[發明專利]一種鐵磁性材料壁厚缺陷掃查裝置和掃查方法

在審

• 申請號: 202010375598.8
• 申請日: 2020-05-07
• 公開（公告）號: CN111678977A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 向安;來園凱
• 申請（專利權）人: 天津舜捷安科技有限公司
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90;G01B17/02
• 代理公司: 天津市尚儀知識產權代理事務所(普通合伙) 12217
• 代理人: 鄧琳

本發明公開了一種鐵磁性材料壁厚缺陷掃查裝置和掃查方法，本發明所述裝置包括中低頻電磁渦流主機、帶增量式計步器或打點式計步器的傳感器總成、數據處理終端及電纜等。中低頻電磁渦流主機對傳感器總成發出信號并接收反饋信號，接收到的反饋信號經藍牙或電纜傳輸到數據處理終端，數據處理終端利用針對鐵磁性材料信號處理的特殊算法，在無需拆除包覆層和無需進行表面處理的情況下，實現對鐵磁性材料管道或設備的連續掃查，并實現對缺陷的半定量計算。本發明適合在役鐵磁性管線和設備腐蝕缺陷的檢測，可快速發現和定位安全隱患位置，檢測精度高、速度快，并可以穿透保溫層和保護層對管道或設備的壁厚進行檢測，是良好的無損檢測方法。

技術領域

本發明屬于針對基礎化工和石油煉化行業鐵磁性管道和設備的無損檢測領域，具體是一種鐵磁性材料壁厚缺陷掃查裝置和掃查方法。

背景技術

基礎化工和石油煉化裝置運行過程中，通常采用鐵磁性材料作為管線和設備的材料。出于保溫、防潮等需求，這些管線和設備往往覆蓋絕熱層和保護層。這些管線和設備在役（在線）工作時，承受著氣體或液體的高壓，處于比較惡劣的工作環境中運行，長期處于高溫、高壓和腐蝕的環境中，容易發生腐蝕形成缺陷，并將引起嚴重的后果。因此，對重點高腐蝕風險的管線和設備壁厚減薄狀態進行監控非常必要，現有的管線和設備壁厚測量方法一般采用傳統的超聲波測厚儀進行定點測量。

由于超聲波測厚儀一方面只能進行定點測厚，無法實現連續掃查，容易出現漏檢或不能檢測到缺陷最嚴重的區域；另一方面，采用超聲波測厚需要對包覆層（包括保溫層和保護層）進行拆除、也需要對金屬表面進行處理、檢測過程中需要采用耦合劑、檢測完成后需要恢復包覆層，這樣一是檢測時間長、成本高，二是由于拆除和恢復包覆層及金屬表面處理容易對管線和設備造成二次損傷。因此，需要一種無需拆除包覆層、無需對管線表面進行處理，可以實現連續掃查的檢測方法。作為渦流檢測技術的分支，脈沖渦流檢測技術采用方波或階躍方式激勵，包含豐富的頻率成分，屬于非接觸式的無損檢測方法，可以在不拆除包覆層的情況下對管線和壁厚缺陷進行連續掃查。

現有已公開的脈沖渦流檢測技術一般采用差分峰值、差分峰值時間、過零點、提離交叉點、拐點、拐點時間和晚期信號衰減率等作為壁厚檢測的特征值，其中：差分峰值、差分峰值時間、過零點和提離交叉點更多用于非鐵磁性材料的壁厚檢測，拐點、拐點時間和晚期信號衰減率可用于鐵磁性材料的壁厚檢測。

脈沖渦流在鐵磁性材料的傳遞過程中其感應電壓會隨時間變化而衰減，其衰減規律前期符合冪函數關系，后期符合指數函數關系，因此，存在一個由冪函數關系轉變到指數函數關系的拐點；壁厚越厚，該拐點的感應電壓值越大、拐點出現的時間也越晚，且拐點處感應電壓值或拐點時間與壁厚存在一定的函數關系，所以，可以以拐點處感應電壓值或拐點時間作為脈沖渦流壁厚檢測的特征值；但在現場應用中，該拐點會受到提離高度和環境干擾的影響，其檢測效果往往存在較大波動。晚期信號衰減率或晚期信號斜率也是脈沖渦流檢測鐵磁性材料的特征值，其受提離高度和環境干擾的影響較小，但其計算方法相對復雜，計算速度慢，確定信號衰減率或信號斜率的區間較為困難。

發明內容

本發明為了解決上述的技術問題，而提供一種鐵磁性材料壁厚缺陷掃查裝置和掃查方法。

本發明是按照以下技術方案實現的：

一種鐵磁性材料壁厚缺陷掃查方法，包括如下步驟：

S1：根據待測管道的材質、管徑、是否帶包覆層、包覆層厚度等選擇合適的傳感器總成；

S2：根據待測管道的材質、壁厚、是否帶包覆層、包覆層厚度及步驟S1中選擇的傳感器總成選擇合適的激勵電磁信號，電磁信號的頻率介于1-32HZ，電壓值介于2-20V之間；

S3：將步驟S1中選擇的傳感器總成置于待測管道的外表面或包覆層外表面，采用中低頻電磁發生系統發出步驟S2中選擇的電磁信號，連續移動傳感器總成，采集待測管道的檢測信號，該檢測信號包含電磁在傳導過程中產生的隨時間衰減的感應電壓值和計步定位值；