超声导波技术-3优势和局限性

2.2超声导波检测技术

2.2.1超声导波检测技术的工作原理

超声波检测技术利用探头发射超声导波（低频扭曲波或纵波），通过管道内外壁反射波的时间差来判定壁厚和腐烛情况[30],可用于各种管道进的缺陷检测，包括对于地下埋管不开挖状态下管道的长距离检测等。导波检测技术是一种新兴的无损检测技术，现正随着它发展势头的迅猛，应用越来越广泛。

超声导波检测的工作原理：探头受到激励信号发射超声导波，导波信号包裹管道的整个圆周和整个壁厚，并沿着管道向远处传播；在传播过程中遇到缺陷时,会在缺陷处返回一定比例的反射波,利用探头传感器接收到的内外壁反射波的时间差来识别和判断缺陷，并对其定位。对于有缺陷的的管道，缺陷处的壁厚必定有所变化，利用内壁或外壁产生反射信号，被传感器接收的返回信号-反射波就会产生时间差，根据缺陷产生的附加波型进行处理可以识别的回波信号，因此可以检测出管道内外壁由腐蚀或侵蚀引起的缺陷。

2.2.2超声导波检测技术的优势

导波检测具有直接和定量化的特点,数据损失也可由相关的仪器和软件获得,因此有较高的灵敏度[30]，相对其他检测方法优势明显。

导波检测技术的主要优势:

1) 操作使用较方便,检测点只要选取得当，长距离检测的距离就大大增加；

2) 检测迅速,在管道360度安装好探头后打开导波检测仪,几分钟即可对管道的正负方向完成检测；

3) 检测能力强,对管道结构特征和缺陷特征分辨能力强[31]；

4) 能够检测某些人员无法到达的区域,如海平面以下管道、埋地管道等[31]；

5) 灵敏度高,截面损失率超过2%的缺陷都可以被检测出来[31]；

6)—次安装后,进行预处理的检测点可以保留便于以后的定期复查，如果是重要管段，可安放导波检测仪器全天候监测;

7)不容受到外界因素影响,如温度、压力和内部流动介质等[31]。

2.2.3超声导波检测技术的局限性

超声导波检测虽然相对于传统常规的检测方法有很明显的优势，但一项技术

不可能是完美无缺的，它也有它自身的缺陷和不足:如导波技术不能检测出壁厚的直接测量值；由于对管壁深度和环向宽度的缺陷都十分敏感，只能在一定范围内能测得缺陷的轴向长度，这是因为沿管壁传播的圆周导波会在每一点与环状截面相互作用，即截面的减小比较灵敏。

超声导波检测的局限性：

1)导波检测所选择的检测频率必须先进行实验所得，这对检测造成不必要的时间和精力的损失；

2)如果管道有多重缺陷，将产生叠加效应；

3)有严重缺陷的管道，检测的长度距离大大减短

4)缺陷的最小检测精度和检测范围都会因管道半径和壁厚变化；

5)检测主要以回波信号为准，焊缝的不均匀度严重影响导波检测的准确程度；

6)如果管道有外覆层（防腐带或沥青层），它对导波的回波信号有衰减效果，使导波检测的距离大大减短；

7)导波检测数据比较高端，需要专业的人员，并且管道检测的经验非常丰富才能读出关键信息。