【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道缺陷检测，具体涉及一种小口径支管角焊缝无损检测方法及装置。
技术介绍
1、小口径支管是站场工艺管道上必不可少的附属部件以及物料的进出口连接件。通常，小口径支管的管径在25毫米mm～114mm之间，壁厚在4mm～8mm之间，具有口径小、壁厚薄、角焊缝结构复杂的特点。由于小口径支管的焊接难度大，因此，在焊接小口径支管时容易在角焊缝处形成缺陷。同时，在小口径支管运行过程中也会受管道内压和振动等因素的影响，在角焊缝处形成裂纹等缺陷。
2、通常，站场工艺管道主要按照工业管道开展定期检验，目前的法规标准对小口径支管角焊缝的无损检测没有明确的要求，在定期检验中往往被忽略。受制于角焊缝内部缺陷检测技术和工艺的不足，对于小口径支管角焊缝的检验检测，只能采用渗透、磁粉等技术对角焊缝的表面、近表面的缺陷进行检测，未能有效开展针对角焊缝内部缺陷的检测，从而导致大量的小口径支管角焊缝的安全状况不明，是油气站场运行过程中的安全隐患。
3、近年来，虽然无损检测新技术得到了快速的发展，支管管径在114mm以上的角焊缝无损检测技术和工艺已经比较成熟，形成了检测标准。但是，114mm以下的小口径支管角焊缝内部缺陷的无损检测仍然缺乏系统的检测技术体系与标准，从而导致无法精准地对小口径支管角焊缝内部缺陷进行无损检测。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是无法精准地对小口径支管角焊缝内部缺陷进行无损检测的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种小
3、第一方面，本专利技术提供一种小口径支管角焊缝无损检测方法，该方法包括：首先，获取支管中主管的壁厚和管径。然后，根据壁厚和管径确定超声波相控阵探头的类型参数。接下来，获取类型参数对应的超声波相控阵探头对支管的角焊缝检测的回波信号。最后，根据回波信号和预设的样本信号进行比对，确定角焊缝的缺陷，样本信号与角焊缝的缺陷相对应，样本信号根据缺陷仿真确定得到。
4、该方法中，首先根据支管中主管的壁厚和管径确定超声波相控阵探头的类型参数，然后，获取类型参数对应的超声波相控阵探头对支管的角焊缝检测的回波信号。最后，根据回波信号和预设的样本信号进行比对，确定角焊缝的缺陷。其中，样本信号与角焊缝的缺陷相对应，样本信号根据缺陷仿真确定得到。由于通过对小口径支管角焊缝模型进行仿真建模、声场和缺陷响应仿真，分析了不同超声波相控阵探头的类型参数对声场的影响，模拟了不同缺陷类型的样本信号，从而确定不同缺陷的回波幅值以及缺陷成像规律，进而能够提高对小口径支管角焊缝内部缺陷进行无损检测的精确度。
5、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，上述类型参数包括：激发孔径长度、工作频率和探头前沿长度。则根据壁厚和管径确定超声波相控阵探头的类型参数，包括：根据壁厚确定激发孔径长度和工作频率；根据管径确定探头前沿长度。在本实现方式中，能够根据主管的壁厚和管径确定与其匹配的超声波相控阵探头，以便于提高对角焊缝进行缺陷检测的准确性。
6、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，根据壁厚确定激发孔径长度，包括：在壁厚小于或者等于第一厚度阈值的情况下，确定激发孔径长度为第一孔径长度。在壁厚大于第一厚度阈值的情况下，确定激发孔径长度为第二孔径长度，第二孔径长度大于第一孔径长度。在本实现方式中，可以根据主管的壁厚确定探头的激发孔径长度，以确保声场的有效覆盖，从而提高对角焊缝进行缺陷检测的有效性。
7、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，根据壁厚确定工作频率，包括：在壁厚小于或者等于第二厚度阈值的情况下，确定工作频率为第一频率。在壁厚大于第二厚度阈值的情况下，确定工作频率为第二频率，第二频率小于第一频率。在本实现方式中，可以根据主管的壁厚确定探头的工作频率，从而保证对角焊缝进行缺陷检测时，具有足够的远场灵敏度、角度分辨力和声场均匀性，进而提高对角焊缝进行缺陷检测的准确性。
8、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，上述第二厚度阈值可以设置为12.5mm，上述第一频率可以为7.5mhz，或者，上述第一频率可以为10mhz，上述第二频率可以为5mhz。
9、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，根据管径确定探头前沿长度，包括：在管径小于第一管径阈值的情况下，确定探头前沿长度为第一前沿长度。在管径大于或者等于第一管径阈值，并且，小于第二管径阈值的情况下，确定探头前沿长度为第二前沿长度。在管径大于或者等于第二管径阈值的情况下，确定探头前沿长度为第三前沿长度，其中，第二管径阈值大于第一管径阈值，第三前沿长度大于第二前沿长度，第二前沿长度大于第一前沿长度。在本实现方式中，可以根据主管的管径确定探头前沿长度，从而提高超声波相控阵探头的楔块与支管的接触面积，进而提高对角焊缝进行缺陷检测的准确性。
10、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，上述第一管径阈值可以设置为273mm，上述第二管径阈值可以设置为1016mm，上述第一前沿长度可以为8.5mm，上述第二前沿长度可以为9.9mm，上述第三前沿长度可以为15.6mm。
11、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，样本信号根据缺陷仿真确定的方法包括：首先，获取样本支管的结构参数。然后，根据样本支管的结构参数建立对应的仿真三维模型。接下来，根据样本支管的结构参数确定仿真超声波相控阵探头。最后，根据仿真超声波相控阵探头，通过仿真三维模型进行声场仿真和缺陷响应仿真，确定样本信号。在本实现方式中，可以通过缺陷仿真模拟不同缺陷类型的回波信号，从而得到样本信号，以确定不同缺陷类型的回波幅值以及缺陷成像规律，进而提高缺陷检测的准确性。
12、结合第一方面，在一种可选择的实现方式中，缺陷响应仿真包括：球孔缺陷响应仿真、横通孔缺陷响应仿真、未熔合缺陷响应仿真、未焊透缺陷响应仿真和裂纹缺陷响应仿真。
13、第二方面，本专利技术提供一种小口径支管角焊缝无损检测装置，该装置包括：获取模块和处理模块。其中，获取模块，用于获取支管中主管的壁厚和管径。处理模块，用于根据壁厚和管径确定超声波相控阵探头的类型参数。获取模块，还用于获取类型参数对应的超声波相控阵探头对支管的角焊缝检测的回波信号。处理模块，还用于根据回波信号和预设的样本信号进行比对，确定角焊缝的缺陷，样本信号与角焊缝的缺陷相对应，样本信号根据缺陷仿真确定得到。
14、该装置中，获取模块能够获取支管中主管的壁厚和管径。处理模块能够根据支管中主管的壁厚和管径确定超声波相控阵探头的类型参数。获取模块还能够获取类型参数对应的超声波相控阵探头对支管的角焊缝检测的回波信号。最后，处理模块能够根据回波信号和预设的样本信号进行比对，确定角焊缝的缺陷。这样，能够提高对小口径支管角焊缝内部缺陷进行无损检测的精确度。
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1.一种小口径支管角焊缝无损检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述类型参数包括：激发孔径长度、工作频率和探头前沿长度；则所述根据所述壁厚和所述管径确定超声波相控阵探头的类型参数，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述壁厚确定所述激发孔径长度，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述壁厚确定所述工作频率，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二厚度阈值设置为12.5mm，所述第一频率为7.5MHz，或者，所述第一频率为10MHz，所述第二频率为5MHz。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述管径确定所述探头前沿长度，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一管径阈值为273mm，所述第二管径阈值为1016mm，所述第一前沿长度为8.5mm，所述第二前沿长度为9.9mm，所述第三前沿长度为15.6mm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述样本信号
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述缺陷响应仿真包括：球孔缺陷响应仿真、横通孔缺陷响应仿真、未熔合缺陷响应仿真、未焊透缺陷响应仿真和裂纹缺陷响应仿真。
10.一种小口径支管角焊缝无损检测装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块和处理模块；其中，
...【技术特征摘要】
1.一种小口径支管角焊缝无损检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述类型参数包括：激发孔径长度、工作频率和探头前沿长度；则所述根据所述壁厚和所述管径确定超声波相控阵探头的类型参数，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述壁厚确定所述激发孔径长度，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述壁厚确定所述工作频率，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二厚度阈值设置为12.5mm，所述第一频率为7.5mhz，或者，所述第一频率为10mhz，所述第二频率为5mhz。
6.根据权利要求2所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴明畅，李洪烈，郭磊，刘勇，王多才，王磊磊，黄亮亮，郑贤英，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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