本发明专利技术是关于一种金属管道检测装置及方法，所述的装置包括：位置判断单元，用于获取所述的金属管道检测装置的位置信息；中央控制单元，用于根据所述的位置信息命令传感器控制单元发起检测，并根据反射回波判断管壁缺陷；传感器控制单元，用于控制传感器组激发超声导波，并将接收到的反射回波发送至所述的中央控制单元；传感器组，均匀分布在检测装置的同一圆周方向上，用于产生超声导波及接收反射回波。本发明专利技术实施例提供的一种金属管道检测装置及方法，沿管壁传播的超声导波频率较低，受线圈与管壁间距的约束较小，所以更容易工程化应用，不但适用于检测沿管壁轴向的狭小细长缺陷、裂纹，也能检测管壁上的金属损失缺陷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天然气长输管道
，尤其涉及管壁局部金属损失缺陷和轴向裂纹缺陷的检测技术，具体来说是关于。
技术介绍
长输天然气管道是目前天然气的主要输送手段，随着我国长输管道运输业的高速发展，高压力大排量天然气管道运输系统日渐庞大，特别是自从西气东输一线使用X70管线钢以来，高钢级管道材料逐步推广而且钢级不断增强。随着管道运营时间的不断增长，管线上的局部缺陷逐渐恶化，常会带来巨大灾难，造成巨大经济损失和环境污染。因此对输气管道上的缺陷进行定期检查是输气管道系统维护的关键内容。目前，应用于高压输气管线的检测技术有超声、涡流、X射线和漏磁等方法。一般来说，一些技术仅适合于管线建设过程中及运行过程中的局部检测，例如管线建设过程采用X 射线进行环焊缝检测。然而，只有对输气管线进行在线检测能够检测出管线上任何地方存在的缺陷，但是采用上述任何技术(除目前应用的漏磁检测方法外)进行全管线的检测都十分昂贵且耗费时间。通常的做法是先对管线进行前期评估，再按照相应标准对管线局部进行抽样检查，这仅仅在很小程度上减少了故障的发生机率，与保证管线系统安全可靠的目标相差甚远。漏磁检测技术对管线的裂纹和沿轴向的狭窄细长缺陷并不敏感；而超声技术虽然对管壁上的细小裂纹具有足够的灵敏度，但传感器需要耦合剂，所以很难应用于输气管线的检测；电磁超声技术可以克服超声技术必须采用耦合剂的技术缺陷，可以应用于输气管线的检测。但由于电磁超声技术的传感器换能效率低，使其应用具有很大的局限性。另外， 传感器的换能效率随传感器距管壁的距离以指数关系衰减，且激发的超声波频率越高，传感器与管壁所需间距越小，所以对于工程化的应用而言存在极大挑战。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供。本专利技术实施例提供一种金属管道检测装置，所述的装置包括位置判断单元，用于获取所述的金属管道检测装置的位置信息；中央控制单元，用于根据所述的位置信息命令传感器控制单元发起检测，并根据反射回波判断管壁缺陷；传感器控制单元，用于控制传感器组激发超声导波，并将接收到的反射回波发送至所述的中央控制单元；传感器组，均匀分布在检测装置的同一圆周方向上，用于产生超声导波及接收反射回波。本专利技术实施例还提供一种金属管道检测方法，所述的方法使用金属管道检测装置对金属管道进行检测，所述的方法包括中央控制单元判断所述的检测装置是否到达检测位置；如果所述的检测装置到达检测位置，则中央控制单元控制传感器控制单元发起检测；传感器控制单元控制传感器组激发超声导波；传感器组接收反射回波并将接收到的反射回波发送至所述的中央控制单元；中央控制单元根据反射回波判断管壁缺陷。本专利技术实施例提供的，应用电磁超声传感器产生沿管壁传播的超声导波来检测管壁的缺陷，由于电磁超声传感器很容易控制导波的模式，而且，沿管壁传播的超声导波频率较低，受线圈与管壁间距的约束较小，所以更容易工程化应用，不但适用于检测沿管壁轴向的狭小细长缺陷、裂纹，也能检测管壁上的金属损失缺陷 (壁厚减薄)。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中图I是本专利技术实施例提供的一种金属管道检测装置结构图2是本专利技术实施例提供的传感器组104的结构图3是本专利技术实施例提供的传感器202的分布示意图4是本专利技术实施例提供的水平剪切波的频散曲线图5是激发传感器301采用单脉冲激发时产生的导波信号图6B和图6A分别是有无缺陷时SHO脉冲和AHl脉冲的变化图7是本专利技术实施例提供的一种金属管道检测方法流程图8A-图8C是本专利技术实施例提供的传感器301-306的激发顺序图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例一图I是本专利技术实施例提供的一种金属管道检测装置结构图，如图I所示，金属管道检测装置包括位置判断单元101，用于获取所述的金属管道检测装置的位置信息。在本专利技术实施例中，位置判断单元101可以是一里程轮，当金属管道检测装置沿管道运行时，里程轮随时获取其当前所处的位置信息，并将位置信息发送至中央控制单元 102。这里，里程轮是一个传感器，随时记录经过的距离，即相对于出发点的位置信息。中央控制单元102，用于根据所述的位置信息命令传感器控制单元发起检测，并根据反射回波判断管壁缺陷。在本专利技术实施例中，中央控制单元102可以是一中央处理器或单片机，中央控制单元102与位置判断单元101相连，接收位置判断单元101传送的位置信息，根据位置信息确定是否开始管道检测。当位置信息满足检测需求，即金属管道检测装置到达检测位置时， 中央控制单元102向传感器控制单元103发送指令，通知传感器控制单元103开始进行检测。传感器控制单元103，用于控制传感器组激发超声导波，并将接收到的反射回波发送至所述的中央控制单元。在本专利技术实施例中，当传感器控制单元103接收到中央控制单元102发送的开始进行检测的指示时，依照预定顺序控制传感器组中的不同传感器分别开始检测。传感器组104，均匀分布在检测装置的同一圆周方向上，用于产生超声导波及接收反射回波。在本专利技术实施例中，传感器组104可以是一电磁超声传感器组，图2是本专利技术实施例提供的传感器组104的结构图，如图2所示，传感器组104可以包括永久磁铁201和传感器202，其中永久磁铁201沿管道延伸方向设置在传感器202的两侧,用于产生偏置磁场,如图 2所不，偏置磁场的方向为管道的延伸方向且平行于管壁；传感器202，位于两块永久磁铁201之间，用于激发超声导波及接收反射回波。在本专利技术实施例中，传感器202可以由折型线圈构成，折型线圈的方向与所述的偏置磁场的方向平行。由于激发线圈与接收线圈的结构相同，每个线圈都可以即做激发又做接收使用，因此传感器202可以即是激发传感器又是接收传感器。图3是本专利技术实施例提供的传感器202的分布示意图，如图3所示，6个传感器 301-306均匀分布在同一管道圆周上，其中设定传感器301为激发传感器，传感器302和 306为接收传感器，如图3所示，激发传感器和接收传感器分开布置，且两个接收传感器分别位于激发传感器的两侧。当金属管道检测装置到达检测位置时，中央控制单元102向传感器控制单元103发送指令，通知传感器控制单元103开始进行检测，传感器控制单元103 向传感器组104发出检测指令，激发传感器301采用单脉冲激发，在管壁中激发出沿管壁传播的超声导波，激发传感器301产生两种模式的导波SHO和AH1，同时激发传感器301激发后等待接收覆盖区域内的缺陷反射回波，激发传感器301两侧的接收传感器302、306接收激发传感器301发射的导波，接收传感器302、306同时接收两种模式的导波，并通过滤波处理将SHO和AHl的信号分开。在本专利技术实施例中，激发的超声导波模式分别为O阶水平剪切波SHO和I阶水平剪切波AH1，两种导波模式按照水平剪切波频散曲线的规律变化。对于大口径管道，由管道曲率带来的影响可以忽略不计，水平剪切波的频散曲线可参照相应厚度的钢板上的频散曲线，如图4所示。由信号的频谱特性可知当采用单脉冲激本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属管道检测装置，其特征在于，所述的装置包括：位置判断单元，用于获取所述的金属管道检测装置的位置信息；中央控制单元，用于根据所述的位置信息命令传感器控制单元发起检测，并根据反射回波判断管壁缺陷；传感器控制单元，用于控制传感器组激发超声导波，并将接收到的反射回波发送至所述的中央控制单元；传感器组，用于产生超声导波及接收反射回波；所述传感器组包括六个传感器，均匀分布在检测装置的同一圆周方向上；所述的六个传感器即是激发传感器又是接收传感器；所述传感器组同时有两个激发传感器及四个接收传感器；激发传感器，用于在管壁中激发出沿管壁传播的超声导波；接收传感器，设置在所述的激发传感器两侧，用于接收所述的反射回波；六个传感器相互轮替为激发传感器或接收传感器；所述两个激发传感器激发0阶水平剪切波SH0和1阶水平剪切波AH1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹崇珍，赵晓光，张永江，陈崇祺，白港生，杨寒，周春，田爱民，杨金生，金莹，傅丹蓉，杨博霖，罗曦，曾辉，曹彦鹏，赵云利，马宁，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油天然气管道局，中油管道检测技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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