[发明专利]一种铁磁性材料壁厚缺陷扫查装置和扫查方法

说明书

本发明公开了一种铁磁性材料壁厚缺陷扫查装置和扫查方法，本发明所述装置包括中低频电磁涡流主机、带增量式计步器或打点式计步器的传感器总成、数据处理终端及电缆等。中低频电磁涡流主机对传感器总成发出信号并接收反馈信号，接收到的反馈信号经蓝牙或电缆传输到数据处理终端，数据处理终端利用针对铁磁性材料信号处理的特殊算法，在无需拆除包覆层和无需进行表面处理的情况下，实现对铁磁性材料管道或设备的连续扫查，并实现对缺陷的半定量计算。本发明适合在役铁磁性管线和设备腐蚀缺陷的检测，可快速发现和定位安全隐患位置，检测精度高、速度快，并可以穿透保温层和保护层对管道或设备的壁厚进行检测，是良好的无损检测方法。

技术领域

本发明属于针对基础化工和石油炼化行业铁磁性管道和设备的无损检测领域，具体是一种铁磁性材料壁厚缺陷扫查装置和扫查方法。

背景技术

基础化工和石油炼化装置运行过程中，通常采用铁磁性材料作为管线和设备的材料。出于保温、防潮等需求，这些管线和设备往往覆盖绝热层和保护层。这些管线和设备在役（在线）工作时，承受着气体或液体的高压，处于比较恶劣的工作环境中运行，长期处于高温、高压和腐蚀的环境中，容易发生腐蚀形成缺陷，并将引起严重的后果。因此，对重点高腐蚀风险的管线和设备壁厚减薄状态进行监控非常必要，现有的管线和设备壁厚测量方法一般采用传统的超声波测厚仪进行定点测量。

由于超声波测厚仪一方面只能进行定点测厚，无法实现连续扫查，容易出现漏检或不能检测到缺陷最严重的区域；另一方面，采用超声波测厚需要对包覆层（包括保温层和保护层）进行拆除、也需要对金属表面进行处理、检测过程中需要采用耦合剂、检测完成后需要恢复包覆层，这样一是检测时间长、成本高，二是由于拆除和恢复包覆层及金属表面处理容易对管线和设备造成二次损伤。因此，需要一种无需拆除包覆层、无需对管线表面进行处理，可以实现连续扫查的检测方法。作为涡流检测技术的分支，脉冲涡流检测技术采用方波或阶跃方式激励，包含丰富的频率成分，属于非接触式的无损检测方法，可以在不拆除包覆层的情况下对管线和壁厚缺陷进行连续扫查。

现有已公开的脉冲涡流检测技术一般采用差分峰值、差分峰值时间、过零点、提离交叉点、拐点、拐点时间和晚期信号衰减率等作为壁厚检测的特征值，其中：差分峰值、差分峰值时间、过零点和提离交叉点更多用于非铁磁性材料的壁厚检测，拐点、拐点时间和晚期信号衰减率可用于铁磁性材料的壁厚检测。

脉冲涡流在铁磁性材料的传递过程中其感应电压会随时间变化而衰减，其衰减规律前期符合幂函数关系，后期符合指数函数关系，因此，存在一个由幂函数关系转变到指数函数关系的拐点；壁厚越厚，该拐点的感应电压值越大、拐点出现的时间也越晚，且拐点处感应电压值或拐点时间与壁厚存在一定的函数关系，所以，可以以拐点处感应电压值或拐点时间作为脉冲涡流壁厚检测的特征值；但在现场应用中，该拐点会受到提离高度和环境干扰的影响，其检测效果往往存在较大波动。晚期信号衰减率或晚期信号斜率也是脉冲涡流检测铁磁性材料的特征值，其受提离高度和环境干扰的影响较小，但其计算方法相对复杂，计算速度慢，确定信号衰减率或信号斜率的区间较为困难。

发明内容

本发明为了解决上述的技术问题，而提供一种铁磁性材料壁厚缺陷扫查装置和扫查方法。

本发明是按照以下技术方案实现的：

一种铁磁性材料壁厚缺陷扫查方法，包括如下步骤：

S1：根据待测管道的材质、管径、是否带包覆层、包覆层厚度等选择合适的传感器总成；

S2：根据待测管道的材质、壁厚、是否带包覆层、包覆层厚度及步骤S1中选择的传感器总成选择合适的激励电磁信号，电磁信号的频率介于1-32HZ，电压值介于2-20V之间；

S3：将步骤S1中选择的传感器总成置于待测管道的外表面或包覆层外表面，采用中低频电磁发生系统发出步骤S2中选择的电磁信号，连续移动传感器总成，采集待测管道的检测信号，该检测信号包含电磁在传导过程中产生的随时间衰减的感应电压值和计步定位值；