[发明专利]一种基于远场涡流的管道弯头缺陷检测方法及检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁无损检测方法，特别涉及一种基于远场涡流的管道弯头处腐蚀或裂纹类缺陷的检测方法及专用装置。

背景技术

管道广泛应用于油气、化工、电力和供暖等多个行业，管道弯头是管道管道系统中不可或缺的部分。多数管道弯头在工作中受高温、高压以及复杂外部环境的影响，并且在使用过程中管道弯头外曲面内侧始终受介质的冲刷，从而产生冲刷腐蚀，管壁减薄。另外，高温高压下，管道弯头管壁容易产生裂纹。以上缺陷在高压下容易快速扩张，造成管道弯头处管壁开裂，进而引发泄漏事故。管道弯头的状况直接影响整个管道系统的安全顺利运行，因此有必要研究开发管道弯头检测装置。

目前，管道弯头的检测方法有超声波检测、射线检测、常规涡流检测、脉冲涡流检测等。超声波检测需要耦合剂，且工作温度不宜太高；射线检测需要放射源，实际检测过程中存在污染，且对人体有害；常规涡流检测容易受集肤效应影响，检测趋向于试件表面的缺陷；脉冲涡流检测属于放置式定点检测，用于结构复杂的管道弯头检测时，存在一定的盲区，且对局部缺陷灵敏度不够。现有的远场涡流检测装置大多采用内穿过式检测，而内穿过式检测都有一个缺点：均难以通过可能存在堆积物的弯头。

如南京航空学院的孙雨施、曲民兴、司家屯发明并于1990年7月7日申请专利的“远场涡流无损检测高效实用探头”（专利申请号90105697.9，公开号CN1058097）公开了三种远场涡流探头改进技术，包括对激励线圈设置磁回路、对接收线圈设置磁回路，以及在激励和接收线圈之间设置补偿线圈，通过这些改进获得了信号幅值高，激励功率小，探头轴向长度小等成果。这些改进措施降低了远场涡流的应用难度，减小了探头一定长度，但在管道弯头处仍难以通过。又如浙江大学的陈佩华、黄平捷、李国厚、周泽魁发明并于2012年10月27日申请专利的“一种金属缺陷涡流检测装置及其探头”（申请号201210416556.X，公开号CN102879462）公开了一种基于混频技术的金属缺陷涡流检测装置及其探头结构，该装置结合常规涡流和低频远场涡流两种技术，能对板状或管状金属材料缺陷进行检测，但上述管状结合其探头结构仅能为直管且只能在管道轴上放置，周上放置检测时相当于只应用了常规涡流检测，因此在管道弯头这一特殊位置，被测部分曲面复杂，此装置难以对此顺利检测。又如美国专利“柔性单元连接的远场涡流传感器”（专利申请号US19970941057，公开号US6087830），它能够通过内部干净的管道弯头，但应用于工业的管道弯头处容易产生堆积物，从而远场涡流传感器顺利通过有一定的困难，加大了检测难度。

综上所述，现有的检测方法对于管道弯头这一特殊位置的检测都有着一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的各种不足之处，并提供一种利用双激励拉近远场区、提高所测信号幅值、充分体现远场涡流检测的优势、解决内穿过式远场涡流传感器难以对管道弯头进行检测的难题的基于远场涡流的管道弯头缺陷检测方法及检测装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用包括两个相同激励单元和一个接收单元构成的远场涡流传感器，且两激励单元分别位于接收单元两侧，激励单元和接收单元均沿被检测管道弯头横截面周向设置，且接收单元位于测量间接耦合磁场信号的远场区域；当远场涡流传感器施加谐波激励后，利用双激励拉近远场区，提高所测信号幅值；传感器沿管道弯头周向扫描，测取接收单元接收到的信号相对激励信号的相位差，从而得到相位差的变化特征，即获得管道弯头处的腐蚀和裂纹类缺陷信息。

所述远场涡流传感器依次与谐波信号激励电路、信号处理电路、A/D转换电路和计算机相连接，谐波信号激励电路给远场涡流传感器提供谐波激励，远场涡流传感器设置在管道弯头外表面、以激励诱发产生涡流并接收涡流远场区的间接耦合磁场信号，将其转化为电压信号后，传送给信号处理电路，信号处理电路对接收的信号进行放大、滤波、比较后，传送给A/D转换电路，A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号送于计算机，计算机对数据进行处理、从而获得被测管道弯头的腐蚀和裂纹类缺陷信息。