[发明专利]一种超声测厚探头安装结构、隧道沉管及安装方法

说明书

本发明公开了一种超声测厚探头安装结构、隧道沉管及安装方法。所述超声测厚探头安装结构包括衬管、超声探头和固定件，所述衬管设置于固体结构层内，所述衬管的一端密封固定于被测金属层上，所述衬管的另一端设有使所述衬管的内部空间密闭的密封件，所述密封件与所述被测金属层分别位于固体结构层的两侧，所述超声探头设置于衬管内靠近被测金属层的一端，所述超声探头固定于所述固定件的一端，所述固定件固定于衬管内，所述超声探头通过引出线与超声设备相连。本发明利用超声波实现对沉管钢壳外壁厚度的定量测量，监测其在服役过程中受腐蚀后的减薄程度，预测其剩余使用寿命，安装监测方法易操作，延长使用寿命，降低成本，测量数据准确可靠。

技术领域

本发明涉及金属防腐技术领域，具体涉及一种超声测厚探头安装结构、隧道沉管及安装方法。

背景技术

目前海工领域的多种阴极保护监测探头，仅能够对被保护体的阴极保护状态做出定性评价，但却无法对对钢结构的受腐蚀状态、腐蚀量做出定量检测，无法精确测量其腐蚀厚度和剩余厚度，无法评估其剩余使用寿命，更无法对其极限状态做出判断和预警。

在海水腐蚀环境中，钢板的耐腐蚀性能较差，虽采用防腐涂层和牺牲阳极方法对其进行腐蚀防护，但长期处于恶劣的海洋环境之中，在多种物理、化学因素共同作用下，钢板长寿命期内的腐蚀状态不断变化，需对钢板的腐蚀防护状态进行监测。对于钢壳混凝土组合结构而言，钢壳既可以作为混凝土浇筑的模板，又可以作为外包防水层，沉管钢壳的腐蚀厚度、腐蚀速率及其剩余厚度，对其健康状态的评估及后续补救措施的设计极为重要。目前，在海洋工程领域上述问题的解决方法是在隧道中增加一套监测系统，用来监测其腐蚀防护状态。将多个监测装置的探头布置于钢板与海水接触的多个典型位置，以监测典型位置的参数。监测装置可以是参比电极、PH计、温度传感器、含氧量传感器等。但是，目前的隧道沉管钢壳、船舶、半潜式海洋平台以及储罐等的防腐检测及监测方法仍存在以下弊端：

1、人工潜水进行防腐状态检查，成本高、操作困难；

2、海底隧道要进行碎石填埋，其表面钢壳及安装于表面的监测装置探头全部被掩埋，探头一旦损坏无法进行更换。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种超声测厚探头安装结构、隧道沉管及安装方法。本发明采用的技术手段如下：

一种超声测厚探头安装结构，包括衬管、超声探头和固定件，所述衬管设置于固体结构层内，所述衬管的一端密封固定于所述固体结构层一侧的被测金属层上，所述衬管的另一端设有使所述衬管的内部空间密闭的密封件，所述密封件与所述被测金属层分别位于固体结构层的两侧，所述超声探头设置于衬管内靠近被测金属层的一端，所述超声探头固定于所述固定件的一端，所述固定件固定于衬管内，所述超声探头与引出线相连。

进一步地，所述衬管远离被测金属层的一端设有与所述衬管之间密封固定的第一法兰盘，所述第一法兰盘上固定有第二法兰盘，所述固定件为管状结构，所述固定件通过第二法兰盘固定在衬管内，所述引出线穿过第二法兰盘和密封盖引出，所述引出线与密封盖之间密封，所述密封件为密封盖，所述密封盖密封固定在所述第一法兰盘上，所述第二法兰盘设置于所述密封盖内。

进一步地，所述第二法兰盘与固定件相互抵接，将固定件锁紧于所述衬管内，所述密封盖上设有观察窗，所述密封盖与第一法兰盘之间设有水密垫片。

进一步地，所述固体结构层为混凝土层，所述被测金属层为钢层，所述衬管焊接固定在被测金属层上。

进一步地，所述混凝土层的一侧还设有第二金属层，所述被测金属层与第二金属层分别位于混凝土层的两侧，所述第二金属层上设有通孔，所述衬管密封固定于第二金属层的通孔处，使得衬管的内部空间与所述通孔连通。

一种隧道沉管，包括混凝土层和设置于混凝土层的外部金属壳，还包括本发明所述的超声测厚探头安装结构，所述隧道沉管的混凝土层为所述固体结构层，所述隧道沉管的外部金属壳为所述被测金属层。