[發(fā)明專利]一種B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110255180.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN113075293B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃磊;李亮;李汝江;張鴻博;常永剛;周益;孫少卿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所;北京隆盛泰科石油管科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發(fā)明公開了一種B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測(cè)方法及系統(tǒng)，屬于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，主要包括相控陣聲場(chǎng)模型建立、聲束覆蓋與模擬試塊、檢測(cè)工藝制定與結(jié)果分析。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真軟件建立了B型套筒搭接焊縫截面模型并模擬聲束全覆蓋檢測(cè)，能直觀顯示超聲波束在焊縫中的覆蓋狀態(tài)，有效指導(dǎo)B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測(cè)工藝設(shè)計(jì)，采用相控陣超聲“三角區(qū)域分析法”對(duì)缺陷圖譜進(jìn)行評(píng)判，解決了B型套筒搭接焊縫缺陷評(píng)定的盲目性，可以使油氣輸送管道用B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測(cè)圖譜評(píng)定準(zhǔn)確，提高檢測(cè)效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜焊縫構(gòu)件損傷進(jìn)行精確檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在20世紀(jì)70年代初期，最先使用環(huán)形套筒維修油氣管道，主要修復(fù)方式有A型和B型兩種，結(jié)構(gòu)如圖1所示。套筒修復(fù)技術(shù)不僅能夠抑制管道缺陷位置金屬繼續(xù)膨脹，同時(shí)還能消除應(yīng)力集中。A型套筒(圖1a)的修復(fù)方式與復(fù)合套筒的修復(fù)方式類似，只是環(huán)繞包圍管道，沒(méi)有密封作用，而B型套筒(圖1b)修復(fù)方式可以在修復(fù)管道服役過(guò)程中出現(xiàn)泄漏，還能保持管道內(nèi)部壓力，是一種重要的、應(yīng)用廣泛的陸上管道缺陷修復(fù)方法。B型套筒作為管道維修永久修復(fù)方式，具有適應(yīng)場(chǎng)景廣、不用停輸放空、可帶壓焊接、對(duì)輸氣生產(chǎn)影響小的顯著優(yōu)點(diǎn)。B型套筒環(huán)繞包圍管道既具有補(bǔ)強(qiáng)作用又具有密封作用，所以在油氣管道修復(fù)中得到廣泛應(yīng)用。B型套筒是將兩片半瓦狀部分鋼管焊接合在一起，具有兩條縱向焊縫和兩條環(huán)向焊縫，縱向焊縫為一般對(duì)接焊縫，環(huán)向焊縫為搭接角焊縫。

由于B型套筒結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其在焊接修復(fù)技術(shù)中成為應(yīng)用較為廣泛的一種，通常被用于修復(fù)在役運(yùn)行管道的諸如裂紋、凹坑、腐蝕等缺陷。但是B型套筒在安裝過(guò)程中存在較大殘余應(yīng)力，容易在焊縫或熱影響區(qū)部位產(chǎn)生焊接裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。因此，對(duì)于這些焊接缺陷進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)是非常必要的。為了保障管道的修復(fù)質(zhì)量，將對(duì)B型套筒焊接過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行有效地檢測(cè)。B型套筒的焊縫有對(duì)接焊縫和搭接焊縫，對(duì)接焊縫的檢測(cè)技術(shù)比較成熟，容易實(shí)施，此處不再贅述。B型套筒搭接焊縫檢測(cè)，可以采用傳統(tǒng)超聲檢測(cè)，也可采用相控陣超聲檢測(cè)，傳統(tǒng)超聲檢測(cè)需要多角探頭、多檢測(cè)面，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，檢測(cè)結(jié)果可靠性差，而相控陣超聲檢測(cè)必須采用計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行模擬仿真優(yōu)化檢測(cè)工藝。縱向焊縫的對(duì)接焊縫進(jìn)行超聲或射線檢測(cè)沒(méi)有技術(shù)上難度，而環(huán)向焊縫的搭接角焊縫不論是超聲檢測(cè)還是射線檢測(cè)均有很大難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中，B型套筒的環(huán)向焊縫搭接角焊縫難以檢測(cè)的缺點(diǎn)，提供一種B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種B型套筒搭接焊縫相控陣超聲檢測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟1)繪制不同位置的B型套筒搭接焊縫結(jié)構(gòu)圖，建立B型套筒搭接焊縫截面模型；

步驟2)對(duì)B型套筒的檢測(cè)面進(jìn)行扇形掃查聲束覆蓋模擬，得到不同位置焊縫的聚焦位置和探頭所在的位置；

步驟3)使用模擬試塊進(jìn)行檢測(cè)，使得焊縫截面檢測(cè)區(qū)域的任意位置均被聲束覆蓋，得到相控陣超聲圖譜，基于相控陣超聲圖譜獲取檢測(cè)工藝的掃查工藝參數(shù)；

步驟4)利用三角區(qū)域分析法進(jìn)行缺陷判別。

優(yōu)選地，步驟1)所述B型套筒搭接焊縫結(jié)構(gòu)圖根據(jù)以下參數(shù)進(jìn)行繪制：測(cè)量待檢焊縫的結(jié)構(gòu)、B型套筒的壁厚、搭接焊縫的垂直厚度、搭接焊縫的水平寬度。

優(yōu)選地，步驟1)所述的B型套筒搭接焊縫截面模型是由若干個(gè)壓電晶片組成的一維或二維陣列模型；每個(gè)壓電晶片為一個(gè)陣元。

優(yōu)選地，所述陣列模型中安裝有控制單元，用于控制每個(gè)陣元的超聲發(fā)射和接收。

優(yōu)選地，所述每個(gè)陣元上均設(shè)有超聲發(fā)射電路和超聲接收電路。

優(yōu)選地，步驟2)所述的檢測(cè)面包括套筒側(cè)檢測(cè)面和管體側(cè)檢測(cè)面。