一種采用螺旋換能器的螺旋焊管扭彎導(dǎo)波檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種螺旋焊管缺陷無損檢測(cè)裝置，特別涉及一種采用螺旋換能器 的螺旋焊管扭彎導(dǎo)波檢測(cè)裝置，屬于無損檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 螺旋焊管是一種按照一定的螺旋線角度將鋼帶卷成管坯，并將管縫焊接制成的鋼 管，具有良好的可焊性和抗裂性，在長(zhǎng)輸管線中有著廣泛的應(yīng)用。螺旋焊管在服役過程中， 會(huì)受到腐蝕、外力破壞等因素影響，從而在螺旋焊管中產(chǎn)生各種缺陷。螺旋焊管中的缺陷若 不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)輸管線泄漏，危及人身和財(cái)產(chǎn)安全。為了避免螺旋焊管因缺陷引起 事故，必須尋求有效的在役螺旋焊管檢測(cè)方式。
[0003] 長(zhǎng)輸管線中螺旋焊管大多采用埋地或架空的方式架設(shè)，傳統(tǒng)的螺旋焊管檢測(cè)方法 比如采用超聲波探傷儀對(duì)螺旋焊管進(jìn)行逐點(diǎn)檢測(cè)，需要開挖管道、搭建腳手架等輔助工序， 效率低下且費(fèi)用高昂，難以滿足目前長(zhǎng)輸管線螺旋焊管的無損檢測(cè)需要。此外傳統(tǒng)的螺旋 焊管檢測(cè)方式不具備實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)的潛力，無法適應(yīng)當(dāng)前無損檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。
[0004] 導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)是一種長(zhǎng)距離無損檢測(cè)技術(shù)，具有檢測(cè)距離遠(yuǎn)、檢測(cè)精度高，可以實(shí) 現(xiàn)全截面檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，近年來在管道無損檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。管道導(dǎo)波檢測(cè)最常用 的是軸對(duì)稱的T (0, I)、L(0, 1)和L(0, 2)模態(tài)，其波陣面與管道軸向方向垂直，沿管徑軸向 360度方向?qū)ΨQ分布，導(dǎo)波沿管道長(zhǎng)度方向傳播。申請(qǐng)?zhí)枮?6193606. 1的實(shí)用新型專利提 供了一種采用磁致伸縮換能器激發(fā)和感應(yīng)縱向模態(tài)導(dǎo)波檢測(cè)鋼管缺陷的方法，管道中縱向 模態(tài)導(dǎo)波主要有L(0, 1)和L(0, 2)模態(tài)，存在明顯的頻散現(xiàn)象，并且在帶液管道中衰減較為 嚴(yán)重，因此在實(shí)際檢測(cè)中的應(yīng)用并不廣泛。申請(qǐng)?zhí)枮?011205231343的實(shí)用新型專利提供 了一種采用磁致伸縮換能器激發(fā)和感應(yīng)扭轉(zhuǎn)模態(tài)導(dǎo)波檢測(cè)鋼管缺陷的方法，該方法采用了 T(0, 1)扭轉(zhuǎn)模態(tài)導(dǎo)波，波速恒定，在帶液管道中衰減較小，因此在業(yè)內(nèi)得到了普遍的推廣應(yīng) 用。如果將上述對(duì)稱模態(tài)導(dǎo)波如L(0, I)、L(0, 2)或T (0, 1)模態(tài)應(yīng)用到螺旋焊管的導(dǎo)波檢 測(cè)，那么導(dǎo)波換能器產(chǎn)生的導(dǎo)波波束在螺旋焊管中構(gòu)成的波陣面成圓柱對(duì)稱分布。由于螺 旋焊縫余高投影在管道橫截面上的位置始終在變化，在圓柱對(duì)稱分布波陣面的導(dǎo)波通過一 個(gè)螺距螺旋焊縫的任意時(shí)刻，導(dǎo)波波束都會(huì)在該螺距螺旋焊縫的某個(gè)位置發(fā)生反射，使得 焊縫信號(hào)持續(xù)出現(xiàn)在回波中，導(dǎo)致回波的信噪比大幅下降。為了提高對(duì)螺旋焊管缺陷的檢 測(cè)能力，必須設(shè)法克服螺旋焊縫對(duì)導(dǎo)波傳播的影響。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型針對(duì)環(huán)形布置的換能器進(jìn)行螺旋焊管導(dǎo)波檢測(cè)時(shí)，波陣面圓柱對(duì)稱分 布的導(dǎo)波會(huì)受到螺旋焊縫持續(xù)影響的缺點(diǎn)，提出了一種采用螺旋換能器的螺旋焊管扭彎導(dǎo) 波檢測(cè)裝置，通過與螺旋焊縫平行布置的螺旋換能器來保證螺旋換能器任意一點(diǎn)與螺旋焊 縫之間的距離都相等，克服了螺旋焊縫對(duì)導(dǎo)波檢測(cè)的干擾，提高了螺旋焊管導(dǎo)波檢測(cè)的有 效性。
[0006] 本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0007] 本實(shí)用新型包括螺旋換能器和導(dǎo)波檢測(cè)儀，螺旋焊管上沿螺旋方向布置有螺旋換 能器，螺旋換能器的任意一點(diǎn)與螺旋焊縫的距離都保持相同；螺旋換能器通過電纜與導(dǎo)波 檢測(cè)儀連接，導(dǎo)波檢測(cè)儀包括脈沖信號(hào)發(fā)生模塊、功率放大模塊、前置放大模塊和信號(hào)采集 模塊，脈沖信號(hào)發(fā)生模塊經(jīng)功率放大模塊與螺旋換能器連接，螺旋換能器經(jīng)前置放大模塊 與信號(hào)采集模塊連接；脈沖信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生檢測(cè)脈沖信號(hào)，經(jīng)功率放大模塊放大后加載 到螺旋換能器形成扭彎導(dǎo)波并耦合到螺旋焊管；扭彎導(dǎo)波的回波由螺旋換能器感應(yīng)接收， 經(jīng)前置放大模塊調(diào)理放大后，再通過信號(hào)采集模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
[0008] 所述的螺旋換能器的長(zhǎng)度為一個(gè)螺距的螺旋焊縫長(zhǎng)度。
[0009] 所述的螺旋換能器包括磁致伸縮帶材和覆蓋在磁致伸縮帶材上的回折線圈，回折 線圈通過脈沖電流提供激勵(lì)磁場(chǎng)，磁致伸縮帶材的剩磁場(chǎng)提供偏置磁場(chǎng)，回折線圈的布置 方向和偏置磁場(chǎng)方向一致且與螺旋線的夾角為螺旋角大小。
[0010] 所述螺旋換能器激發(fā)的扭彎導(dǎo)波通過耦合劑或干耦合裝置將導(dǎo)波的彈性應(yīng)變耦 合到螺旋焊管。
[0011] 所述的耦合劑為環(huán)氧樹脂膠。
[0012] 所述的干耦合裝置為氣囊夾具。
[0013] 本實(shí)用新型的主要有益效果有：
[0014] 本實(shí)用新型由于螺旋換能器的任意一點(diǎn)與螺旋焊縫的距離都保持相同，保證了一 個(gè)螺距的螺旋焊縫在回波中是單個(gè)波包，克服了傳統(tǒng)環(huán)形布置的換能器檢測(cè)螺旋焊管時(shí)螺 旋焊縫信號(hào)持續(xù)出現(xiàn)在回波的缺點(diǎn)，大幅提高了螺旋焊管回波的信噪比，為提取有效的螺 旋焊管缺陷信息奠定了基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本實(shí)用新型的工作原理示意圖。
[0016] 圖2是扭彎導(dǎo)波傳播示意圖。
[0017] 圖3是螺旋換能器結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 圖4是本實(shí)用新型環(huán)形布置的換能器獲取的導(dǎo)波信號(hào)圖。
[0019] 圖5是傳統(tǒng)螺旋換能器獲取的超聲導(dǎo)波信號(hào)圖。
[0020] 圖中：1、螺旋焊管，2、螺旋換能器，3、螺旋焊縫，4、導(dǎo)波檢測(cè)儀，5、電纜，6、扭彎導(dǎo) 波波陣面，7、缺陷，8、回折線圈，9、磁致伸縮帶材。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0022] 本實(shí)用新型的裝置包括螺旋換能器2和導(dǎo)波檢測(cè)儀4。
[0023] 如圖1所示，螺旋換能器2沿著與螺旋焊縫3平行的方向在螺旋焊管1外表面通 過環(huán)氧樹脂膠粘附一周，其任意一點(diǎn)與螺旋焊縫3的距離都保持相同。螺旋換能器2通過 電纜5與導(dǎo)波檢測(cè)儀4連接，導(dǎo)波檢測(cè)儀4包括脈沖信號(hào)發(fā)生模塊、功率放大模塊、前置放 大模塊和信號(hào)采集模塊，脈沖信號(hào)發(fā)生模塊經(jīng)功率放大模塊與螺旋換能器2連接，螺旋換 能器2經(jīng)前置放大模塊與信號(hào)采集模塊連接；脈沖信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生檢測(cè)脈沖信號(hào)，經(jīng)功 率放大模塊放大后加載到螺旋換能器2形成扭彎導(dǎo)波并耦合到螺旋焊管I ;扭彎導(dǎo)波的回 波由螺旋換能器2感應(yīng)接收，經(jīng)前置放大模塊調(diào)理放大后，再通過信號(hào)采集模塊轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號(hào)進(jìn)行分析處理。
[0024] 如圖2所示，螺旋換能器2生成的扭彎導(dǎo)波波陣面6呈與螺旋焊縫3平行分布。在 扭彎導(dǎo)波通過螺旋焊縫3時(shí)，扭彎導(dǎo)波波陣面6的任意一點(diǎn)在同一時(shí)刻經(jīng)過螺旋焊縫3,此 時(shí)螺旋焊縫3在回波中是單個(gè)波包。當(dāng)扭彎導(dǎo)波與螺旋焊管1中