[发明专利]一种输油管道用压电超声波检测探头节及管道内检测器

说明书

本发明提供了一种输油管道用压电超声波检测探头节及管道内检测器，涉及无损检测技术领域，包括至少两排阵列式探头，每一排的阵列式探头均包括沿管道的圆周方向均匀阵列分布的至少两个超声波检测阵列式探头，每个超声波检测阵列式探头均覆盖有一定的圆周检测区域，且所有阵列式探头所覆盖的圆周检测区域组合在一起可完成对管壁圆周方向的检测全覆盖，本发明中的超声波检测阵列式探头由多个晶片组合在一起，形成的超声波检测阵列式探头通过一根多芯电缆与电子舱连接，不仅大大降低了探头节的体积和长度，也使检测器的通道数增加成为可能，该探头及检测器由于结构简单，探头紧贴管壁的稳定性及可靠性得到提升。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种输油管道用压电超声波检测探头节及管道内检测器。

背景技术

长输管道己经成为输送石油、天然气等能源的重要运输手段。油气管线在运营过程中由于管道周边地理环境会对管壁造成腐蚀，当腐蚀到一定阶段时管道在外界以及管道内部压力作用下会造成腐蚀区域的应力腐蚀从而产生裂纹，当管壁上的裂纹扩展到一定程度就造成泄露，对管线周围的国家财产和生命安全造成威胁。为了保障长输管道的运行安全，必须对其进行定期检测，以便及时发现问题，采取措施，防止出现重大事故，确定出管壁腐蚀以及裂纹并及时进行维修成为管线维护的必要措施。

对埋地输油油管道定期检测的主要技术手段是“管道内检测器”，俗称“管道猪”。该内检测器是由包含供电电池的电池舱，内置检测电子模块的电子舱，以及包含检测探头的探头节组成。各节之间通过万向节实现机械连接，并通过电缆和耐高压水密连接器实现电气连接组成一完整的检测系统。该系统在管道内部通过管道输送介质(油气)的流动而被推动，同时对所经过的管道自动进行全覆盖检测并自动存储数据，待检测器在管线内运行一段距离(一般是两个分输站之间的距离几十公里或100公里以上)后在下游的分输站取出。由服务人员在地面上读取检测器已经存储的数据并进行处理，从而给出所经过管道的基本检测情况及对结果进行分析。

管道内检测主要有三种类型，管道漏磁检测器,管道电磁超声检测器及压电超声波内检测器。压电超声波内检测器主要用于长距离输送液体介质(主要是原油或成品油)的管道的检测，是通过压电超声波探头激发超声波实现管道的腐蚀检测或者裂纹检测。以往的压电超声波内检测器是把单晶片(111)常规超声波探头安装在探头架上的方法。由于每个探头只有一个晶片(111)，这种方法就需要大量数目的超声波探头。

美国专利US20130025370A1公布了把探头分成几组组合在一个方块性探头靴的方法，该方法中每个探头靴包含大量数目的超声波探头，由几个探头靴沿圆周方向均匀分布实现全覆盖检测。美国专利US8479577B2公布了把探头镶嵌在滑靴上的方法，该方法中每个滑靴包含一定数目的超声波探头，所有滑靴组合在一起形成全覆盖。这些探头节结构都是以单晶片超声波探头为单元进行组合，会造成几个问题：首先需要的探头数目太多，而且每个探头一根导线，导致探头节导线凌乱，结构复杂，不仅设备安装调试复杂，设备故障率也会大大增加；第二探头数目太多造成探头节长度增加，首先会影响通过性，其次会对收发球筒长度提出更高要求。另外，在实施腐蚀检测时由于探头直入射，所以探头之间不构成影响。但在实时裂纹检测时由于探头采用斜入射，如果探头还是聚集在如此小的空间会造成探头间的声场相互干扰。同时，采用单晶片常规超声波探头组合在一起的探头节总的探头数目受到限制，从而使检测器的分辨率受到限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种输油管道用压电超声波检测探头节及管道内检测器，以解决上述背景技术中提及的全部问题或之一。

基于上述目的，本发明提供一种输油管道用压电超声波检测探头节，包括：

至少两排阵列式探头，每一排的所述阵列式探头均包括沿管道的圆周方向均匀阵列分布的至少两个超声波检测阵列式探头，且相邻两排阵列式探头之间间距相等，每个超声波检测阵列式探头均覆盖有一定的圆周检测区域。