基于電場指紋法的管道無損檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 一種基于電場指紋法的管道無損檢測裝置，屬于管路無損檢測技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，普遍采用電阻探針法和極化探針法在線監(jiān)測管道的腐蝕情況，但該些方法 只能進行間接均勻腐蝕檢測，且對管壁有損傷，同時維修成本W(wǎng)及停車啟動成本較高，且對 危害性極大的局部腐蝕無能為力。利用電場指紋法進行管道腐蝕的檢測，具有測量直接、精 度及可靠性高、適應(yīng)性強的優(yōu)點，且對管壁無損傷。
[0003] 電場指紋法的基本原理為；在待測管道的易腐蝕處焊接捕捉電極，焊接完成之后， 在捕捉電極對待測管道施加大電流信號，在管道未發(fā)生腐蝕時采集捕捉電極的輸出電壓作 為該待測管道的參考值。待設(shè)備運行一段時間W后，通過捕捉電極測量金屬結(jié)構(gòu)電壓特征 細微變化，將測得的電壓特征與無缺陷結(jié)構(gòu)時的參考值進行比較，由此判斷因腐蝕引起的 金屬損失、裂紋或凹槽等缺陷。
[0004] 在現(xiàn)有技術(shù)中普遍采用焊接的方式將捕捉電極焊接在待測管道的表面，通過焊接 的方式，存在有如下缺陷： 1、焊接對焊接設(shè)備要求較高，根據(jù)不同的管道材料和電極材料，焊接設(shè)備要求不同，焊 接工藝參數(shù)不同，一一探究比較困難；對于室內(nèi)施工，一些管道所處位置狹小，焊接操作困 難，甚至無法焊接，大大限制了技術(shù)的應(yīng)用范圍；相應(yīng)的，對于野外施工，電源架設(shè)不方便， 焊接設(shè)備笨重不能靈活施工，也大大限制了該項技術(shù)的推廣使用。該些缺陷在給現(xiàn)場施工 帶來很大麻煩的同時提高了裝置的安裝成本。
[0005] 2、采用焊接連接方式，將捕捉電極和待測管道焊接在一起，雖然程度比較小，但是 本身是對待測管道的一種破壞，對于薄壁管道危害比較大，一定程度上違背了無損檢測的 原則。
[0006] 3、電場指紋法的技術(shù)應(yīng)用方向，主要為石油化工等管道檢測，該技術(shù)的優(yōu)點之一 是裝置不需要停產(chǎn)，但是焊接容易產(chǎn)生明火，不適合高危環(huán)境下操作。
[0007] 4、采用焊接方式，不能保證每一個焊接接頭完全一致，由此形成的焊接接觸電阻 就會不同，微小的電阻差異變化將會明顯影響微電壓信號的采集，限制了電壓信號的高精 度檢測。
[0008] 5、捕捉電極和待測結(jié)構(gòu)焊接接頭牢固性有待檢測，同時焊接接頭處容易形成應(yīng)力 集中，影響高壓管道安全；同時焊接接頭比較容易腐蝕，防腐蝕要求比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是；克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于電場指紋法的 管道無損檢測裝置，通過本裝置W免焊接的方式將捕捉電極固定在待測管道表面，真正做 到了利用電場指紋法無損傷的對輸送管道檢測。
[0010] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該基于電場指紋法的管道無損檢測 裝置，包括待測管道w及設(shè)置在待測管道上的電壓采集區(qū)，在電壓采集區(qū)內(nèi)間距相同的設(shè) 置有若干捕捉電極，在電壓采集區(qū)的兩側(cè)設(shè)置有電流輸入單元，其特征在于：在所述的電壓 采集區(qū)中，捕捉電極通過多組捕捉電極固定套W非焊接的形式固定在待測管道表面。
[0011] 優(yōu)選的，所述的捕捉電極固定套包括用于固定所述捕捉電極的第一夾環(huán)W及第二 夾環(huán)，第一夾環(huán)和第二夾環(huán)配合安裝形成一閉合的圓環(huán)套設(shè)在所述待測管道的外圈。
[0012] 優(yōu)選的，所述的第一夾環(huán)為半圓環(huán)狀，在第一夾環(huán)的表面開設(shè)有處于同一圓周線 上的若干捕捉電極固定孔，捕捉電極固定孔為通孔且通過開設(shè)在其內(nèi)的內(nèi)螺紋固定捕捉電 極；在第一夾環(huán)的兩端水平延伸形成固定臺，第二夾環(huán)通過該固定臺與第一夾環(huán)配合安裝。
[0013] 優(yōu)選的，在所述的第一夾環(huán)的兩端水平延伸形成的固定臺上開設(shè)有豎向定位槽， 豎向定位槽為H角形且其角尖對準捕捉電極固定孔共處的圓周線上； 在第一夾環(huán)的側(cè)面開設(shè)有一個或多個與捕捉電極固定孔相對應(yīng)的橫向定位槽，橫向定 位槽同為H角狀，其角尖指向?qū)?yīng)的捕捉電極固定孔的圓也。
[0014] 優(yōu)選的，在所述的第一夾環(huán)的內(nèi)側(cè)面上，開設(shè)有與捕捉電極固定孔一一對應(yīng)的觀 察糟。
[0015] 優(yōu)選的，所述的捕捉電極為一端封閉一端開口的中空結(jié)構(gòu)，探針位于其開口端，在 探針與封閉端之間設(shè)置有彈黃，在封閉端開設(shè)有與內(nèi)腔相連通的引線孔，電壓采集線穿過 引線孔與探針的末端電氣連接。
[0016] 優(yōu)選的，在所述探針的末端設(shè)置有圓形凸臺，在捕捉電極開口處設(shè)置有防止探針 彈出的環(huán)形擋圈。
[0017] 優(yōu)選的，所述的電流輸入單元為套裝在待測管道外圈的電極套。
[0018] 優(yōu)選的，所述的電極套包括一個金屬環(huán)W及均勻設(shè)置在金屬環(huán)外周圈的多個電極 極柱，金屬環(huán)側(cè)面設(shè)置有一個可閉合的缺口。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是： 1、本基于電場指紋法的管道無損檢測裝置，通過捕捉電極固定套W非焊接的形式將捕 捉電極固定在待測管道的表面，在實現(xiàn)了電場指紋法精確檢測的同時，真正做到了對待測 管道的無損傷。
[0020] 2、由于采用非焊接方式固定捕捉電極，因此避免了焊接條件W及供電的一系列限 巧1|，更方便野外施工，大大降低了施工成本。
[0021] 3、在捕捉電極固定套的第一夾環(huán)上設(shè)置有橫向定位槽和豎向定位槽，可W實現(xiàn)進 行捕捉電極固定套的精確固定。
[0022] 4、在捕捉電極固定套的第一夾環(huán)上設(shè)置有觀察槽，在進行捕捉電極的固定時，可 W確保捕捉電極與待測管道管壁的可靠接觸。
[0023] 5、在捕捉電極中設(shè)置有環(huán)形擋圈，在探針末端設(shè)置有圓形凸臺，可W防止探針被 彈黃彈出。
[0024] 6、采用電極套對待測管道施加電流信號，由于電極套的周圈均作為電流接入點， 因此兩電極套之間所形成的電場線互成平行線，因此在整個電壓采集區(qū)的電流分布均勻， 因而在測量時可W大大較少測試誤差，提高測量精度。
【附圖說明】
[00巧]圖1為基于電場指紋法的管道無損檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2為基于電場指紋法的管道無損檢測裝置電極套結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖3為基于電場指紋法的管道無損檢測裝置電場線分布示意圖。
[0028] 圖4為現(xiàn)有技術(shù)電場線分布示意圖。
[0029] 圖5為捕捉電極固定套結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖6為捕捉電極固定套正視圖。
[0031] 圖7為基于電場指紋法的管道無損檢測裝置第一夾環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖8為基于電場指紋法的管道無損檢測裝置第一夾環(huán)俯視圖。
[0033] 圖9為基于電場指紋法的管道無損檢測裝置彈性電極結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 其中：1、電極套 2、待測管道 3、電壓采集區(qū) 4、捕捉電極固定套 5、金屬環(huán) 6、電極極柱 7、電場線 8、第一夾環(huán) 9、第二夾環(huán) 10、捕捉電極固定孔11、觀察槽 12、橫向定位槽13、豎向定位槽14、夾環(huán)固定孔15、電壓采集線16、引線孔17、彈 黃18、圓形凸臺19、探針20、環(huán)形擋圈。
【具體實施方式】
[003引圖1?9是本發(fā)明的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1?9對本發(fā)明做進一步說明。
[0036] 如圖1所示，基于電場指紋法的無損檢測裝置，包括一段待測管道2,在待測管道2 表面通過并行設(shè)置的多組捕捉電極固定套4,每組捕捉電極固定套4在垂直于待測管道軸 線的方向固定有多個捕捉電極，捕捉電極通過捕捉電極固定套4 W非焊接的形式與待測管 道2表面可靠接觸。通過并排設(shè)置的多組捕捉電極固定套4在待測管道2表面形成一個電 壓采集區(qū)3,電壓采集區(qū)3 -般設(shè)置在待測管道2中容易受到腐蝕的位置。在實際應(yīng)用中， 通過設(shè)置每組捕捉電極固定套4上的捕捉電極的距離W及兩組捕捉電極固定套4之間的距 離，使電壓采集區(qū)3內(nèi)兩相鄰的捕捉電極之間的距離相同。
[0037] 在電壓采集區(qū)3兩外端分別設(shè)置有一個電極套1，兩側(cè)的電極套1均與直流電源 (圖中未畫出)相連，直流電源輸出的電流信號通過兩電極套1向待測管道2上，并流經(jīng)電壓 采集區(qū)3。通過捕捉電極固定套4固定的所有捕捉電極同時與電壓采集裝置（圖中未畫出） 相連，將其自身的電壓信號送至電壓采集裝置。
[003引如圖2所示，電極套1包括一帶有缺口的金屬環(huán)5,在金屬環(huán)5的外周圈均勻設(shè)置 有若干豎直設(shè)置的電極極柱6,所有電極極柱6與上述的直流電源相連，通過電極極柱6實 現(xiàn)對待測管道2電流信號的輸入。金屬環(huán)5的缺口兩端可通過螺栓進行連接，使電極套1 成為一閉環(huán)結(jié)構(gòu)。在實際安裝時，將兩端的電極套1分別套設(shè)在電壓采集區(qū)3的外端，然后 通過螺栓進行緊固使金屬環(huán)5緊貼在待測管道2的表面，由于金屬環(huán)5具有一定的延展性， 因此金屬環(huán)5可與待測管道2緊密接觸，因此可實現(xiàn)良好的導(dǎo)電特性，當待測管道2的外表 面不規(guī)則時，也可在金屬環(huán)5與待測管道2之間添加導(dǎo)電膏，W增加導(dǎo)電性能。在現(xiàn)場實際 使用時，在將電極套1固定完成，并將導(dǎo)線連接完成之后，可在電極套1的外部使用防水材 料進行纏裹，W增強電極套1的防水、防潮性能，提高野外作業(yè)的適應(yīng)能力。
[0039] 電場指紋法的基本原理是；在通過捕捉電極固定套4將完成之后，通過直流電源 對待測管道2施加高電流信號，通過電壓采集區(qū)3內(nèi)的若干捕捉電極測量并記錄下待測管 道2初始結(jié)構(gòu)的精確電壓信號，作為該待測管道2的參考值。待設(shè)備運行一段時間W后，待 測管道2的金屬結(jié)構(gòu)發(fā)生腐蝕，通過捕捉電極測量金屬結(jié)構(gòu)電壓特征細微變化，將測得的 電壓特征與無缺陷結(jié)構(gòu)時的參考值進行比較，由此判斷