32；

S31：建立坐标系：以γ射线源和射线接收器沿管壁周向移动的方向为y轴，以轴向移动的方向为x轴，以管壁切线的法线的方向为z轴，建立坐标；

S32：绘制图像：管壁外沿位置对应的坐标为/>，管壁内沿位置/>对应的坐标为/>，依次绘制各点并连接，得到管壁缺陷的扫描图像。

本实施例一种绘制管壁缺陷图像的方法的实施原理为：

通过计算机对数据进行图像化处理，建立坐标系，并依次连接管壁的外沿位置以及管壁的内沿位置绘制三维图像，进而获得管壁缺陷的多维度扫描图像，使得检测结果可视化，从而达到在线可视化检测满足精度要求的管壁厚度和缺陷多维信息的目的，提高了检测的直观性和方便性。

以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种检测管壁缺陷的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

校准：在空气中对γ射线源和射线接收器进行校准检测，获得射线接收器的检测误差；

单点检测：对当前管壁位置进行检测，包括获得衰减曲线步骤、获得管壁内沿位置步骤和获得管壁外沿位置步骤；

获得衰减曲线：γ射线源和射线接收器分别设置在管壁两侧，射线接收器上阵列排布有用于接收γ射线的晶粒，γ射线源沿管壁的切线方向照射γ射线，γ射线穿过管壁，射线接收器上的晶粒沿管壁的切线方向接收衰减后的射线，生成该点位的射线衰减曲线，其中横坐标为射线接收器上沿管外到管内方向上的晶粒编号，纵坐标为第/>个晶粒上的射线接收量/>；

获得管壁内沿位置：计算衰减曲线上各个晶粒对应的射线剂量变化率，（当/>时，/>）；

当其中一个晶粒的射线剂量变化率与下个临近晶粒的射线剂量变化率/>的乘积小于零时，即/>时，则该晶粒对应的位置为管壁内沿位置，记录该晶粒的编号为/>，其中/>为该点位在管壁周向上的位置，/>为该点位在管壁轴向上的位置，点位的位置为/>；

获得管壁外沿位置：计算衰减曲线上各个晶粒对应的射线剂量变化率的变化率/>，（当/>时，/>）；

取的最大值所对应的晶粒编号，该晶粒位置为管壁外沿位置，记录该晶粒的编号为；

周向检测：完成某一点位的测量后，同步驱动γ射线源和射线接收器沿管壁周向移动，移动步长为，重复单点检测步骤，进行下个点位的测量，直至完成管壁周向上全部点位的测量后，回到初始测量位置；

轴向检测：完成管壁一周的检测后，同步驱动γ射线源和射线接收器沿管壁轴向移动，轴向移动步长为，到达下一测量点位，重复单点检测步骤和周向检测步骤，进行该周向上所有点位的测量，之后重复驱动γ射线源和射线接收器轴向移动，进行下一周向上点位的测量，直至完成管道周向和轴向上全部点位的测量；

获得缺陷位置：包括计算壁厚步骤、调整壁厚值步骤和输出缺陷位置步骤；

计算壁厚：射线接收器上每个晶粒的长度为S，令，则该点位管壁的壁厚值为/>，/>，记录/>中壁厚值的最大值为/>；

调整壁厚值：壁厚值的测量误差为，令/>，若/>，则调整该点位的壁厚值/>，若/>，则该点位的壁厚值/>，对各点位的/>进行调整；

输出缺陷位置：将调整后各点位的与/>比较，若/>，则该点位为有缺陷的管壁位置。

2.根据权利要求1所述的一种检测管壁缺陷的方法，其特征在于：

所述校准步骤中，还用于获得射线接收器的扫描精度；

所述周向检测步骤中，所述移动步长的取值具体为/>；

所述轴向检测步骤中，所述移动步长的取值具体为/>。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的一种检测管壁缺陷的方法，其特征在于，所述获得缺陷位置步骤后还设置以下步骤：

检测缺陷深度：提取存在管壁缺陷的点位对应的，则该点位的缺陷深度为/>，。

4.一种检测相邻连续缺陷的方法，应用如权利要求1-3中任意一项所述的一种检测管壁缺陷的方法，其特征在于，所述检测相邻连续缺陷的方法包括以下步骤：

判断轴向相邻连续缺陷：包括初步计算一步骤和判断一步骤；

初步计算一：提取管壁轴向上第i行的壁厚值组成一组向量/>，/>，剔除向量/>中/>的数据对，将剩余的数据对中/>的数据对归入不同的缺陷向量/>,/>,…,/>,…,/>，其中N为缺陷向量的个数，/>为第n个缺陷向量，记录缺陷向量/>对应的/>数据对中的最大的j值为/>，最小的j值为/>；

判断一：若，则缺陷向量/>和/>对应的缺陷为轴向相邻连续缺陷，否则为轴向相邻非连续缺陷；

判断周向相邻连续缺陷：包括初步计算二步骤和判断二步骤；

初步计算二：提取管壁周向上第j列的壁厚值组成一组向量/>，/>，剔除向量/>中/>的数据对，将剩余的数据对中/>的数据对归入不同的缺陷向量/>,/>,…,/>,…,/>，其中N为缺陷向量的个数，/>为第n个缺陷向量，记录缺陷向量/>对应的/>数据对中最大的i值为/>，最小的i值为/>；

判断二：若，则缺陷向量/>和/>对应的缺陷为周向相邻连续缺陷，否则为周向相邻非连续缺陷。

5.根据权利要求4所述的一种检测相邻连续缺陷的方法，其特征在于：

所述判断轴向相邻连续缺陷步骤还包括设置在初步计算一步骤后的检测缺陷长度一步骤；

检测缺陷长度一：提取缺陷向量中的/>和/>，则该缺陷向量/>对应的缺陷的长度为/>，/>；

所述判断周向相邻连续缺陷步骤还包括设置在初步计算二步骤后的检测缺陷长度二步骤；

检测缺陷长度二：提取缺陷向量中的/>和/>，则该缺陷向量/>对应的缺陷的长度为/>，/>。

6.根据权利要求4所述的一种检测相邻连续缺陷的方法，其特征在于：

所述判断轴向相邻连续缺陷步骤还包括设置在判断一步骤后的检测相邻连续缺陷长度一步骤；

检测相邻连续缺陷长度一：包括初步计算三步骤和检测缺陷长度三步骤；

初步计算三：提取管壁轴向上第i行的各个缺陷向量中的/>和/>组成一组向量/>，，剔除向量中/>的数据对，将剩余的/>的数据对归入不同的连续缺陷向量/>,/>,…,/>,…,/>,其中M为连续缺陷向量的个数，/>为第m个连续缺陷向量，记录缺陷向量/>对应的数据对中最大的值为/>，最小的/>值为/>；

检测缺陷长度三：提取连续缺陷向量中的/>和/>，则该连续缺陷向量/>对应的轴向相邻连续缺陷的长度为/>，/>；

所述判断周向相邻连续缺陷步骤还包括设置在判断二步骤后的检测相邻连续缺陷长度二步骤；

检测相邻连续缺陷长度二：包括初步计算四步骤和检测缺陷长度四步骤；

初步计算四：提取管壁周向上第j列的各个缺陷向量中的/>和/>组成一组向量/>，，剔除向量中/>的数据对，将剩余的/>的数据对归入不同的连续缺陷向量/>,/>,…,/>,…,/>,其中M为连续缺陷向量的个数，/>为第m个连续缺陷向量，记录缺陷向量/>对应的数据对中最大的/>值为/>，最小的/>值为/>；

检测缺陷长度四：提取连续缺陷向量中的/>和/>，则该连续缺陷向量/>对应的周向相邻连续缺陷的长度为/>，/>。

7.一种绘制管壁缺陷图像的方法，应用如权利要求1-3中任意一项所述的一种检测管壁缺陷的方法，或权利要求4-6中任意一项所述的一种检测相邻连续缺陷的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

建立坐标系：以γ射线源和射线接收器沿管壁周向移动的方向为y轴，以轴向移动的方向为x轴，以管壁切线的法线的方向为z轴，建立坐标；

绘制图像：管壁外沿位置对应的坐标为/>，管壁内沿位置/>对应的坐标为/>，依次绘制各点并连接，得到管壁缺陷的扫描图像。