一种管道活动式超声反射卡件及超声导波检测标定方法技术

本发明专利技术公开了一种管道活动式超声反射卡件及超声导波检测标定方法，该活动式超声反射卡件为开合式，可安装于管道外壁用于反射超声导波

【技术实现步骤摘要】
一种管道活动式超声反射卡件及超声导波检测标定方法


[0001]本专利技术应用于超声导波无损检测
，具体涉及一种管道活动式超声反射卡件及超声导波检测标定方法
。

技术介绍

[0002]几何形貌复杂的管路结构已被广泛应用于传统火力发电
、
核电以及石油化工等各重要工业领域中
。
在设施长期运行过程中，用于流体输运
、
换热等功能的管路因受到流体冲刷
、
高温高压等因素作用，其管道壁极易出现表面大面积及点状腐蚀
、
疲劳裂纹和焊接裂纹等缺陷
。
为保证设备设施的安全稳定和高效运行，需对管路定期进行有效的无损检测以及时检出缺陷
。
超声导波无损检测技术基于导波沿管道壁全厚度传播且可过弯的特点，通过探头单点定位检测即可实现对于几何复杂管路内缺陷的长距离高效无损检测
。
目前已被广泛用于大型管路的缺陷检测，也逐渐展现其在换热管等小径管路检测中的应用前景
。
[0003]由于超声波在介质中传播存在声衰减和声束扩散现象，同一尺寸当量的缺陷在较远声程位置处反射的回波幅值较小，因而基于回波幅值的缺陷定量评估需补偿回波幅值随声程的衰减
。
在超声检测技术中，采用距离
—
波幅曲线
DAC
和深度补偿曲线
TCG
分别表征和补偿对于特定结构的回波随声程衰减现象
。
在标定
DAC
和
>TCG
曲线的常规方法中，通常准备若干个材料
、
形状一致的标定件，在各标定件不同深度位置处分别加工尺寸相同的人工缺陷，用超声法测量各标定件中回波出现深度及幅值，最后拟合深度
—
回波幅值的曲线以测得
DAC。
但对于几何形貌复杂的长距离管路结构，管路中存在大量的弯管段影响超声导波的衰减特性
。
采用常规的在多个管件不同位置加工缺陷的方法成本极高，需要消耗大量的长距离样管件
。
且不同弯曲走势的管路之间
DAC
具有差异，需要对每根弯曲管路均加工一系列长距离样管件
。
因此此类管路的超声导波检测标定需要样管量少
、
对不同规格管路具有一定泛用性的标定方法，以避免过于庞大的标定作业成本
。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种管道活动式超声反射卡件及超声导波检测标定方法，其对样管量需求小
、
作业成本低且适用于长距离复杂管路的超声导波标定，实现对于复杂弯管的超声导波检测的表征回波衰减曲线数据的标定
。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种管道活动式超声反射卡件，该活动式超声反射卡件整体结构为开合式，主体由两个半圆柱构件组成，两个半圆柱构件内壁为圆柱面，内壁表面覆盖有超声耦合剂涂层，两个半圆柱构件的一端通过约束连接件活动连接在一起，用于约束两个半圆柱构件的相对位移；两个半圆柱构件的另一端通过开合式连接件可拆卸连接在一起，实现对两个半圆柱构件相对旋转的约束或解除约束
。
[0007]本专利技术进一步的改进在于，其安装方式为：活动式超声反射卡件安装于管道外壁，覆盖有超声耦合剂涂层的圆柱形内壁贴合于管道外壁处，使得超声耦合剂涂层与管道外壁
充分接触；然后操作开合式连接件约束两个半圆柱构件的相对旋转，使得活动式超声反射卡件固定于管道上
。
[0008]本专利技术进一步的改进在于，管道外壁上安装有一个或者多个活动式超声反射卡件
。
[0009]本专利技术进一步的改进在于，半圆柱构件采用铝合金制成
。
[0010]本专利技术进一步的改进在于，半圆柱构件的内径大于管道外壁的直径
。
[0011]本专利技术进一步的改进在于，超声耦合剂涂层采用压敏胶粘剂层
。
[0012]本专利技术进一步的改进在于，约束连接件采用金属铰链
。
[0013]一种管道超声导波检测标定方法，该方法基于所述的一种管道活动式超声反射卡件，用于标定表征管道超声导波回波衰减数据，包括以下步骤：
[0014]S1.
在标定样管的直管段上标记若干个活动式超声反射卡件的安装点，要求安装点与安装点间距能够准确测量；然后将活动式超声反射卡件安装于第一个安装点处；
[0015]S2.
记录该安装点在管道上的轴向坐标
x
i
，
i
为安装点编号，
i
＝
1,2,3
…
，使用超声导波检测技术测得活动式超声反射卡件处的超声导波反射回波信号，记录信号中卡件回波幅值为
A
i
，然后将活动式超声反射卡件拆除，清除管道表面残留的超声耦合剂，并将活动式超声反射卡件安装于下一个标记点；
[0016]S3.
重复进行步骤
S2
所示过程，直到测量得到所有安装点的轴向坐标
x
i
和导波反射回波幅值数据
A
i
；
[0017]S4.
通过各安装点的轴向坐标
x
i
和回波幅值数据
A
i
，通过数据拟合计算得到表征管道超声导波回波衰减数据
。
[0018]本专利技术进一步的改进在于，表征管道超声导波回波衰减数据包括距离
—
波幅曲线
DAC。
[0019]较于常规超声衰减曲线及补偿曲线的标定方法，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
[0020](1)
本专利技术提供的一种管道活动式超声反射卡件，可替代常规方法中的人工缺陷，用于引发超声导波回波
。
活动式卡件设计不仅避免了缺陷加工流程，还可重复使用，可安装于管路不同位置处以模拟不同位置的缺陷
。
标定一根样管即可实现衰减及补偿曲线的测定，大幅度降低了管路标定成本；
[0021](2)
本专利技术提供的一种管道超声导波检测标定方法，可实现对于具有各种弯曲几何复杂管路的无损标定，用户可根据样管形貌自由选择标定所需的超声反射点位置，因而对于不同弯曲走势的管路标定具有泛用性
。
附图说明
[0022]图1为本专利技术涉及的活动式超声反射卡件及在管路上的安装示意图
。
[0023]图2为本专利技术涉及的管道超声导波检测标定方法具体实施步骤流程图
。
[0024]图3为本专利技术涉及的超声导波检测信号图
。
[0025]图4为本专利技术涉及的
DAC
曲线拟合信号图
。
[0026]附图标记说明：
[0027]1‑
半圆柱构件，2‑
超声耦合剂涂层，3‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种管道活动式超声反射卡件，其特征在于，该活动式超声反射卡件
(5)
整体结构为开合式，主体由两个半圆柱构件
(1)
组成，两个半圆柱构件
(1)
内壁为圆柱面，内壁表面覆盖有超声耦合剂涂层
(2)
，两个半圆柱构件
(1)
的一端通过约束连接件
(3)
活动连接在一起，用于约束两个半圆柱构件
(1)
的相对位移；两个半圆柱构件
(1)
的另一端通过开合式连接件
(4)
可拆卸连接在一起，实现对两个半圆柱构件
(1)
相对旋转的约束或解除约束
。2.
根据权利要求1所述的一种管道活动式超声反射卡件，其特征在于，其安装方式为：活动式超声反射卡件
(5)
安装于管道外壁，覆盖有超声耦合剂涂层
(2)
的圆柱形内壁贴合于管道外壁处，使得超声耦合剂涂层
(2)
与管道外壁充分接触；然后操作开合式连接件
(4)
约束两个半圆柱构件
(1)
的相对旋转，使得活动式超声反射卡件
(5)
固定于管道上
。3.
根据权利要求2所述的一种管道活动式超声反射卡件，其特征在于，管道外壁上安装有一个或者多个活动式超声反射卡件
(5)。4.
根据权利要求2所述的一种管道活动式超声反射卡件，其特征在于，半圆柱构件
(1)
采用铝合金制成
。5.
根据权利要求2所述的一种管道活动式超声反射卡件，其特征在于，半圆柱构件
(1)
的内径大于管道外壁的直径
。6.
根据权利要求2所述的一种管道活动式超声反射卡件，其特征在于，超声耦合剂涂层
(2)
采用压敏胶粘剂层
。7.
根据权利要求2所述的一种管道活动式超声反射卡件，其特征在于，约...

【专利技术属性】
技术研发人员：方志泓，王理博，朱芮颍，张芳芳，郭盼，王波，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：