[实用新型]一种压力管道内检测用球形密布式探头超声测厚装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及压力管道内检测技术领域，尤其是压力管道内检测用的球形密布式探头超声测厚装置。

背景技术

管道作为五大运输方式之一，是输送石油、天然气等关键能源介质的主要手段，对国民经济的发展和稳定起着至关重要的作用，是国民经济的“生命线”。随着“西气东输”、“川气东送”等重大工程的实施和城市化的高速发展，管道运输以其高效率、低成本和安全可靠的优势，越来越显示出强劲的发展潜力。腐蚀是金属管道使用过程中最容易产生的缺陷，压力管道在使用过程中，随着时间的延长，在土壤或介质的腐蚀、冲刷等各种因素下，会出现腐蚀坑、壁厚变薄等现象。腐蚀不仅使管道承载截面减少，严重时还会发生破裂导致介质泄露，而压力管道输送的介质有些是具有爆炸危险性、毒性或对环境有破坏性，一旦泄漏将会造成职员伤亡、财产损失、环境污染和巨大的经济损失，有时还会影响人民的生活。据统计，我国每年因管道腐蚀而造成的事故约占事故总数的30％～40％，造成的经济损失占国民生产总值的4％左右。我国的大部分长输管道已经使用了20多年，管道因腐蚀破坏而造成的穿孔渗漏事故时有发生，开始进入后期事故多发阶段。但很多管道为埋地敷设，很多管道为管沟敷设，从管道外部检测腐蚀困难。因此怎样从管道内进行腐蚀检测，是量多面广的压力管道实行定期检验的关键。国外在管道内检测方面的研究开展较早，经过几十年的不断研究，一些国家研制出的管道检测器，在检测精度、定位精度、数据处理等方面都达到较高水平，并满足实际需求。目前，美国Tuboscope公司、西南研究院、德国Pipetron公司，英国PII公司，日本NKK公司已研制出各种智能检测器，其中超声法和漏磁法得到了较广泛的应用。漏磁式管道内检测技术其基本原理是利用永久磁铁磁化管道内壁，管道腐蚀处将有磁场泄露，传感器检测漏磁信号，并对信号进行处理得到管道腐蚀情况。然而漏磁检测存在着对被测管道的限制(壁厚不能太厚)，抗干扰能力差和空间分辨力低等缺点，且仅适用于材料近表面和表面的检测。超声波管道内检测主要利用超声探伤原理，通过输送介质从管道内向管道壁发射超声波，根据回波的时间、大小，检测出探头与管道内壁的距离、管道剩余壁厚、管道腐蚀缺陷情况等。超声波法具有检测精度高，可得到定量的检测结果，可直接分辨内外腐蚀；不同的管道材质对检测结果基本无影响。综合分析，漏磁法和超声法各有优缺点，但对于输送液体管道而言，超声波检测技术将有广阔的应用前景。

管道超声内检测采用超声波测厚技术判断管道的腐蚀情况，利用超声波脉冲反射原理，因此在检测过程中声束要垂直于内壁，稍有偏斜就可能无法得到足够强度的超声波信号。然而，超声测厚装置在运动过程中由于振动、转向等因素难以保证声束始终垂直于内壁，特别是超声测厚装置经过管道弯头部位时更难保证声束垂直或基本垂直于内壁，而弯头外侧往往是介质冲刷导致壁厚减薄部位，是管道腐蚀检测的重点部位，因此现有的超声内检测技术难以实现弯头的腐蚀检测，此问题尚待解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种可实现压力管道内部超声测厚的装置，该装置能够满足较大直径管道尤其是弯头处的测厚要求，并具有在运动过程中稳定性好、检测精度高、检测效率高等特点。

本实用新型采用了以下技术方案：

一种压力管道内检测用球形密布式探头超声测厚装置，其特征在于：包括球形壳体、球形外罩、若干超声波探头以及信号处理装置；所述若干超声波探头均布在球形壳体上，并通过导线与球形壳体内部的信号处理装置连接；所述球形外罩包附在球形壳体的外壁，并且开制有若干与超声波探头位置对应的通孔。

作为优选，所述信号处理装置包括嵌入式PC平台及与其连接的多通道超声卡、U盘储存器、高效能电池，多通道超声卡与所述若干超声波探头连接。

作为优选，所述球形壳体开设有与U盘储存器位置对应的螺纹通孔，该螺纹通孔通过螺纹塞及密封圈实现密封，球形外罩上开设有利于螺纹塞通过的通孔。

作为优选，所述信号处理装置还包括加速度计和磁力计，该加速度计和磁力计与所述嵌入式PC平台连接。

作为优选，所述若干超声波探头均沿球形壳体的径向朝外布置，各超声波探头的外端相对球形外罩的外壁缩进一段距离。

作为优选，所述若干超声波探头均采用圆形晶片，圆形晶片的外侧设置有用于声波聚焦的凹透镜。

作为优选，所述球形壳体由两个半球壳通过螺纹对接而成，对接处通过密封圈密封。

作为优选，所述半球壳采用金属制作。

作为优选，所述球形外罩的外径大于待测管道的内径，从而与待测管道形成过盈配合。