[發(fā)明專利]一種鋼骨架聚乙烯復(fù)合管相控陣成像檢測裝置及方法

有效

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• 申請日: 2019-02-18
• 公開（公告）號: CN109917019B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁楠;李厚補;魏斌;蔡雪華;丁晗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種鋼骨架聚乙烯復(fù)合管相控陣成像檢測裝置及方法，超聲相控陣檢測儀和相控陣線性陣列探頭；超聲相控陣檢測儀包括計算機、信號采集模塊與顯示模塊，相控陣線性陣列探頭與超聲相控陣檢測儀相連；計算機與相控陣線性陣列探頭相連，相控陣線性陣列探頭與信號采集模塊相連，信號采集模塊與計算機相連，計算機與顯示模塊相連；通過設(shè)置兩個線掃通道并在檢測過程中快速切換形成兩個B掃圖像，然后經(jīng)過計算機處理后形成新的融合B掃圖像，并保留相關(guān)A掃信號。根據(jù)檢測成像結(jié)果，實現(xiàn)對鋼骨架聚乙烯復(fù)合管快速高效的在線實時成像檢測，并從檢測技術(shù)上極大改善檢測盲區(qū)問題。同時，還可以對鋼骨架聚乙烯復(fù)合管管壁內(nèi)部缺陷進(jìn)行定位分析和數(shù)據(jù)保存等操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼骨架聚乙烯復(fù)合管相控陣成像檢測裝置及方法，能夠針對該種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的管道管體進(jìn)行超聲相控陣成像檢測，屬于超聲波無損檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管是以低碳鋼絲為增強相，以高密度聚乙烯(HDPE)為基體，通過對鋼絲點焊成網(wǎng)與塑料擠出填注同步進(jìn)行，在生產(chǎn)線上連續(xù)擠出成型的雙面防腐壓力管道。聚乙烯通過金屬網(wǎng)孔連接在一起，管體結(jié)構(gòu)類似于鋼筋混凝土。國內(nèi)外對無鋼骨架的PE管焊接接頭超聲檢測和相控陣超聲檢測技術(shù)研究比較多，但大多只論證了PE管材料、電熔焊或熱熔焊焊接接頭的超聲相控陣檢測的可行性；而鋼骨架聚乙烯復(fù)合管是工程應(yīng)用管道的新興產(chǎn)品，加之管體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常規(guī)無損檢測方法難以應(yīng)用，沒有成熟的無損檢測技術(shù)和工藝。

參見圖2，鋼骨架聚乙烯復(fù)合管3包括PE材料12，PE材料12中設(shè)置有軸向鋼骨架11，軸向鋼骨架11外側(cè)設(shè)置有周向鋼骨架10。

與普通聚乙烯管材相比，鋼骨架聚乙烯復(fù)合管的成型工藝復(fù)雜，鋼絲點焊成網(wǎng)與塑料擠出填注同步進(jìn)行，因此管體出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的幾率增大，所以十分有必要對其進(jìn)行無損檢測；另一方面，鋼骨架聚乙烯復(fù)合管的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果使用常規(guī)的超聲波相控陣技術(shù)進(jìn)行無損檢測，則管體中存在的軸向和周向鋼絲骨架會對超聲波造成強反射，進(jìn)而形成很大的檢測盲區(qū)，如圖3和圖4所示，因此依靠常規(guī)技術(shù)手段無法實現(xiàn)無損檢測。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種鋼骨架聚乙烯復(fù)合管相控陣成像檢測裝置及方法，該方法基于相控陣延時聚焦偏轉(zhuǎn)技術(shù)以及兩角度融合線掃成像技術(shù)，針對鋼骨架聚乙烯復(fù)合管進(jìn)行一次性超聲快速成像檢測。

為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種鋼骨架聚乙烯復(fù)合管相控陣成像檢測裝置，包括用于對待測鋼骨架聚乙烯復(fù)合管進(jìn)行檢查的超聲相控陣檢測儀和相控陣線性陣列探頭；所述超聲相控陣檢測儀包括計算機、信號采集模塊與顯示模塊，所述相控陣線性陣列探頭安置在待測鋼骨架聚乙烯復(fù)合管外表面，相控陣線性陣列探頭與超聲相控陣檢測儀相連；計算機與相控陣線性陣列探頭相連，相控陣線性陣列探頭與信號采集模塊相連，信號采集模塊與計算機相連，計算機與顯示模塊相連；其中，所述相控陣線性陣列探頭為一維線陣探頭，包含有64個晶片。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，晶片頻率為2MHz，晶片尺寸1mm×8mm。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，相控陣線性陣列探頭與待測鋼骨架聚乙烯復(fù)合管軸向方向平行并引出導(dǎo)線，引出的導(dǎo)線與超聲相控陣檢測儀相連。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述相控陣線性陣列探頭沿待測鋼骨架聚乙烯復(fù)合管外表面，與管道軸向方向平行。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述超聲相控陣檢測儀通過設(shè)置在計算機(4)內(nèi)的FPGA采用聚焦法則進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集數(shù)據(jù)通過A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號處理后提取有效信號，然后將有效信號通過PCI總線進(jìn)行圖像融合處理后傳輸至顯示模塊。