專利名稱：基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及管道檢測(cè)技術(shù)，特別地，涉及一種適用于長距離管道檢測(cè)的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來海洋石油工業(yè)發(fā)展迅猛，各個(gè)石油公司在海上架設(shè)了大小不同的石油鉆采平臺(tái)。通常這些石油鉆采平臺(tái)需要鋪設(shè)海底管線和海底電纜，海底管線和平臺(tái)上部模塊之間通過安裝在導(dǎo)管架上的立管來連接。這些海洋平臺(tái)立管網(wǎng)，因長期受到海水的腐蝕、風(fēng)浪的沖擊及內(nèi)部腐蝕性介質(zhì)等因素的影響，常常會(huì)發(fā)生腐蝕破壞從而引起的生產(chǎn)事故。因此加強(qiáng)海洋平臺(tái)立管網(wǎng)腐蝕的在線檢測(cè)與長期狀態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)保障連續(xù)生產(chǎn)、防止安全事故發(fā)生有著十分重要意義。海洋石油平臺(tái)的立管通常長度較長，比如，南海區(qū)域一般約130米左右，而且位置較特殊(約100米長在海水以下，其余部分懸空)，檢測(cè)人員很難接近。傳統(tǒng)的管道檢測(cè)通常以外觀檢驗(yàn)、超聲波測(cè)厚為主，輔助超聲波探傷以及射線檢測(cè)等常規(guī)檢驗(yàn)工藝進(jìn)行抽查。不過，上述管道檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)范圍十分有限，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)長距離管道進(jìn)行檢測(cè)。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種可以實(shí)現(xiàn)長距離管道檢測(cè)的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)包括待測(cè)管道和導(dǎo)波檢測(cè)裝置，所述待測(cè)管道包括管體，所述導(dǎo)波檢測(cè)裝置包括探頭和主控設(shè)備，所述探頭設(shè)置在所述管體表面，并且具有一個(gè)或多個(gè)磁致伸縮換能器，所述主控設(shè)備包括回波接收設(shè)備和信號(hào)輸出設(shè)備，所述回波接收設(shè)備連接在所述探頭和所述信號(hào)輸出設(shè)備之間。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，所述待測(cè)管道為石油管道。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，所述待測(cè)管道為海上石油管道系統(tǒng)的海底管線或者海洋平臺(tái)立管。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，所述管道還包括焊縫和法蘭，且所述管體位于所述焊縫和法蘭之間的區(qū)域具有管道缺陷。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，所述探頭通過干耦合方式耦合到所述管體表面。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，所述探頭位于鄰近所述管體末端的位置。在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例中，所述探頭為磁性鐵鈷條帶。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)利用磁致伸縮效應(yīng)使探頭產(chǎn)生沿管體軸向傳播的超聲應(yīng)力波，并根據(jù)所述超聲應(yīng)力波在所述管體傳播中返回的超聲回波得到對(duì)應(yīng)的脈沖波形，利用所述脈沖波形，不僅可以實(shí)現(xiàn)長距離管道的檢測(cè)，并對(duì)管道缺陷的進(jìn)行定位和分析等。
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:圖1是本實(shí)用新型提供的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1所示的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)波形示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。請(qǐng)參閱圖1，其為本實(shí)用新型提供的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)包括:待測(cè)管道100和導(dǎo)波檢測(cè)裝置200。所述待測(cè)管道100可以為石油管道，比如海上石油管道系統(tǒng)中的海底管線或者海洋平臺(tái)立管，其中所述待測(cè)管道100包括管體110、焊縫120和法蘭140，并且所述管體110位于所述焊縫120和法蘭140之間的區(qū)域具有管道缺陷130。為便于理解，圖1所示的待測(cè)管道100的管體110以直管作為例子，不過應(yīng)當(dāng)理解，在具體實(shí)施例中，所述管體110還可以為彎曲管道或者包括彎曲管道和直管的混合管道。另外，圖1僅是在所述管體110示意性地畫出一個(gè)焊縫120、一個(gè)管道缺陷130和一個(gè)法蘭140。在實(shí)際應(yīng)用中，所述待測(cè)管道100也可以具有多個(gè)焊縫和多個(gè)法蘭，且所述焊縫和所述法蘭的位置可以根據(jù)實(shí)際管道應(yīng)用需要而定。另外，在實(shí)際管道中，所述焊縫120和所述法蘭140之間也可能具有多個(gè)管道缺陷130，且所述管道缺陷130還可能出現(xiàn)在其他位置，其中所述管道缺陷130可以為管道裂紋或者管道腐蝕區(qū)域，比如管體外表面腐蝕區(qū)域或者內(nèi)管腐蝕區(qū)域等。所述導(dǎo)波檢測(cè)裝置200包括探頭210和主控裝置220，其中所述探頭210設(shè)置在所述待測(cè)管道100的管體110表面并且位于鄰近所述管體110末端的位置。所述主控裝置220可以包括回波接收設(shè)備221和信號(hào)輸出設(shè)備222，其中所述回波接收設(shè)備221可以通過導(dǎo)線連接至所述探頭210，并進(jìn)一步連接到所述信號(hào)輸出設(shè)備222。所述探頭210可以采用干耦合方式耦合到所述管體110表面，或者通過耦合劑(t匕如環(huán)氧樹脂膠)耦合到所述管體110表面。在具體實(shí)施例中，所述探頭210也可以采用套接在所述管體110表面的探頭套環(huán)結(jié)構(gòu)，比如，所述探頭套環(huán)可以采用一分為二結(jié)構(gòu)并且通過鎖固件(比如螺釘或者卡扣)安裝到所述管體110，也可以采用充氣式柔性套環(huán)并通過內(nèi)置氣泵壓力保證探頭與所述管體110充分接觸。所述探頭210可以設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)磁致伸縮換能器，所述磁致伸縮換能器可以在所述主控裝置220提供的激勵(lì)信號(hào)的控制下進(jìn)行周期性工作，在每次工作時(shí)，所述探頭210可以利用磁致伸縮效應(yīng)對(duì)所述管體110產(chǎn)生磁場(chǎng)作用，致使所述管體110產(chǎn)生應(yīng)變進(jìn)而產(chǎn)生超聲應(yīng)力波。所述超聲應(yīng)力波可以沿著所述管體110的軸向進(jìn)行傳播，當(dāng)所述超聲應(yīng)力波的傳播介質(zhì)出現(xiàn)不連續(xù)的區(qū)域(如管道連接處或者管道缺陷)將發(fā)生反射并形成超聲回波，比如，當(dāng)所述超聲應(yīng)力波傳播到所述焊縫120、所述管道缺陷130和所述法蘭140時(shí)將分別出現(xiàn)反射并產(chǎn)生超聲回波，且所述超聲回波沿著相反方向返回至所述探頭210。所述探頭210在探測(cè)到所述超聲回波之后，可以進(jìn)一步將所述超聲回波傳輸?shù)剿龌夭ń邮赵O(shè)備221，所述回波接收設(shè)備221可以運(yùn)用磁致伸縮逆效應(yīng)，根據(jù)所述超聲回波產(chǎn)生磁性變化，并將磁性變化依次轉(zhuǎn)換為磁感性強(qiáng)度變化和磁通量變換，而最終產(chǎn)生感應(yīng)電壓，進(jìn)一步地，所述感應(yīng)電壓可以被轉(zhuǎn)換為反射信號(hào)并輸出給所述信號(hào)輸出設(shè)備222。所述信號(hào)輸出設(shè)備222可以根據(jù)所述反射信號(hào)，在其如圖2所示的輸出波形圖中與所述焊縫120、所述管道缺陷130和所述法蘭140相對(duì)應(yīng)的位置產(chǎn)生分別脈沖波形(如圖2所示，在所述焊縫120和所述法蘭140分別對(duì)應(yīng)于正相位的脈沖，而所述管道缺陷130對(duì)應(yīng)于負(fù)相位的脈沖)。根據(jù)所述脈沖波形，管道檢驗(yàn)人員便可以分別出所述管體110出現(xiàn)所述管道缺陷130的位置和缺陷程度，并可進(jìn)一步分析出所述管道缺陷130的擴(kuò)張速度，進(jìn)而找出出現(xiàn)所述管道缺陷130的原因等。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)利用磁致伸縮效應(yīng)使所述探頭210產(chǎn)生沿所述管體110軸向傳播的超聲應(yīng)力波，并根據(jù)所述超聲應(yīng)力波在所述管體110傳播中返回的超聲回波得到對(duì)應(yīng)的脈沖波形，利用所述脈沖波形，不僅可以實(shí)現(xiàn)長距離管道的檢測(cè)，并對(duì)管道缺陷的進(jìn)行定位和分析等。以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括待測(cè)管道和導(dǎo)波檢測(cè)裝置，所述待測(cè)管道包括管體，所述導(dǎo)波檢測(cè)裝置包括探頭和主控設(shè)備，所述探頭設(shè)置在所述管體表面，并且具有一個(gè)或多個(gè)磁致伸縮換能器，所述主控設(shè)備包括回波接收設(shè)備和信號(hào)輸出設(shè)備，所述回波接收設(shè)備連接在所述探頭和所述信號(hào)輸出設(shè)備之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述待測(cè)管道為石油管道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述待測(cè)管道為海上石油管道系統(tǒng)的海底管線或者海洋平臺(tái)立管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述管道還包括焊縫和法蘭，且所述管體位于所述焊縫和法蘭之間的區(qū)域具有管道缺陷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述探頭通過干耦合方式耦合到所述管體表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述探頭位于鄰近所述管體末端的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述探頭為磁性鐵鈷條帶。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)。所述基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)包括待測(cè)管道和導(dǎo)波檢測(cè)裝置，所述待測(cè)管道包括管體，所述導(dǎo)波檢測(cè)裝置包括探頭和主控設(shè)備，所述探頭設(shè)置在所述管體表面，并且具有一個(gè)或多個(gè)磁致伸縮換能器，所述主控設(shè)備包括回波接收設(shè)備和信號(hào)輸出設(shè)備，所述回波接收設(shè)備連接在所述探頭和所述信號(hào)輸出設(shè)備之間。本實(shí)用新型提供的基于磁致伸縮效應(yīng)的導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)長距離管道檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N29/14GK203037626SQ20122072479
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者陳維賢, 劉勇 申請(qǐng)人:深圳市發(fā)利構(gòu)件機(jī)械技術(shù)服務(wù)有限公司