etest 長距離管道超聲導波聚焦檢測系統

etest 超聲導波儀器應用低頻導波技術，用于檢驗管道的腐蝕或沖蝕，導波能夠*覆蓋管道壁厚。超聲導波設備在一個測試點可以沿著管道向兩端發射低頻超聲導波，可以傳播很長的距離，低頻超聲導波甚至在保溫層下面傳播，反射的回波由儀器接收，由此評價管道的腐蝕情況。低頻超聲導波技術正在被廣泛的接收為管道和管網評估的有效工具，PI長距離超聲導波測試儀尤其在對其實驗檢驗很困難的或因實施檢驗的費用昂貴的場合，更易發揮其技術優勢。

一、低頻導波技術優勢：

• 管道*快速檢測，覆蓋管道所有檢測區域；

• 新增加的聚焦功能能夠選擇性的對重點區域進行進一步檢測，并確定其周向位置；

• 采用多探頭模塊操作，不會造成任何缺陷的漏檢；

• 高效檢測，在同一位置可以檢測幾十米到上百米的距離，并可雙向檢測更長的距離；

• 檢測精度高，對管道內外腐蝕具有同樣的靈敏度；

• 無法到達區域的檢測，如套管、穿公路、過河等埋地管線、水下管線；

• 降低檢測成本，除探頭安裝區域外，可不開挖、不拆保溫層；

• 自動識別縱波和扭轉波，可區分管道的腐蝕情況和管道的特征（焊縫、支撐、彎頭、三通等）；

• 超聲導波模塊式探頭，將探頭組合到相應管徑的膨脹圈上，高適用性和性價比，zui大檢測管徑達72英寸；

• 適應各種檢測現場，采用電池供電，工作時間可以達到12小時；

• 高靈敏度，低信噪比，定位準確；

• 與計算機高速通訊，能夠進行實時的采集和快速自動特征分析，自動生成檢測報告；

• 無需液體耦合，采用內置氣泵向探頭施加壓力保證探頭與管體充分接觸。

二、長距離超聲導波檢測系統技術參數：

檢測管道類型：無縫管、縱焊管、螺旋焊管；

管道材料：C & CMn 鋼、奧氏體不銹鋼、二重不銹鋼；

檢測管道情況：埋藏管道、水下管道、高架管道、帶有套管的管道、垂直水平管道、管道涂層、聚氨基甲酸酯泡沫保溫層、巖棉保溫層、環氧樹脂涂層、瀝青環氧樹脂涂層、PVC 涂層、油漆、瀝青卷繞；

檢驗管道范圍：石油化工廠的管網、碼頭管線、管區的連接管網、發電廠的管網、海洋平臺豎管、球管柱腿；

管道直徑：2 - 48" 為商業化的標準型號，大于48-72"定制 ；

探頭溫度范圍：+5°C — +125ºC

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

檢測精度：橫截面積的3%

可靠精度：橫截面積的9%

定位精度：±10cm

檢測距離：理想狀況±180米

三、導波設備組成：

1、etest聚焦系統

TWI超聲導波聚焦系統MK3主機為新設計的24通道聚焦多模塊檢測系統，是在以前性能*的12通道的基礎上改進型號，其操作方式與12通道主機相同，但是其發射能量卻增加了50%，為更大的檢測距離和更高的精度提供強大的電壓。

該設備能夠產生導波技術中使用三種主要的波形，縱向、扭轉和彎曲波。設計如同相控陣使用，能夠使超聲聲束聚焦到管線上任意一點以提高缺陷的檢測和鑒別能力，并且可以確定缺陷的環向位置。

    主機內部具有內置鋰電池塊，充電一次可以滿足12小時工作的需要。并且將氣泵內置到主機中，充氣壓力0-70PSI可調，使現場操作更加簡單化。

2、超聲導波設備膨脹圈

新型的一體化膨脹圈使用碳纖維材料制造，重量減輕60%。設計可以使管網間距降低到65mm，對多密集管網運行的檢驗至關重要。膨脹圈使用快速插銷快速固定在管道上。

  3、低頻超聲導波多模式模塊

新型的多模式模塊可以安裝5個傳感器，其中3個為縱波傳感器，另外2個為扭轉波傳感器。多模式模塊操作指的是etest®系統能夠在一次檢測中進行縱波和扭轉波兩種操作。應用這兩種不同形式的波可以收集到所檢測管道的更全面的信息。

Mini（微型）模塊

為1.5-5英寸管線設計的超小型模塊，應用于難以接近區域的小直徑管道，管道暴露長度只需230mm。采用激光燒結金屬矩陣復合材料，帶鍍鋁插針，重量減輕75%。

4、新軟件

2.0版本的軟件已經與新的硬件相匹配，也可以使用在現有的設備上，操作環境為Windows™ 2000/XP ，并且能夠進行實時的采集和快速地自動特征分析，15分鐘內就可以完成數據的采集和現場分析。

1）軟件具有全頻掃查功能，能夠一定的頻率范圍內進行全頻數據采集，這樣就可以優化檢測頻率。

2）DAC曲線能夠自動生成焊縫峰值顯示的曲線，即：-14 dB 曲線。

3）數據解釋能力大幅提高，鼠標單擊即可實現顯示的轉化。

4）軟件具有自動報告生成功能，及Word編輯功能，大大的提高檢驗效率。

5）增加了*的超聲波聚焦技術，使檢測靈敏度達到管道壁厚腐蝕的3%，比原來提高了6%，zui高精度達到1%；通過軟件調節，可以將超聲波能量集中在的位置，提高了檢驗精度；

6）消除了管道彎頭對超聲波傳輸的影響，使超聲波在通過管道彎頭后，傳播能量衰減減少

  四、檢測原理：

etest 采用低頻導波技術，操作頻率剛好在可聽頻率以上，聲波從固定在管道周圍的探頭環發射。這些低頻（屬超聲波范疇）必須以適當的聲波模式產生。該頻率范圍不需要液體進行耦合，采用機械或氣體施加到探頭的背面以保證探頭與管道表面接觸，從而達到超聲波良好的耦合。管道環向的超聲波探頭均勻的間隔排列，使得聲波以管道軸芯為對稱傳播。

導波的傳播主要被聲波的頻率和材料的厚度控制，在遇到管道壁厚發生變化的位置，無論增加或減少，一定比例能量被反射回到探頭，因此為檢測不連續性提供了機理。在這種情況下，管道的特征如環行焊縫、壁厚的增加在管道周向是對稱的，因此上升的環向波峰被均勻的反射回來。而反射的聲波也是對稱的，由特優良的相同的聲波模式作為入射波，在有腐蝕的區域，厚度的減少將被集中，導致入射聲波的散射附加到反射并發生模式轉換。因此組成的反射波模式加上模式轉換組份。模式轉換聲波由于不統一的聲源趨于產生管道彎曲波，該信號的出現是不連續的強烈顯示，如腐蝕。etest 能夠檢測和區分對稱波和彎曲波，并且能顯示這兩種聲波。被顯示的反射作為提純的信號，在幅度與距離的A掃描顯示中，與常規的超聲波顯示相似，但是測量的時間基為幾十米，而不是厘米。

A 掃描顯示

在A掃描的的信號被解釋之前，DAC曲線被放到顯示器上，隨距離逐漸的衰減來自管道的環焊縫的信號，制作了真實的反射器，設置DAC曲線。根據經驗，我們知道環焊縫（有正常的焊高）反射比管道的端部（即全反射）弱14dB（5的系數），此外，經驗也給出了管道壁厚9%截面損失產生比環焊縫遠小于12dB的信號，26dB水平線被作為評價信號的門檻。在A掃描上，有4個DAC曲線：

0 dB 曲線

管道端部或法蘭為近全反射，在試驗室的單根長管上可以證實，可以被作為設置參考靈敏度，該參考一般為0dB反射。如果顯示在A掃描顯示上，DAC曲線是黑色的曲線。

-14 dB 曲線

現場的環焊縫典型地提供20%（-14dB）管道端部的當量反射率，同時從焊縫到焊縫有少量的變異，該前提在實踐中沒有很好的把握住。在A 掃描圖上-14dB的DAC曲線是藍色的線。

-26 dB 曲線

管道壁厚截面損失的9%與管道端部反射率的5%（-26dB）相當，在A掃描的圖上，該門檻水平是綠色的線，判為異常線。異常接近但沒有超過-26dB曲線，一般被判定為小缺陷，超過-26dB曲線為中等曲線，大于-26dB線直到-14dB線為嚴重缺陷。

-32 dB 曲線

–32dB 曲線為有效的測試范圍的決定因素，該因素使得可重復的異常有一個6dB的或更好的信噪比。為了有效的解釋測試數據以及對于小異常充當測試范圍和靈敏度，知道信噪水平是必要的。