导波检测

磁场作用下引起的每百万之几部件的次序微小变化； 2、 磁致伸缩逆效应指由机械压力（或张力）引起的铁磁性材料的磁感应变化。
六、产品介绍
1、MsSR3030R 主机 最新的 MsSR3030R 超声导波检测系统的主机是把将主机、蓄电池、笔记本电脑设计在同一个坚
固的运输箱中，便于携带和运输；内置的蓄电池充满电后可连续工作八个小时，避免了野外作业缺少 220 伏的交流电源所带来的不便。
MsSR3030R 设备是一套发射及检测在铁磁性材料中传播的低频机械超声导波的装置。采用 MsS 技术，可在固定的检测点发出特定模式（例如管道内沿长度方向或螺型方向）的低频（通常小 于 200KHz）超声导波脉冲；当传播中的导波脉冲遇到焊点或者缺陷处（例如腐蚀后的管壁变薄处 或者裂纹），一部分的波就会被反射回检测点而被同样传感器所检测到从而可获得构件的结构物理 状况。
缺陷与 MsS 探头的距离
缺陷类型
钻孔 1 横向切槽 1 钻孔 2 横向切槽 1 自然缺陷
缺陷到 MsS 探头距离/mm
500
700
1030
1200
1350
所检管道的缺陷示意图
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2、MsS 导波检测技术的操作步骤
下图是管道检测示意图，MsS 导波检测技术的操作步骤相当简单：先在探头安装处用钢刷将锈 迹打磨干净，然后剪下一段铁钴条带，其长度是略小于管道的周长，中间留 3mm 的间隙，通过导 磁装置将其磁化，再用 5 分钟快速环氧树脂胶均匀的涂在铁钴条带上（MsS 超声导波系统有粘胶和 干耦合两种方式），将涂完胶的铁钴带粘贴在管道上，用橡胶带缠绕在铁钴带上（为了使其更好的 藕合），10 分钟后，将橡胶带取下，然后装上 MsS 探头，打开主机，开始检测数据，2 分钟之内 就可采集完数据。
最新研发的 MsSR3030R 主机系统
一、MsS 技术亮点：
◆ 检测精度高：最高灵敏度为管道横截面积损失量的 1%（最新试验数据），可靠检测灵敏度 为管道横截面积损失量的 5%，监测时灵敏度可以达到管道横截面积损失量的 0.6%；
◆ 检测范围（美国公开试验数据，而非理想状态）：对于带油漆层的地上直管段，可以单方向 检测 500 英尺（150 米）处管道横截面积损失量的 2-3%；
导波的产生和检测的原理：
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产生导波—基于铁磁性材料的磁致伸缩效应（焦耳效应 JOULE EFFECT）； 检测缺陷回波—基于铁磁性材料的磁致伸缩逆向效应（维拉利效应 VILLARI EFFECT）。 备注：1、 磁致伸缩效应是指铁磁性材料的物理尺寸上引起的微小变化——与碳钢在外部的叠加
构或高温管道上，用于结构腐蚀状态的长期检控； ◆ 应用范围广泛，不但可以用于各种工业管网的腐蚀检测，还可以用于高温管线和伴热管线的
检测、储罐底板的腐蚀检测、换热器管道的检测、悬浮桥梁或游乐设施钢索的检测、高压传 输线铁塔的锚杆检测等等；
三、应用范围：
◆ 石油石化设备输油输气管道网络 ◆ 海上采油平台立管网络 ◆ 电力能源工业管道网络 ◆ 横穿高速公路套管网络 ◆ 高温管线及伴热管线
3、其它附件：
铁钴带
干耦合装置
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磁化装置
4、软件 Windows 操作软件，具有专利授权，包含管道检测分析软件、板盘件检测软件、钢索检测软件、
热交换器管检测软件等。界面友好，操作简单，能够进行实时采集和数据察看，数据分析后可以生成 检测报告。
七、MsS 检测技术灵敏度试验
1、试验管道及状况
上直管段，管道状态良好或轻微腐蚀，10 年历史的管线)单方向可检测 210 米；良好状态下(地 上直管段，管道状态内外壁有一般腐蚀，30 年的老管线)单方向可检测 90 米；典型状态下（地 上直管段，管道状态内外壁有比较严重腐蚀，30 年的老管线）单方向可检测 45 米；
五、原理：
MsS 技术是激发能沿有限形状的结构传播的结构机械弹性波，沿着构件有限的边界形状传播 并被构件边界所约束、所导向，因而称为 MsS 导波。MsS 导波有纵波、扭力波、变形波、兰母波、 水平剪切波和表面波等多种模态形式。
由于这些导波传播速度很高，MsS 技术可以从单点检测处快速地检查很长距离的构件，提供 有用的结构状态信息，从而对某些工业，例如拥有几百英里长的管道的石化工业是相当理想的检测 手段。对一些难以达到的检测部位，诸如架空管线，穿越河道和公路，穿墙或者绝缘带后面的管道， 导波检测技术可以从一个远距的可以达到的检测点对那些部位进行检测。这样可以大大节省时间和 金钱。
◆ 高温应用：可以进行高温管线腐蚀的在线检测与长期状态监测，最高温度可达 938 ºC； ◆ 在主管道附带有拌热管线的情况下，可以在主管线上安装 MsS 探头，进行腐蚀检测；
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◆ MsS 探头结构简单、价格低廉；MsS 探头的特点：检测不受管道直径的限制，从 1.5 英寸到 80 英寸的管道（可以适应无限大直径的管道）；
线圈
适配器
2）板件探头 板件探头是矩形的，包含两种类型——单线圈和双线圈。双线圈板件探头包含 2 个分离的板件探 头来进行方向的控制。
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3）热交换器管探头 热交换器管探头是由螺旋前进或后退的探头枪 + 不同尺寸的 MsS 传感器（锥形头）组
成。将安装有 MsS 探头的探头枪对准热交换器管，打开旋转探头枪开关，使 MsS 传感器锥 形头进入热交换器管内，MsS 传感器发射和接收沿热交换器管传播的导波，导波遇到缺陷， 形成缺陷反射波，最后被 MsS 系统采集。其检测灵敏度可以与涡流技术相媲美，对铁磁性 与非铁磁性的热交换器管的检测灵敏度也是一样的。使用 MsS 技术对热交换管进行检测可 以大大提高检测效率（每根只需 6 秒钟）和降低劳动强度（无需将探头完全插入管道）。
2.2%的钻孔 1
（2.2%的管道横截面积金属损失量）
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1%的横向切槽 1
（1%的管道横截面积金属损失量）
1%的钻孔 2
（1%的管道横截面积金属损失量）
2.5%的横向切槽 2
（2.5%的管道横截面积金属损失量）
4、试验数据分析
通过采集软件采集信号并保存，然后打开分析软件对数据进行分析，通过一些参考信号计 算导波的速率和衰减，校准信号振幅，设置相位检查参考值和阀值，设置完以后，通过计算机处 理得到下图所示：
主机上具有各种指示 LED 显示（包含 PR以监测仪器的运转情况。30 米（也可以选择长度为 15 米的）的数据传输电缆可以使主机在远离被 测工件的工程车上进行工作或用于高空作业。 2、探头
1）带状线圈探头： 带状线圈探头由线圈适配器和带状排线带组成，用于管件、小管、电缆和棒材（例如圆形的、方 形的、六边形的等）的检测。 使用两种类型的线圈适配器和相关的带状排线带——单线圈适配器和双线圈适配器。单线圈适配 器和一个与之相配的带状电缆形成一个单线圈 MsS 探头；双线圈连接器和一个与之相配的带状电缆 形成双线圈 MsS 探头，自然组合为一组可以以指定模式和频率进行导波的方向控制。要使用单线圈 连接器进行波的方向控制，需要两个分开的带状线圈探头。
±75mm(频率为 64KHz 时)，±32mm(频率为 128KHz 时)； ◆ 盲区：盲区的大小与所采用的检测频率有关：32KHz 时为 350 毫米，64KHz 时为 175 毫米，
128KHz 时为 85 毫米； ◆ 测试范围：对于地上的直管, 从探头安装点，以管道横截面积 2−3%损失量，理想状态下(地
◆ 长期检控：可以永久地在重点结构和高温结构安装 MsS 传感器，进行重点结构和高温结构 低成本的长期状态监测（40 年至 60 年）；
◆ 其它应用：MsS 还可以进行热交换器管、板材（储罐底板）、棒材（锚杆）和钢丝绳（桥 梁钢索或游乐设施）的检测；
◆ MsS 技术不仅可以用于铁磁性金属材料的检测，还可以用于非铁磁性金属材料和非金属材 料的检测，如：不锈钢、铜、铝、钛等，和 PVC 材料、玻璃、水泥、木材等的检测；
实际管道检测示意图
3、实际缺陷及缺陷模拟图示说明
下图中所制作的钻孔和横向切槽都是经过精确计算的，下表是缺陷的尺寸：
缺陷名称
钻孔 1 横向切槽 1
钻孔 2 横向切槽 2
横向宽度或直径/mm 10 25 4 32
深度/mm 4.2 1.5 3 2.5
损失面积占管道截面的百分比/% 2.2 1 1 2.5
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分析数据示意图
缺陷名称 MsS 值/mm 分析所得值/mm 相对位置差值/mm
缺陷轴向实际测量值与分析数据所得值
钻孔 1 500 510 10
横向切槽 1 700 720 20
钻孔 2 1030 1030
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MsSR3030R 长距离超声导波检测系统
——大型结构的快速检测与长期监测
MsSR3030R 长距离超声导波检测系统（LRUT）是由位于美国德克萨斯州的美国西南研究院 (SwRI)的无损检测团队经过近 20 年的研究与开发，并取得多种美国专利的一种新型检测设备（到目 前为止已经获得 14 项美国专利）。MsSR3030R 是以铁磁性材料的磁致伸缩效应及其逆效应为基础的 检测技术，该仪器设计用于低频（4-250KHz）超声导波的研究和各种工业结构（包含管道、热交换 器、棒材、钢索和板盘件等）的在线腐蚀检测与长期腐蚀监测应用。由于 MsS 技术的独特的技术优 势，现在被广泛应用于各种工业及领域中。 备注：MsS 技术的研发者----------美国西南研究院（SwRI）是一家独立的、非赢利性的研发机构，成 立于 1947 年，现由 3000 多名科学家、工程师和技术人员组成，无损检测部门有近 200 名无损检测科 研人员，主要从事各种领域、多种前沿无损检测技术的研究开发。