[發明專利]一種基于遠場渦流的管道彎頭缺陷檢測方法及檢測裝置

在審

• 申請號: 201510719902.5
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105241952A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 徐志遠;林章鵬;李海超;譚援強
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電磁無損檢測方法，特別涉及一種基于遠場渦流的管道彎頭處腐蝕或裂紋類缺陷的檢測方法及專用裝置。

背景技術

管道廣泛應用于油氣、化工、電力和供暖等多個行業，管道彎頭是管道管道系統中不可或缺的部分。多數管道彎頭在工作中受高溫、高壓以及復雜外部環境的影響，并且在使用過程中管道彎頭外曲面內側始終受介質的沖刷，從而產生沖刷腐蝕，管壁減薄。另外，高溫高壓下，管道彎頭管壁容易產生裂紋。以上缺陷在高壓下容易快速擴張，造成管道彎頭處管壁開裂，進而引發泄漏事故。管道彎頭的狀況直接影響整個管道系統的安全順利運行，因此有必要研究開發管道彎頭檢測裝置。

目前，管道彎頭的檢測方法有超聲波檢測、射線檢測、常規渦流檢測、脈沖渦流檢測等。超聲波檢測需要耦合劑，且工作溫度不宜太高；射線檢測需要放射源，實際檢測過程中存在污染，且對人體有害；常規渦流檢測容易受集膚效應影響，檢測趨向于試件表面的缺陷；脈沖渦流檢測屬于放置式定點檢測，用于結構復雜的管道彎頭檢測時，存在一定的盲區，且對局部缺陷靈敏度不夠。現有的遠場渦流檢測裝置大多采用內穿過式檢測，而內穿過式檢測都有一個缺點：均難以通過可能存在堆積物的彎頭。

如南京航空學院的孫雨施、曲民興、司家屯發明并于1990年7月7日申請專利的“遠場渦流無損檢測高效實用探頭”（專利申請號90105697.9，公開號CN1058097）公開了三種遠場渦流探頭改進技術，包括對激勵線圈設置磁回路、對接收線圈設置磁回路，以及在激勵和接收線圈之間設置補償線圈，通過這些改進獲得了信號幅值高，激勵功率小，探頭軸向長度小等成果。這些改進措施降低了遠場渦流的應用難度，減小了探頭一定長度，但在管道彎頭處仍難以通過。又如浙江大學的陳佩華、黃平捷、李國厚、周澤魁發明并于2012年10月27日申請專利的“一種金屬缺陷渦流檢測裝置及其探頭”（申請號201210416556.X，公開號CN102879462）公開了一種基于混頻技術的金屬缺陷渦流檢測裝置及其探頭結構，該裝置結合常規渦流和低頻遠場渦流兩種技術，能對板狀或管狀金屬材料缺陷進行檢測，但上述管狀結合其探頭結構僅能為直管且只能在管道軸上放置，周上放置檢測時相當于只應用了常規渦流檢測，因此在管道彎頭這一特殊位置，被測部分曲面復雜，此裝置難以對此順利檢測。又如美國專利“柔性單元連接的遠場渦流傳感器”（專利申請號US19970941057，公開號US6087830），它能夠通過內部干凈的管道彎頭，但應用于工業的管道彎頭處容易產生堆積物，從而遠場渦流傳感器順利通過有一定的困難，加大了檢測難度。

綜上所述，現有的檢測方法對于管道彎頭這一特殊位置的檢測都有著一定的局限性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的各種不足之處，并提供一種利用雙激勵拉近遠場區、提高所測信號幅值、充分體現遠場渦流檢測的優勢、解決內穿過式遠場渦流傳感器難以對管道彎頭進行檢測的難題的基于遠場渦流的管道彎頭缺陷檢測方法及檢測裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：采用包括兩個相同激勵單元和一個接收單元構成的遠場渦流傳感器，且兩激勵單元分別位于接收單元兩側，激勵單元和接收單元均沿被檢測管道彎頭橫截面周向設置，且接收單元位于測量間接耦合磁場信號的遠場區域；當遠場渦流傳感器施加諧波激勵后，利用雙激勵拉近遠場區，提高所測信號幅值；傳感器沿管道彎頭周向掃描，測取接收單元接收到的信號相對激勵信號的相位差，從而得到相位差的變化特征，即獲得管道彎頭處的腐蝕和裂紋類缺陷信息。

所述遠場渦流傳感器依次與諧波信號激勵電路、信號處理電路、A/D轉換電路和計算機相連接，諧波信號激勵電路給遠場渦流傳感器提供諧波激勵，遠場渦流傳感器設置在管道彎頭外表面、以激勵誘發產生渦流并接收渦流遠場區的間接耦合磁場信號，將其轉化為電壓信號后，傳送給信號處理電路，信號處理電路對接收的信號進行放大、濾波、比較后，傳送給A/D轉換電路，A/D轉換電路將模擬信號轉換為數字信號送于計算機，計算機對數據進行處理、從而獲得被測管道彎頭的腐蝕和裂紋類缺陷信息。