【摘要】本文针对目前海上在役管线存在的隐患，通过分析在役管线常用的检测方法，选择并重点论述了超声导波检测技术的原理和优越性，经过具体项目的实施应用，验证了超声导波检测的快捷性和有效性，结合其他检测手段可以实现在役管线的全面检测。
　　
【关键词】管线检测 超声导波 腐蚀 超声测厚
　　
海上在役管线的腐蚀和穿孔是威胁作业方生产安全的重要因素，由于管线在风大和海洋大气中湿度大、盐含量高等恶劣环境下长期使用，管壁受冲刷和腐蚀以致减薄穿孔，常常发生泄漏事故。不仅给企业造成经济上的巨大损失，且会造成环境污染。因此选择快捷有效的检测方法对在役管线进行检测，查找出风险点并及时采取措施进行控制显得十分重要。
　　
1 管线常用的检测方法
　　
在役管线常用的检测方法主要有：漏磁检测法、电流检测法、涡流检测法以及超声波检测法等。
　　
1.1 漏磁检测法
　　
漏磁检测原理如下：当采用漏磁检测方法对管线的壁厚进行检测时，由线圈产生交变磁场进入被检测管壁。若被测管壁已受腐蚀减薄或者存在裂纹，部分磁力线将外溢，此时，利用磁敏探头采集到信号，通过对信号的分析，即可得知管壁的受损情况。
　　
漏磁检测方法也存在局限性，它只限于材料表面和近表面的检测，被检测管壁不能太厚；干扰因素多并且需要特殊的信号处理；另外管线中的油或水对漏磁检测仪的检测也有很大影响。漏磁检测适合于检测管壁的细小缺陷如管壁裂纹和直径很小的腐蚀点等。
　　
1.2 电流检测法
　　
电流检测法的原理是：在被检表面通过一定值电流，其不同部位产生不同的电位分布，通过测量点位分布可判断它的厚度、裂纹的深度等。根据电流检测所使用的电流，可分为直流法和交流法两种。直流电流检测不受磁导率的影响，故检测较方便，但它必须有稳定性能好的恒流源和低噪音、高灵敏度的放大器。交流电流检测灵明度较高，由于交流电有趋肤效应，测量电流较小，受工件形状的影响亦较小。
　　
该检测方法不仅与电导率有关，同时还受磁导率影响，因而操作较复杂。电流检测广泛使用于焊缝区熔合程度的检查，还用于测量裂纹深度及倾斜角。
　　
1.3 涡流检测法
　　
涡流检测法的原理是：从发射线圈发射出的电磁波的一部分从管外返回到管内，通过其到达接收线圈时的传送时间决定管的壁厚，即根据相位差检测出腐蚀的损伤程度。
　　
这种方法广泛应用于非磁性管线探伤中。相反，如果是钢管那样的磁性管，管线质的电磁性不均匀，就会使信号中有较大的杂音，从而影响检测效果。遇到这种情况，通常可采用磁化式涡流法和分割式涡流法。
　　
1.4 超声波检测法
　　
超声检测的原理是：利用高频率的声波在不同的材料界面上能反射回来的特性来进行探伤的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。按此原理设计的测厚仪可对各种板材和各种加工零件作精确测量，也可以对生产设备中各种管线和压力容器进行监测。但是超声检测方法采用点对点测量方式，只能检测传感器下方的结构。
　　
以上方法均需要拆除全部的保温并且进行局部的处理才能实现在役管线的全面检测，而且在工作效率和快捷性方面还不能完全满足现场的需要。
　　
2 超声导波的检测技术 2.1 超声导波检测的工作原理
　　
探头矩阵发出一束超声能量脉冲，此脉冲充斥整个圆周方向和整个管壁厚度，向远处传播，导波传输过程中遇到缺陷时，缺陷在径向截面上有一定的面积，导波会在缺陷处返回一定比例的反射波，因此可由同一探头阵列检出返回信号-反射波来发现和判断缺陷的大小。管壁厚度中的任何变化，无论内壁或外壁，都会产生反射信号，被探头阵列接收到，因此可以检出管子内外壁由腐蚀或侵蚀引起的金属缺损，根据缺陷产生的附加波型转换信号，可以把金属缺损与管子外形特征（如焊缝轮廓等）识别开来（图1所示）。
　　
3.2 检验分析
　　
根据焊缝反射波和端角反射波与波形在Y轴坐标上的传播痕迹，确定制作出DAC曲线（见图4）。
　　
图4 超声导波检验回波分析图
　　
根据X坐标，找出缺陷到基准点的距离，并在该位置上给缺陷进行初步定性，并做出标记。
　　
图5为14.1m长度管线的导波检测图谱。从图上可以看出，在管线检测基准点负向3.6m处有一异常点，信号非常强。为了精确定位并验证该异常点，对该点进行现场剥离防腐层后发现管线外壁存在严重的外腐蚀（详见图6），这说明此异常信号为管线外壁腐蚀缺陷所致。经简单处理后，利用常规超声测厚方法对该腐蚀区域进行检测得知该腐蚀区域平均剩余厚度为4.3mm，面积约为150×150mm2。
　　
图6 验证点外腐蚀
　　
由此可以得出，超声导波检测技术在不拆除或者少量拆除管线保温层的情况下，可以快捷有效地对管线进行全面的定性检测，对部分异常点进行保温拆除，从而确定缺陷或者隐患的位置，然后再结合其他常规有针对性的检测手段做精细检测作为补充，实现管线的全面检测。
　　
4 结束语
　　
通过对常规管线检测技术与超声导波检测技术在原理以及操作性方面进行分析和比较，可以得出超声导波技术管线的全面检测中更具有快捷有效的优势。根据运用到海上C平台注水管检验项目中的检测结果，说明超声导波检验技术不仅可以在管线少量拆除保温下通过单一的管线检测点，实施双方向长距离的管线检测，而且可以为其他的精确检测方法提供定位数据，从而实现整条管线快捷有效的全面检测，最终为在役管线的进一步的安全评价和采取补救措施提供全面数据支持。
　　
参考文献
　　
[1] 孙立瑛，李一博. 超声导波技术在管道缺陷检测及评价中的应用.天津城市建设学院学报，2011，3（9）：216-219
　　
[2] 王海波，贾巧玲，滕延平，韩兴平.管道超声导波腐蚀检测技术应用研究.管道技术与装备，2009，3（5）：27-29
　　
[3] 何存富，吴斌，范晋伟.超声柱面导波技术及其应用研究进展.力学进展，2001，2（3）：67-71.
　　
[4] 周正干.超声导波检测技术的研究进展. 无损检测，2006，28（2）： 57-63