TTF長距離超聲波導波系統介紹
1、系統主機:
主機為新設計的24通道多模式的系統,是在以前的性能優良的12通道的基礎上改進型號,與12通道具有相同的操作方式,但是其能力卻增加了50%以上,為更大的檢測距離和更高的精度提供強大的電壓。還集合了氣泵于主機內部。
該設備能夠產生任意的導波技術中使用三種主要的波形,縱向、扭轉和彎曲波。同樣被設計作為相陣列,極大的改進了對於複雜管網的檢測。通過發射一個不對稱的信號進入彎頭,將以與直管相同的方式檢驗管道的彎頭。在管道的縱向和環向的任意一點能夠聚焦超聲波,從而改善了缺陷的鑑別能力。
2、供電電源
Teletest系統的高能量輸出意味着需要外接的電力系統,但是,TWI公司已經研製使用鋰電池塊供電,使用時間可達12個小時,更適合於野外作業。
3、卡具和氣囊
卡具材料選用新的高強度碳纖維材料,使其重量更輕,探頭的穩定性更好,並且將卡具和氣囊集成在一體,同時採用了快鎖式結構,操作更方便快捷。對於大於26英吋的管道,可以很方便的將前面的卡具組合成大管徑的卡具。
自從開發出 套導波檢測系統以來,TWI就不斷地對卡具和氣囊進行改進,以便更方便、可靠和耐用。下面是其發展過程:
4、多模式模塊(5探頭模塊)
新設計的多模式模塊比以前的重量減少到三分之一,對於大直徑的測量,其意義更重大。多模式模塊既可以安裝產生縱向波模式的探頭,也可以安裝產生扭轉波模式的探頭,其主要的優點是:在同一次測試能夠驅動模塊上的5個探頭, 5個探頭的安裝方式是:3個平行軸向的探頭產生縱向波(少於3個探頭的模塊不能夠產生縱向波)、2個垂直軸向的探頭產生扭轉波,見下圖。因此,通過安裝一次卡具,在發射一種或兩種模式的同時,可以接收相同或不同的模式,增加了缺陷的檢出率,減少偽陷的誤判率。
研製出新的 安裝的價格低廉的探頭模塊(見上圖),應用於管道的長期在線監測,其壽命可達20年以上。對於埋地管道再不需要開挖,通過預留的接頭進行定期數據採集就可以了。
為什麼採用多探頭模塊呢?
這是TTL的長距離超聲波技術的一大特點。因為管道的腐蝕缺陷的特征,會對不同的超聲波的模式有不同的靈敏度,有些缺陷既對縱向波靈敏,也對扭轉波靈敏;另外一些缺陷則只對縱向或扭轉波靈敏。另外,管道的介質、壁厚和外防腐等材料對不同的導波模式也有影響。因此,對於要進行現場管道的盲檢,檢測人員是無法確認採用哪種模式的超聲波更加適合,即便對於相同參數的管道上,可能其腐蝕狀況、結構、介質以及管道外壁接觸的材料不同,也沒有固定的超聲波發射模式。
因此,只有使用多模式模塊,選擇 波形模式,在檢驗過程中進行了兩種波形的對比,才能知道是否使用一種波或同時使用兩種波。否則,如果只採用一種波形進行檢驗,將不可避免的出現漏檢。
5、高溫能力
新設計的圈和模塊使得使用溫度高達125度。如果有特殊要求,可提供高達450度的探頭和卡具,但是價格相當昂貴!
6、軟件
軟件的運行環境是Windows平台,使用筆記本計算機,由軟件控制下進行檢測,能夠進行實時的採集和快速地自動特征分析,尤其是適合於多頻應用,還有自動報告生成功能,大大的提高檢驗效率,通過軟件還可以控制充氣泵給卡具充氣。軟件中組合了所有普通管道的超聲波的聲特性參數,應用這些數據庫,就能選擇兩種聲波模式(縱向和扭轉波) 激勵名義試驗頻率,在選擇的頻率兩側 可選擇6個檢測頻率,將這不同頻率的檢測結果進行疊加,根據其重複性評價缺陷的嚴重程度。
主機與計算機之間,通訊電纜線長達100米(大於100米距離可定做),檢測人員可以在舒適的流動辦公室中採集和分析數據,如越野車中或活動室內操作。
7、儀器的具體技術參數
管道類型 | 無縫管、縱向焊縫、螺旋管焊縫 |
管道材料 | C 、CMn 鋼 奧氏體不鏽鋼 二重不鏽鋼 |
管道狀況 | 埋藏和穿牆管道、水下管道 高架管道、過路管道(帶套管的) |
管道塗層等 | 聚氨基甲酸酯泡沫保溫層 岩棉保溫層 環氧樹脂塗層 瀝青環氧樹脂塗層 PVC 塗層 油漆 瀝青卷繞 |
檢驗管道範圍 | 石油化工廠的管網 碼頭管線 罐區的連接管網 發電廠的管網 海洋平台豎管 球管柱腿 |
缺陷定位類型 | 外部腐蝕 內部腐蝕或沖蝕 環向裂紋 焊縫錯邊 焊接缺陷 疲勞裂紋 |
靈敏度 | 精度1% |
可靠靈敏度 | 可靠精度3% |
定位精度 | ±100mm |
檢驗位置定位 | GPS 定位精度10-20米 |
檢測距離 | 單向175m |
通道數 | 24 |
模塊類型 | 5探頭多模式模塊 |
超聲波參數:
激勵電壓 | 280V |
信號輸出 | 250v |
平均探頭輸出相對90v的輸入 | ≈210mV |
在4米處的典型焊縫,反射回來的信號 | ≈20 mV |
發射 |
發射通道 | 24 |
轉換精度 | 9位 |
輸出波形 | 諧振波(由計算機定義波形類型) |
脈衝重複頻率 | 10Hz |
帶寬 | 5-300kHz |
低通濾波 | 100、200、300、400kHz(軟件選擇) |
接收 |
接收通道 | 8個 |
接收轉換精度 | 12位 |
響應頻率 | 7-300kHz |
采樣率 | 100、200、500、1000kHz(軟件選擇) |
增益 | 20-100dB/1dB |
低通濾波 | 16、32、75、150、300、600kHz(軟件選擇) |
高通濾波 | 1-5.3kHz(軟件選擇) |
數字性能 |
波形發生器 | D/A頻率10MHz,9位精度 |
接收信號數字化 | A/D頻率2MHz,12位精度 |
平均信號 | 4096幀/采樣 |
壓力 |
壓力 | 0-70PSI(軟件調節) |
數據傳輸率 |
速率 | 5M/秒 |
操作系統 | Windows 95\98\2000\XP |
尺 寸 | 長410mm x 寬 310mm x 深 206mm |
重 量 | 14kg |
功 耗 | 750mw |
供 電 | 輸入電壓:100 to 250v AC, 50 to 60Hz,24V鋰電池 輸出電壓:48v DC |
卡具、探頭和模塊:
壓電晶體探頭 | 干耦合 |
適應管道直徑 | 2-48英吋,超過48英吋可定做到72英吋 |
對於大於24英吋的管道,由其之前的卡具組合而成,如26英吋的管道,可由10和12英吋組合。 |
防護等級:
主機箱 | 滿足國際航空運輸標準 IP65 |
運輸箱 1650 | 滿足國際航空運輸標準 IP67 |
使用單位名單:
序號 | 公司名稱 | 應用地點 | 國家 |
1 | IS Services | Total Fina EIF Pau, Dunkirk | 法國 |
2 | ISLAS | Curacao | 荷蘭安的列斯 |
3 | ISQ | Petrogal 煉油廠 | 葡萄牙 |
4 | 勞埃德船級社 | 海洋設施 | 英國 |
5 | Loop LLC | 路易斯安那, | 美國 |
6 | Keyspan Energy | Rimbey Gas Plant, Alberta | 加拿大 |
7 | Maersk Oil | 海洋平台 | 丹麥 |
8 | Marathon Oil | | 英國及美國 |
9 | Mears Engineering | San Ramon,加利福尼亞 | 美國 |
10 | Norsk Hydro | Le Havre | 法國 |
11 | Northern Border Pipeline | North Dakota | 美國 |
12 | NPP Krsko | 發電電廠 | 斯洛文尼亞 |
13 | OPS 國際 | | 利比亞 |
14 | PDO | | 阿曼 |
15 | PDVSA Gas | Anaco | 委內瑞拉 |
16 | PDVSA Gas | Punto de mata, Monogas | |
|