舰船流体管道无损检测技术应用的可行性分析

刘林林

舰船流体管道无损检测技术应用的可行性分析

刘林林

（无锡市毅恒工程检测有限公司，江苏 无锡214400）

对舰船流体管道无损检测技术的应用可行性进行分析，主要是对超声导波、声发射和磁漏技术三种新型无损检测技术进行分析，重点探讨其在流体管道检测中的应用效果，对以上技术的不足和未来发展进行研究。

超声导波；舰船流体管道；无损检测技术；可行性；声发射

流体管道在使用过程中容易出现裂纹、腐蚀坑等多种缺陷，对流体管道的安全使用造成严重的不良影响，因此提升流体管道的检验缺陷发现率十分有必要。无损检测技术的逐渐提升，有效提升了流体管道检测的可靠性和安全性。

1　新型流体管道的检测技术介绍

（1）超声导波。导波属于超声波，可以在波导结构中传播。该种波有着频散特征，一次的激发导波可以在类型不同的材料和几何形状中展现不同的频率和速度，因而可以采用频散曲线来描述，一旦工件内部存在缺陷引起的结构问题后，则收到的导波回波则会出现不同的变化，随后对存在的波形进行分析，实现对缺陷的判断和定位。当前使用的导波检测主要是单一的L（0，2）模态的导波，该种类型的导波在管线中进行传播，会由于自身的衰减而降低覆盖范围，同常规使用的脉冲时差超声波的逐点检查对比，导波检测可以实现较长距离的检测，不但可以将焊接接头内部的问题检测出来，还能实现管内外表面、材料内部等方面的缺陷检测，特别是针对管内大面积的腐蚀，可以实现快速检测。国内的导波检测技术，起步时间较晚，很多研究专家和机构已经开始实施实验室仿真，目的在于对多模态的导波进行激励和接收，导波检测设备在成型后，则可以实现对缺陷波形的分析以及处理。

（2）磁记忆检测法。磁记忆检测技术的发展基础是传统的磁粉检测技术，该技术同样可以实现无损检测，因而也叫作漏磁检测。该技术是由俄罗斯的科学家在20世纪90年代提出的。在地磁场中，铁磁性材料的性能可以在应力集中区一级形状突变区中发生永久的变化，因而存在磁记忆的能力，实现金属构件表面的磁导率远小于其他范围，最终形成漏磁场，对漏磁场进行检测可以确定被检验设备的应力集中区和形状突变区。同传统的磁粉检测对比，该技术不仅不用依靠外界磁场的帮助，同时还具备便携和快速检测缺陷以及应力集中区等优点。

（3）声发射检测。声发射是利用固体材料以及构建在外力的作用下产生变形或是断裂的过程中，将储存的应变能陆续的释放而产生瞬时弹性波的状况，在接受和分析材料的声发射信号后，对材料的性能进行评价，同时对构建的破坏过程进行检测，实现对设备的损伤探查。声发射检测的原理图如图1所示。若被检测的工件中出现活动性缺陷，则在外加应力下就会在缺陷部位释放弹性波，被工件表面的传感器所接受后，进行放大和处理，对收集的波形进行分析，确定其性质。声发射检测是动力学检测的范围，该检测技术对线性缺陷十分敏感，可以对连续的缺陷的管线信息进行实时监测。

图1　声发射检测的原理

2　新型无损技术在流体管道检测中的应用

当前我国学者主要探究的是导波在流体管道中的传播，并给激励导波方式基本上是采用压电式或是激光发特性，磁致伸缩效应的激励手段相对较少。相关研究中检测出了利用磁致伸缩导波传感器在某舰船管道中的检测，检测出了充分非粘性流体管道中存在的缺陷，并在分析检测信号的基础上，讨论了导波检测法在舰船流体管道无损检测中的可行性。

按照相关要求，工业的压力管道要接受定期的检验，常规无损检测的方法无法实现在线检测以及寿命的估算。但是以上介绍的三种新型检测技术的应用，可以实现对早期问题的检测同时实现在线检测。尤其是在电力和石化业中，比如在护理发电中存在大量水汽和水的管道中，就能利用磁记忆检测技术，保证在正常的生产和运行中实施在线检测，做出早期诊断，找出应力的集中点，并对其进行重点监控，同时还可以结合使用声发射检测技术，对活动性的缺陷进行查找，找出泄漏的位置。声发射检测技术同时可以对地下埋管中存在的泄漏进行检测。在较长管线的缺陷检查中导波检测十分有效，针对架空的管线检测长度在理论上可以长达几百米。十分有利于缩小检验范围，切实提高检出率。当前研究重点为以下几点：研究导波的模态，分析不同模态导波对不同缺陷的敏感性；信号分析，找出较为有效的去噪方法，分析接收到的不同信号的特征，准确分析出缺陷信号；建立信号中的缺陷数据库，对检测标准进行完善。

3　结语

综上可知，以上三种检测技术在管道无损检测中的应用，不但可以降低检验的成本，同时还能提升压力管道的检验效率。并且在役管线的诊断以及寿命的估算都十分重要。但是当前还存在一定的问题：很多技术都停留在实验室阶段，并未实现市场化；另一方面，相关的配套设施和检测标准没有制定，仍旧需要实现制度化标准。因此将这些检测技术进行推广还需要做出进一步的努力。实现多模态导波检测仪的开发，形成多种缺陷现场供应的成熟超声导波检验设备；对声发射信号的处理和分析能力需要进一步提升，保证检验结果的准确和有效；快速推进检验标准的编制、发布和实行。

［1］雷玉兰.新型无损检测技术在压力管道在线检测中的应用研究［J］科技资讯，2012，（23）：1.

［2］刘勇，沈立华，王悦民.基于超声导波的舰船流体管道无损检测技术可行性研究［J］.无损探伤，2012，（5）：8-11.

收稿日期：2016-03-05

作者简介：刘林林（1987-），男，江苏连云港人，大学本科，助理工程师，主要研究方向：无损检测应用。

Feasibility Analysis of Application of Ships Fluid Pipe Nondestructive Detection Technology

LIU Lin-lin
（Wuxi Yiheng Engineering Detection CO.，LTD.，Wuxi，Jiangsu 214400，China）

This paper ana1yzes the feasibi1ity of ship f1uid pipe1ine nondestructive detection techno1ogy，main1y the three kinds of techno1ogies of u1trasonic guided wave，acoustic emission and magnetic 1eakage，it a1so discusses the app1ication effect of the techno1ogies in the f1uid pipe1ine detection，and studies the shortcomings and future deve1opment.

u1trasonic guided wave；ship f1uid pipe；nondestructive testing techno1ogy；feasibi1ity；acoustic emission

TG115.28

A

2095-980X（2016）03-0071-01

2016-03-08

邵修缘（1989-），男，江苏仪征人，大学本科，助理工程师，主要研究方向：环保除尘设备。