[实用新型]基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置

说明书

技术领域

本实用新型是有关于无损检测技术领域，特别是有关于一种可应用于长输管道的基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置。

背景技术

随着长输管道运输业的高速发展，天然气需求呈爆炸式增长，高压力大排量天然气管道运输系统日渐庞大。特别是自从西气东输一线使用X70管线钢开始，高钢级管道材料逐步推广而且钢级不断增强。随着管道运营时间不断增长，管线上的局部缺陷不断增加并恶化，这为高压力大排量输气管道的安全运营带来了巨大挑战，特别是由于不能及时发现沿管道轴向的应力腐蚀裂纹缺陷(SCC)而引发的管线爆裂恶性安全事故，给国民经济和社会安全造成巨大危害。

为了减小运行风险，需要对管道安全状态进行定期检测。通过检测获取管体上的缺陷信息以便对管线的安全性进行评价。目前，油气管道检测最常用的内检测技术是漏磁检测(MFL)技术。但该技术无法检测到管体上的细长型类裂纹缺陷，特别是轴向裂纹缺陷。而常规压电超声检测方法因需要耦合剂而存在诸多不便。电磁超声(EMAT)检测具有非接触、无耦合、重复性好、分辨率高等优点，是目前可解决气体输送管道裂纹缺陷检测的一种切实可行的方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置，其超声波传感器能在管壁内激发出超声波，激发的超声波沿管壁周向传播，当遇到轴向裂纹缺陷时反射回来，通过接收传感器获取管壁内轴向裂纹缺陷的声波反射信号，从而达到对管壁内轴向裂纹缺陷检测识别的目的。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置，所述内检测装置放置于管道内，所述内检测装置包括：电气密封舱，其内设有电气连接的数据采集部分，信号数据处理部分及数据存储部分，电气密封舱的两端分别设有支撑轮；多个基于磁致伸缩效应的超声波传感器，其周向排列地连接在电气密封舱外，并紧贴管道内壁，每个超声波传感器包括永久磁铁，超声波线圈和弹簧支架，超声波线圈位于永久磁铁的N极和S极之间，弹簧支架连接在永久磁铁与超声波线圈之间；驱动器，其通过万向节与电气密封舱相连，驱动器两端分别设有一套周向排列的支撑轮，所述电气密封舱的支撑轮和驱动器的支撑轮中，其中一套周向排列的支撑轮上设有多个交错的里程轮。

如上所述的基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置，所述多个基于磁致伸缩效应的超声波传感器形成交叉布置的两个超声波传感器组，每组超声波传感器分别周向均匀地连接在所述电气密封舱外。

如上所述的基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置，所述超声波传感器的传感器控制部分位于所述永久磁铁和超声波线圈之间。

如上所述的基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置，所述驱动器还包括速度控制单元和驱动皮碗，驱动皮碗的前端连接速度控制单元。其中，速度控制单元确保内检测装置在理想的速度范围内运行。

如上所述的基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置，所述超声波线圈包括中心轴一致的超声波激发线圈和超声波接收线圈，所述超声波激发线圈和超声波接收线圈分别由折形线圈构成。

如上所述的基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置，所述超声波激发线圈在管壁中激发超声波，其超声波传播方向与折线间距的关系为sin θ＝c/2Df  其中，θ为声波传播方向与被测管道表面法向的夹角，c是波速，f是声波频率，D是折间距。

如上所述的基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置，所述θ＝90度，sinθ＝1，D＝c/2f，即折线间距D是超声波波长λ的一半。

如上所述的基于磁致伸缩效应的管壁轴向裂纹缺陷内检测装置，三个所述里程轮交错位于所述电气密封舱的后侧的所述支撑轮中。

本实用新型实施例的特点和优点是：

1、其基于磁致伸缩效应的超声波传感器，利用铁磁性材料在交变磁场和恒定偏置磁场下的磁致伸缩效应及其逆效应，从而实现了对天然气管道非接触、无耦合检测，具有重复性好、分辨率高等优点。

2、其超声波传感器采用永久磁铁在管壁中实现了传感器所需的偏置磁场，管壁中的偏置磁场方向与传感器线圈平行，同时采用了弹簧支架来保证超声波线圈紧贴管道内壁。

附图说明