《石油工程建设》

文章标题:基于超声导波的集输管道缺陷定量分析和研究

文章作者:王柏森, 杨凯, 崔旭辉
关 键 字:超声导波; 集输管道; 缺陷检测; 匹配追踪算法; 反射系数
文章摘要:

管道缺陷常规检测技术需剥离管道外防腐层后逐段检测,存在一定局限性。利用超声导波沿管道轴向长距离传播、全壁厚覆盖的特性,基于Comsol软件建立含90°弯管的集输管道模型,分析模型中导波在不同管道位置的能量分布,结合反射系数指标和匹配追踪算法,实现管道缺陷的定量分析,并探究弯管及其后直管段缺陷的检测灵敏度。结果表明,超声导波经过弯管时,在弯管外弧侧出现能量聚集现象,弯管外弧侧缺陷的定位精度最高,相对误差仅为2.61%;反射系数随缺陷周向宽度增加呈线性变化,随径向深度增加呈指数变化;匹配追踪算法能有效分解缺陷前后端的叠加回波信号,当缺陷轴向长度超过20 mm时,误差进入稳定区域。现场验证了3个管架支撑座处的管道腐蚀缺陷,超声导波检测结果相较于实际测量值的误差均在3.5%以内。研究成果可为集输管道完整性管理提供理论依据与工程应用经验。