时间:2017-04-01 

压力管道超声导波检测技术研究


    第一完成单位:中国特种设备检测研究院
    成果简介
    压力管道的分布极为广泛,管道的安全运行与生产生活关系极为密切,一旦发生腐蚀泄漏,往往并发爆炸、火灾事中毒等灾难性事故,使人民生命财产遭受严重损失,并造成严重的环境污染,甚至影响社会安定。通常的检测方法如射线检测等,都需要将管道表面的覆盖层除去后才能检测,检测效率低,而且检测费用高,难以实现不停车的在线检测。本项目以当前的工程急需为出发点,开展金属管道导波检测技术与评价方法的研究,最终制订出技术标准,填补国内空白,为压力管道高效、经济的检测提供技术依据,为政府安全监察工作提供急需的技术支撑。
    本项目从理论分析着手,分析了金属管道中超声导波传播特性,解决了管体、管道内输送介质、管道防腐层、管道保温层与土壤组成的多层结构中的钢质管道中超声导波传播特性影响,为金属管道超声导波检测频率和模态选择提供了理论指导;用数值仿真的方法重建了超声导波在金属管道中的传播及缺陷反射过程;对易损的管道专用压电传感器及其夹具进行了试制,解决了传感器这个工程易损件的国产化开发问题,从而减少进口依赖;通过管体检测信号特征识别方法研究,解决了目前的导波检测技术中信号解释困难和定位不准确的难题;搭建的金属管道超声导波试验平台不仅仅是本项目科学研究的需要,更是今后国内外研究机构进行导波技术深入研究和仪器比对校准的平台。通过这些超声导波检测关键技术研究以及对试验平台和工程现场的金属管道进行大量试验,归纳了管道规格、管内介质、管道包敷层和敷设方式等因素对超声导波传播特性的影响,分析了不同超声导波模态对缺陷检测灵敏度的影响,总结出超声导波检测技术的关键影响因素,以及如何在工程中合理选择这些因素。最后形成了“金属管道超声导波检测及结果评价方法”的国家标准草案。
    本项目成果得到的检测技术已在已在中国石化、中国石油、中国海洋石油、宝山钢铁集团等多个企业进行了初步应用,取得了较好的经济效益和社会效益,深受企业欢迎。项目开发的超声导波专用探头和夹具,将逐步实现商品化生产以替代进口产品。