[发明专利]一种聚乙烯管道焊接接头的微波透射检测方法和检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及压力管道的检测领域，具体是一种聚乙烯管道焊接接头缺陷的微波透射检测方法和检测装置。

背景技术

聚乙烯(polyethylene,PE)管道广泛用于燃气等危险介质的传输。聚乙烯燃气管道具有许多卓越的性能，如耐低温、耐腐蚀、韧性好、抗开裂，连接方便（电熔连接和热熔对接），良好的抗刮能力，良好的裂纹传递抵抗能力等，使用寿命较长。聚乙烯管材之间的连接是影响其结构完整性及持久强度的重要环节，因此聚乙烯燃气管道系统的安全工作与其接头质量息息相关。聚乙烯管道之间的连接方法主要有热熔焊接和电熔焊接两种。热熔焊接的技术成熟，连接费用较低，在使用大公称直径管道的场合较为常见。热熔焊接的工艺参数较多，施工操作较为复杂，接头的质量与操作者的焊接水平和经验关系很大。电熔焊接时熔接发生在连接部件装配定位之后，接头熔接时熔体的运动很有限，产生的内应力较小。电熔焊接操作简单易掌握，施工效率高，焊接质量受人为因素的影响较小，适合在公称直径较小的管道连接上使用，有着良好的发展前景。

聚乙烯管道焊接接头处可能存在各种不同的缺陷，主要包括裂纹、气孔、夹杂、未熔合、冷焊等。其中，对未熔合和冷焊这样的工艺性缺陷的检测是最困难的，因为这种缺陷一般不表现为接头处宏观结构的变化，但是对接头的质量和性能会产生很大的影响。接头处的缺陷对聚乙烯管道的安全性是一个很大的威胁，绝大多数聚乙烯管道事故都是由接头缺陷引起的。因此，要提高聚乙烯管道的安全性，必须提供有效可靠的接头缺陷检测方法和相关设备。

现有的聚乙烯管道焊接接头的检测方法主要有破坏性检验和非破坏性检验两类。接头的破坏性检验，本质上是对焊接界面粘接能力的评定，现阶段大多用于焊机厂家的产品开发，非破坏性检验主要指目视检测和超声检测。目视检测目前还没有形成国家或行业标准，检测方法主要根据工程经验形成，缺乏可靠性。超声检测能够直接获得材料内部的状态信息，可以对一些宏观缺陷进行判别，但聚乙烯是一种高分子材料，相比金属材料会吸收和损耗更多的声波能量，并且由于其结构比金属材料复杂，易于增加声波的散射，这些都大大增加了聚乙烯管道接头超声检测的难度。更重要的是，超声方法对聚乙烯管道接头的工艺性缺陷的检测非常困难，尤其是针对冷焊缺陷的检测目前还缺乏有效的手段。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种聚乙烯管道焊接接头的微波检测方法和检测装置。该检测方法和检测装置具有可检测多种类型的缺陷、检测灵敏度和精度高、可靠性好等优点，特别是可以有效地检测工艺性缺陷，操作简便，成本较低。

本发明的技术方案是：

一种聚乙烯管道焊接接头的微波透射检测方法，用微波检测装置检测聚乙烯管道焊接接头时，微波探头中的微波发射器向被测接头发射微波，微波穿透接头表面进入其内部，当行进中的微波遇到缺陷时，介电常数的变化使微波的幅度、相位参数发生变化；透过焊接接头的微波由微波接收天线中的传感器接收并转换成电信号，连同发射波信号一起经过信号转换系统后输入单片机或计算机中，获得微波波形图，根据对波形图的分析可以得到聚乙烯管道焊接接头缺陷的相关信息。

所述的聚乙烯管道焊接接头的微波透射检测方法，按以下步骤实现：

（1）将微波探头置于聚乙烯管道焊接接头外表面的一侧，微波探头中的微波发射器采用发射频率为1‐100GHz的微波进行扫描检测；

（2）与微波探头相连的微波接收天线处于焊接接头的另一侧，微波接收天线的中心与微波探头的中心相对，由微波接收天线中的传感器接收透过焊接接头的微波信号；

（3）微波接收天线获得的信号经过信号转换系统的放大和数/模转换后，由单片机或计算机进行处理，形成波形图像，可以对缺陷进行分析。

所述的聚乙烯管道焊接接头的微波透射检测方法，检测时，微波探头在聚乙烯管道的焊接接头外表面的一侧缓慢移动，微波探头进行缺陷匀速扫描，焊接接头移动速度为1‐20cm/s，与之相连的微波接收天线在焊接接头的另一侧随之移动，以接收穿过焊接接头的透射波信号。

所述的聚乙烯管道焊接接头的微波透射检测方法，在对聚乙烯管道焊接接头进行检测时，避免使用耦合剂。

所述的聚乙烯管道焊接接头的微波透射检测方法，微波探头与焊接接头外表面进行接触扫描；或者，采用微波探头靠近焊接接头外表面的方式进行扫描。