管道腐蚀的检测方法..doc

管道腐蚀的检测方法 胡极诸 过程装备与控制工程092班 摘要：管道输送在机械、化工、石油等行业应用甚为广泛。由于管道腐蚀不但会造成设备损毁、停工检修等经济损失，对环境造成污染，严重时还会威胁人生安全。因此对管道腐蚀进行检测，避免事故的发生就显得极其重要。目前，在管道腐蚀的检测中常用的有声发射检测、涡流检测、超声波检测、漏磁检测、磁粉检测、渗透检测、射线检测等。检测技术的发展为管道安全提供了保证。 关键词：管道腐蚀、传感器、腐蚀检测 一、管道腐蚀的检测的意义 腐蚀按机理分类可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，无论哪一种，腐蚀一般都从金属表面开始（内表面和外表面），而且伴随着腐蚀的进行，总会在金属表面留下一定的痕迹，即腐蚀破坏的形式，诸如：小孔腐蚀、应力腐蚀破裂、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、点偶腐蚀、氢腐蚀等。 腐蚀是一个很普遍,很严重的问题。计有50多种腐蚀类型遍及各个行业,它在很大程度上直接影响化学工业、石油工业、机械工业、轻工纺织、交通运输、建工建材、环境保护、医药卫生及国防军工的生产和发展。 腐蚀所造成的经济损失相当惊人,并且在逐年增加 因此直接有效的检测技术是十分必要的，油气管道检测是直接利用仪器对管壁进行测试。 二、管道腐蚀的检测 1、声发射检测 声发射检测是通过接收和分析材料的声发射信号来评定材料性能或结构完整性的无损检测方法。材料中因裂缝扩展、塑性变形或相变等引起应变能快速释放而产生的应力波现象称为声发射。 材料的范性形变、马氏体相变、裂纹扩展、应力腐蚀以及焊接过程产生裂纹和飞溅等，都有声发射现象，检测到声发射信号，就可以连续监视材料内部变化的整个过程。因此，声发射检测是一种动态无损检测方法。 从声发射源发射的弹性波最终传播到达材料的表面，引起可以用声发射传感器探测的表面位移，这些探测器将材料的机械振动转换为电信号，然后再被放大、处理和记录。固体材料中内应力的变化产生声发射信号, 在材料加工、处理和使用过程中有很多因素能引起内应力的变化，如位错运动、孪生、裂纹萌生与扩展、断裂、无扩散型相变、磁畴壁运动、热胀冷缩、外加负荷的变化等等。人们根据观察到的声发射信号进行分析与推断以了解材料产生声发射的机制 2、涡流检测 涡流检测是将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外（见图）。这时线圈内及其附近将产生交变磁场，使试件中产生呈旋涡状的感应交变电流，称为涡流。涡流的分布和大小，除与线圈的形状和尺寸、交流电流的大小和频率等有关外，还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而，在保持其他因素相对不变的条件下，用一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化，可推知试件中涡流的大小和相位变化，进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量(如形状、尺寸等)的变化或缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流，具有集肤效应，所检测到的信息仅能反映试件表面或近表面处的情况。 涡流检测时线圈不需与被测物直接接触，可进行高速检测,易于实现自动化,但不适用于形状复杂的零件,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷,检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。 换能器将电功率脉冲转换为超声波，射向液面，经液面反射后再由换能器将该超声波转换为电信号。脉冲发送和接收之间的时间（声波的运动时间）与换能器到物体表面的距离成正比，声波传输的距离S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示： S=　CT/2。 超声波是机械波，传播衰减小，界面反射信号强，且发射和接收电路简单，因而应用较为广泛；但超声波的传播速度受介质的密度、浓度、温度、压力等因素影响，其测量精度较低。 如果金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷（缺陷中有气体）或夹杂，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距的波形。可以根据波形的变化特征判断缺陷在工件重的深度、位置和形状。 　　超声波探伤优点是检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，能对缺陷进行定位和定量。超声波探伤对缺陷的显示不直观，探伤技术难度大，容易受到主客观因素影响，以及探伤结果不便于保存，超声波检测对工作表面要求平滑，要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、适合于厚度较大的零件检验，使超声波探伤也具有其局限性。 对被检试件进行局部磁化,当材料表面出现裂纹或坑点等缺陷时,形成缺陷表面局部区域的漏磁场,漏磁信号随缺陷几何形状的不同而变化,采用像霍尔器件这样的磁传感器组成的检测电路来检测漏磁场的变化,根据测得 的漏磁信号就可判别缺陷情况。漏磁无损检测包括正演和反演。正演即缺陷漏磁场分析,是已知源和缺陷形状求磁场的分布;反演指缺陷的重构,由给定的漏磁场