管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管及标定方法技术

本发明专利技术公开了一种管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管，涉及管道超声导波检测技术，用于解决反射波幅与缺陷的截面积占比的对应关系不能适用于检测波长远大于缺陷轴向宽度的情况下的问题。它包括样管，所述样管包含轴向等距的八处环向槽，所述八处环向槽的轴向长度分别为1mm，3mm，6.25mm，12.5mm，25mm，50mm，100mm和200mm，所述第一处环向槽与样管左端距离为0.2～0.6m，所述第八处环向槽与样管右端距离为0.2～0.6m，所述各环向槽中心最小间距为0.2～0.6m。本技术方案针对管壁腐蚀缺陷，准确评定管道缺陷的严重程度。本发明专利技术还公开了一种管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管标定方法。

Ultrasonic guided wave detection, calibration sample tube and calibration method for axial width of pipeline defect

The present invention discloses a kind of ultrasonic detection tube calibration pipeline defect axial width of the guided waves, relates to the pipeline ultrasonic guided wave detection technology, for solving the wave amplitude and the area of defects accounted for the corresponding relationship can not be applied to the detection wavelength is much longer than the width of the axial defects in case of problems. It includes the sample tube, the sample of eight ring tubes containing axial equidistant to the groove, the circumferential groove eight axial length were 1mm, 3mm, 6.25mm, 12.5mm, 25mm, 50mm, 100mm and 200mm, the first ring groove and the left tube distance is 0.2 ~ 0.6m. The eighth ring at the right end of the distance is 0.2 ~ 0.6m to the groove and the sample tube, the minimum distance between the circumferential groove center is 0.2 ~ 0.6m. The technical scheme aims at accurately evaluating the severity of pipe defects. The invention also discloses an ultrasonic guided wave detection calibration sample tube calibration method for the axial width of the pipeline defect.

【技术实现步骤摘要】
管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管及标定方法
本专利技术涉及管道超声导波检测技术，具体来说，是管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管及标定方法。
技术介绍
超声导波检测技术是一种长距离管道无损检测技术，它具有检测速度快，检测距离长，检测精度高的优点，能够快速反映较长范围内管道周向壁厚的变化，因此在石油、化工等工艺管道中应用日益广泛。为准确的评定被检测对象的安全状况，GB/T28704-2012《无损检测磁致伸缩超声导波检测方法》中提出了一种基于距离-波幅曲线的缺陷危害性评定方法，这种方法采用该标准中提供的对比试件制作距离-波幅曲线，制作的距离-波幅曲线以对比试件上不同距离上截面损失率9％的环形锥孔反射波为取样点。这种方法只考虑了缺陷截面积占比对反射波幅的影响，而反射波幅与缺陷的截面积占比的对应关系仅适用于检测波长远大于缺陷轴向宽度的情况下，当缺陷轴向宽度与检测波长量级相近时，反射波幅和轴向宽度与检测波长的比值呈一定的函数关系。由于超声导波技术主要针对管壁腐蚀缺陷，这类缺陷一般具有一定的轴向尺寸，因此由距离-波幅确定的缺陷危害性评定可能造成缺陷的误判或漏判，为准确的评定管道缺陷的严重程度，应充分考虑缺陷轴向宽度的影响。
技术实现思路
本专利技术目的是旨在提供了一种针对管壁腐蚀缺陷，准确评定管道缺陷的严重程度的超声导波检测管道缺陷轴向宽度的标定样管。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管，包括样管，所述样管包含轴向等距的八处环向槽，所述八处环向槽的轴向长度分别为1mm，3mm，6.25mm，12.5mm，25mm，50mm，100mm和200mm，所述第一处环向槽与样管左端距离为0.2～0.6m，所述第八处环向槽与样管右端距离为0.2～0.6m，所述各环向槽中心最小间距为0.2～0.6m。进一步限定，所述第一处环向槽与样管左端距离为0.5m，所述第八处环向槽与样管右端距离为0.5m，所述各环向槽中心最小间距为0.5m。进一步限定，所述八处环向槽的最小深度为管段壁厚的1％～4％且深度误差应小于5％。优选的，所述八处环向槽的最小深度为管段壁厚的3％。采用上述技术方案的专利技术，设计轴向长度分别为1mm，3mm，6.25mm，12.5mm，25mm，50mm，100mm和200mm的八处环向槽，环向槽的宽度用波长的倍数表示，获取相应的回波信号，对三个频率下回波信号的宽度-幅值进行排序，根据宽度-波幅关系曲线确定缺陷的轴向宽度区间。确定超声导波检测时缺陷宽度的范围区间，然后采用合适的频率进行缺陷定量，提高检测准确性。能够准确反映缺陷轴向缺陷宽度的频率，再以该频率的波长对轴向宽度进行标定，确定轴向宽度后再采用距离-波幅评定缺陷的截面积占比。本专利技术还提供了管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管标定方法，包括以下步骤，步骤一，制作样管，制作包含轴向等距的八处环向槽的样管，所述八处环向槽的轴向长度分别为1mm，3mm，6.25mm，12.5mm，25mm，50mm，100mm和200mm，所述第一处环向槽与样管左端距离为0.2～0.6m，所述第八处环向槽与样管右端距离为0.2～0.6m，所述各环向槽中心最小间距为0.2～0.6m；步骤二，获取回波信号，采用32KHz，64KHz，128KHz的探头对被检管道进行检测，获取相应的回波信号，对三个频率下回波信号的宽度-幅值进行排序，根据宽度-波幅关系曲线确定缺陷的轴向宽度区间；步骤三，校准及绘制曲线图，校准及绘制宽度-波幅关系曲线时，将32KHz，64KHz，128KHz的超声导波传感器安装于标定样管的一端，获取标定样管上各环向槽的回波幅值，以纵坐标表示，横坐标以环向槽的宽度表示，根据λ＝c/f计算各频率对应的波长，并将环向槽的宽度用波长的倍数表示，宽度-波幅曲线符合0.25λ时取得最大值，0.5λ时取得最小值，0.75λ时取得次大值，λ以后波幅不发生明显变化，但出现两个轴向宽度可区分的回波，在同一坐标系下绘制三种频率的宽度-波幅关系曲线。由于缺陷宽度和检测波长的比值影响反射波幅，而检测波长与采用的传感器频率有关，因此可采用多种频率的超声导波传感器进行检测，根据不同频率下缺陷的反射波幅大小，确定能够准确反映缺陷轴向缺陷宽度的频率，再以该频率的波长对轴向宽度进行标定，确定轴向宽度后再采用距离-波幅评定缺陷的截面积占比。优选的，步骤二中，排序过程，获取的回波信号会产生以下五种波幅，波幅一，128KHz＞64KHz＞32KHz获取的回波信号；波幅二，64KHz＞128KHz＞32KHz获取的回波信号；波幅三，64KHz＞32KHz＞128KHz获取的回波信号；波幅四，32KHz＞128KHz＞64KHz获取的回波信号；波幅五，32KHz＞64KHz＞128KHz获取的回波信号。最优选的，步骤二中，排序过程，环向槽的宽度分为以下三个阶段，阶段一，环向槽的宽度为1～25mm；阶段二，环向槽的宽度为25～100mm；阶段三，环向槽的宽度为100～200mm。区分三个阶段，能快速定量检测，根据范围区间确定缺陷宽度。本专利技术相比现有技术，能够验证超声导波系统对管道缺陷轴向宽度响应的准确性，确定超声导波检测时缺陷宽度的范围区间，然后采用合适的频率进行缺陷定量，提高检测准确性。附图说明本专利技术可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；图1为本专利技术管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管示意图；图2为本专利技术宽度-波幅关系曲线图；图3为对图2进一步解释说明图；图4为现有技术缺陷-波长关系曲线图；图5为本专利技术直接测量两个波峰状态图；主要元件符号说明如下：1第一处环向槽，2第二处环向槽，3第三处环向槽，4第四处环向槽，5第五处环向槽，6第六处环向槽，7第七处环向槽，8第八处环向槽。具体实施方式为了使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术，下面结合附图和实施例对本专利技术技术方案进一步说明。实施例一如图1，图2所示，管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管，包括样管，样管包含轴向等距的八处环向槽，八处环向槽的轴向长度分别为1mm，3mm，6.25mm，12.5mm，25mm，50mm，100mm和200mm，第一处环向槽与样管左端距离为0.3m，第八处环向槽与样管右端距离为0.3m，各环向槽中心最小间距为0.3m。八处环向槽的最小深度为管段壁厚的3％且深度误差应小于5％。实施例二如图1，图2所示，管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管，包括样管，样管包含轴向等距的八处环向槽，八处环向槽的轴向长度分别为1mm，3mm，6.25mm，12.5mm，25mm，50mm，100mm和200mm，第一处环向槽与样管左端距离为0.5m，第八处环向槽与样管右端距离为0.5m，各环向槽中心最小间距为0.5m。八处环向槽的最小深度为管段壁厚的3％且深度误差应小于5％。各环向槽中心最小间距(m)0.3m0.5m三个频率下回波信号的幅值局部偏离正常对应三个频率下环向槽的宽度局部偏离正常对应如图3所示，下面对图2的具体使用做进一步解释说明，本技术方案利用幅值与缺陷宽度的关系特点，用3个频率得到3个曲线，3个频率分别是128KHz，64KHz，32KHz，在红线1左边，a>b>c，红本文档来自技高网...

【技术保护点】
管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管，其特征在于：包括样管，所述样管包含轴向等距的八处环向槽，所述八处环向槽的轴向长度分别为1mm，3mm，6.25mm，12.5mm，25mm，50mm，100mm和200mm，所述第一处环向槽与样管左端距离为0.2～0.6m，所述第八处环向槽与样管右端距离为0.2～0.6m，所述各环向槽中心最小间距为0.2～0.6m。

【技术特征摘要】
1.管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管，其特征在于：包括样管，所述样管包含轴向等距的八处环向槽，所述八处环向槽的轴向长度分别为1mm，3mm，6.25mm，12.5mm，25mm，50mm，100mm和200mm，所述第一处环向槽与样管左端距离为0.2～0.6m，所述第八处环向槽与样管右端距离为0.2～0.6m，所述各环向槽中心最小间距为0.2～0.6m。2.根据权利要求1所述的管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管，其特征在于：所述第一处环向槽与样管左端距离为0.5m，所述第八处环向槽与样管右端距离为0.5m，所述各环向槽中心最小间距为0.5m。3.根据权利要求2所述的管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管，其特征在于：所述八处环向槽的最小深度为管段壁厚的1％～4％且深度误差应小于5％。4.根据权利要求3所述的管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管，其特征在于：所述八处环向槽的最小深度为管段壁厚的3％。5.管道缺陷轴向宽度的超声导波检测标定样管标定方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一，制作样管，制作包含轴向等距的八处环向槽的样管，所述八处环向槽的轴向长度分别为1mm，3mm，6.25mm，12.5mm，25mm，50mm，100mm和200mm，所述第一处环向槽与样管左端距离为0.2～0.6m，所述第八处环向槽与样管右端距离为0.2～0.6m，所述各环向槽中心最小间距为0.2～0.6m；步骤二，获取回波信号，采用32KHz，64KHz，128KHz的探头对被检...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑锋，胡栋，张义磊，翟永军，苏光军，
申请(专利权)人：山东省特种设备检验研究院泰安分院，
类型：发明
国别省市：山东,37