海底管道AUT检测方法的改进.pdfVIP

62 石 油 工 程 建 设 2012年2月 海底管道 精检测方法的改进 尤卫宏．张俊杰 (海洋石油工程股份有限公司检验公司，天津 300452) 摘 要：现有AUT检测方法不能准确检测出相 同内径不同壁厚海底管道的焊缝质量。为此改进 了焊缝 坡 口型式、确定 了不同壁厚连接处的过渡比例、改造 了探头支架、优选 了调节块材料。通过试验与实 际应用的结果对比，证 明运用改进的AUT检测方法可实现检验精度高、运行稳定、安全可靠的 目标。 关键词：相控阵；超声波检测 ；海底管道；检测灵敏度 doi：l0．3969／j。issn．1001—2206．2012．01．019 0 引言 束在确定的声场处聚焦 ，其基本原理如图l所示。 海底管道是海洋油气集输 的一个重要组成部 声场控制通过在发射脉冲和接收信号的过程 中引入 分 ，其损伤或缺陷的存在很大程度上会降低管道 的 相位控制来实现。 承载能力 ，缩短管道的使用寿命 ，一旦破裂将造成 巨大的经济损失和环境污染 。为此 ，提高海底管道 缺陷检测和安全评估的准确性对促进海洋石油安全 开发 、预防海洋环境污染具有十分重要的意义。 目前 ，应用于海底管道焊缝检测 的方法和技术 较多，国内比较流行 的是射线检测和超声波检测 。 随着相控阵理论在超声波检测领域 中的应用和 自动 化程度 的提高，全 自动相控阵超声波检测 (AUT) 图1 相控 阵超声波检测基本原理 技术 日趋成熟 ，并 以其检测速度快 、缺 陷定量准 1．2 相控阵探头 确 、作业强度低等优点被广泛应用于石油工程中的 超声线性相控阵探头是超声检测中实现 电声转 钢结构焊接检测。特别是在海底管道铺设过程中对 换 的器件 ，它 由换能器 、壳体 、电缆和其他附件组 焊接检测和工作环境的特殊要求 ，全 自动相控阵超 成 。换能器是探头的功能件 ，具有发射超声波和接 声波检测更全面地体现了其优越性能。本文结合海 收超声波信息的功能。超声线性相控阵换能器的结 洋石油工程股份有限公司在海底管道铺设过程 中 构形式如图2所示 ，由压电元件、内外匹配层 、保 AUT技术 的实际应用 ，根据相同 内径不 同壁厚海 护层和背衬块组成 。 底管道检测的特殊需要 ，对现有的检测方法进行改 保护层 进 ，使其满足相同内径不同壁厚海底管道检测的性 ll lll lIl II IIl lll ll ll· 外匹配层 II IlI IIl I} Il lIII II II， 内匹配层 能要求。 IllIIIllll IIIIIIIIll、 压电元件 1 相控阵超声波检测 (AUT)系统 1．1 相控阵超声波检测的基本原理 背衬块 与传统超声波检测不同，相控阵超声波检测系 统采用多声束扫描成像技术，超声波检测探头是 由 图2 超声线性相控阵换能器的结构形式 多个晶片组成的换能器阵列，阵列单元在激发电路 相控阵探头 由多个相互独立的压电晶