导波检测.pdf

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北京康坦科技有限公司北京康坦科技有限公司MsSR3030R长距离超声导波检测系统MsSR3030R长距离超声导波检测系统大型结构的快速检测与长期监测MsSR3030R长距离超声导波检测系统长距离超声导波检测系统（LRUT）是由位于美国德克萨斯州德克萨斯州的美国西南研究院西南研究院（SwRI）的无损检测团队经过近20年的研究与开发，并取得多种美国专利的一种新型检测设备（到目前为止已经获得14项美国专利）。

MsSR3030R是以铁磁性材料的磁致伸缩效应及其逆效应为基础的检测技术，该仪器设计用于低频（4-250KHz）超声导波的研究和各种工业结构（包含管道、热交换器、棒材、钢索和板盘件等）的在线腐蚀检测在线腐蚀检测与长期腐蚀监测长期腐蚀监测应用。

由于MsS技术技术的独特的技术优势，现在被广泛应用于各种工业及领域中。

备注：

MsS技术的研发者-美国西南研究院西南研究院（SwRI）是一家独立的、非赢利性的研发机构，成立于1947年，现由3000多名科学家、工程师和技术人员组成，无损检测部门有近200名无损检测科研人员，主要从事各种领域、多种前沿多种前沿无损检测技术的研究开发。

最新研发的最新研发的MsSR3030R主机系统主机系统一、一、MsS技术亮点：

技术亮点：

检测精度高检测精度高：

最高灵敏度为管道横截面积损失量的1%（最新试验数据），可靠检测灵敏度为管道横截面积损失量的5%，监测时灵敏度可以达到管道横截面积损失量的0.6%；检测范围检测范围（美国公开试验数据公开试验数据，而非理想状态非理想状态）：

对于带油漆层的地上直管段，可以单方向检测500英尺英尺（150米米）处管道横截面积损失量的2-3%；高温应用高温应用：

可以进行高温管线腐蚀高温管线腐蚀的在线检测在线检测与长期状态监测长期状态监测，最高温度可达938CC；在主管道附带有拌热管线拌热管线的情况下，可以在主管线上安装MsS探头，进行腐蚀检测；1北京康坦科技有限公司北京康坦科技有限公司2MsS探头结构简单、价格低廉；MsS探头的特点：

检测不受管道直径的限制不受管道直径的限制，从1.5英寸英寸到80英寸英寸的管道（可以适应无限大直径的管道）；长期检控：

可以永久地可以永久地在重点结构和高温结构安装MsS传感器，进行重点结构和高温结构低成本的长期状态监测（40年至年至60年年）；其它应用：

MsS还可以进行热交换器管热交换器管、板材板材（储罐底板）、棒材棒材（锚杆）和钢丝绳钢丝绳（桥梁钢索或游乐设施）的检测；MsS技术不仅可以用于铁磁性金属材料铁磁性金属材料的检测，还可以用于非铁磁性金属材料非铁磁性金属材料和非金属材料非金属材料的检测，如：

不锈钢、铜、铝、钛等，和PVC材料、玻璃、水泥、木材等的检测；二、长距离超声导波检测技术优势：

二、长距离超声导波检测技术优势：

能够100%覆盖被检测结构，进行快速、高效、长距离的检测；从可接近的位置远距离检测难以到达难以到达的区域，诸如穿墙管线、横穿公路管线或架空管线；除探头安装区域外，无需开挖或拆除保温层、防腐层，免搭脚手架，从而大大降低检测成本，；在同一位置可以单方向检测几十米到上百米的距离，双方向可检测更长的距离；能够识别管道特征与腐蚀信号其它缺陷特征；基于信号强度和特征对管道的局部损坏严重程度进行分类；干耦合和胶粘两种耦合方式，提高操作灵活性；Windows操作系统，能够进行快速实时采集和信号分析，自动生成检测报告；软件界面友好，操作简单，缺陷显示直观；仪器操作简单，可以直接开关机，检测前无须调试仪器；可以采用电池供电以满足现场的使用，电池充电可工作8小时；结构紧凑，主机、蓄电池和计算机内置在一个坚固的运输箱中，便于携带和运输；主机上各种LED指示，监测仪器的运行状态；条带式线圈探头，成本低廉，重量轻便，降低操作者的劳动强度；可以永久地安装在重点结构或高温管道上，用于结构腐蚀状态的长期检控；应用范围广泛，不但可以用于各种工业管网的腐蚀检测，还可以用于高温管线和伴热管线的检测、储罐底板的腐蚀检测、换热器管道的检测、悬浮桥梁或游乐设施钢索的检测、高压传输线铁塔的锚杆检测等等；三、应用范围：

三、应用范围：

石油石化设备输油输气管道网络海上采油平台立管网络电力能源工业管道网络横穿高速公路套管网络高温管线及伴热管线北京康坦科技有限公司北京康坦科技有限公司3高速公路悬浮桥梁钢索钢缆吊杆或游乐设施钢揽高压传输电缆铁塔地脚螺栓热交器换器管锅炉管板盘件（储罐底板腐蚀检测）四、技术参数：

四、技术参数：

探头可操作温度范围：

探头可操作温度范围：

-45938C；适应管径范围：

适应管径范围：

1.580英寸或甚至无限大直径管道；检测灵敏度：

检测灵敏度：

最高检测灵敏度为1%，可靠灵敏度为5%，监测灵敏度为1%；轴向定位精度：

轴向定位精度：

与主机系统的信噪比和所采用的操作频率有关：

150mm（频率为32KHz时），75mm（频率为64KHz时），32mm（频率为128KHz时）；盲区：

盲区：

盲区的大小与所采用的检测频率有关：

所采用的检测频率有关：

32KHz时为350毫米，毫米，64KHz时为175毫米，毫米，128KHz时为85毫米；毫米；测试范围：

测试范围：

对于地上的直管,从探头安装点，以管道横截面积23%损失量，理想状态下（地上直管段，管道状态良好或轻微腐蚀，10年历史的管线）单方向可检测210米；良好状态下（地上直管段，管道状态内外壁有一般腐蚀，30年的老管线）单方向可检测90米；典型状态下（地上直管段，管道状态内外壁有比较严重腐蚀，30年的老管线）单方向可检测45米；五、原理：

五、原理：

MsS技术是激发能沿有限形状的结构有限形状的结构传播的结构机械弹性波结构机械弹性波，沿着构件有限的边界形状有限的边界形状传播并被构件边界所约束所约束、所导向所导向，因而称为MsS导波。

MsS导波有纵波纵波、扭力波扭力波、变形波变形波、兰母波兰母波、水平剪切波水平剪切波和表面波表面波等多种模态形式。

MsSR3030R设备是一套发射及检测在铁磁性材料中传播的低频机械超声导波的装置。

采用MsS技术，可在固定的检测点发出特定模式（例如管道内沿长度方向或螺型方向）的低频（通常小于200KHz）超声导波脉冲；当传播中的导波脉冲遇到焊点或者缺陷处（例如腐蚀后的管壁变薄处或者裂纹），一部分的波就会被反射回检测点而被同样传感器所检测到从而可获得构件的结构物理状况。

由于这些导波传播速度很高，MsS技术可以从单点检测处快速地检查很长距离的构件，提供有用的结构状态信息，从而对某些工业，例如拥有几百英里长的管道的石化工业是相当理想的检测手段。

对一些难以达到的检测部位，诸如架空管线，穿越河道和公路，穿墙或者绝缘带后面的管道，导波检测技术可以从一个远距的可以达到的检测点对那些部位进行检测。

这样可以大大节省时间和金钱。

导波的产生和检测的原理：

导波的产生和检测的原理：

北京康坦科技有限公司北京康坦科技有限公司产生导波基于铁磁性材料的磁致伸缩效应（焦耳效应JOULEEFFECT）；检测缺陷回波基于铁磁性材料的磁致伸缩逆向效应（维拉利效应VILLARIEFFECT）。

备注：

备注：

1、磁致伸缩效应是指铁磁性材料的物理尺寸上引起的微小变化与碳钢在外部的叠加磁场作用下引起的每百万之几部件的次序微小变化；2、磁致伸缩逆效应指由机械压力（或张力）引起的铁磁性材料的磁感应变化。

六、产品介绍六、产品介绍1、MsSR3030R主机主机最新的MsSR3030R超声导波检测系统的主机是把将主机、蓄电池、笔记本电脑设计在同一个坚固的运输箱中，便于携带和运输；内置的蓄电池充满电后可连续工作八个小时，避免了野外作业缺少220伏的交流电源所带来的不便。

主机上具有各种指示LED显示（包含PRF指示、高压指示、USB连接指示和系统错误指示等），可以监测仪器的运转情况。

30米（也可以选择长度为15米的）的数据传输电缆可以使主机在远离被测工件的工程车上进行工作或用于高空作业。

2、探头、探头1）带状线圈探头：

）带状线圈探头：

带状线圈探头由线圈适配器和带状排线带组成，用于管件、小管、电缆和棒材（例如圆形的、方形的、六边形的等）的检测。

使用两种类型的线圈适配器和相关的带状排线带单线圈适配器和双线圈适配器。

单线圈适配器和一个与之相配的带状电缆形成一个单线圈MsS探头；双线圈连接器和一个与之相配的带状电缆形成双线圈MsS探头，自然组合为一组可以以指定模式和频率进行导波的方向控制。

要使用单线圈连接器进行波的方向控制，需要两个分开的带状线圈探头。

线圈适配器2）板件探头）板件探头板件探头是矩形的，包含两种类型单线圈和双线圈。

双线圈板件探头包含2个分离的板件探头来进行方向的控制。

4北京康坦科技有限公司北京康坦科技有限公司3）热交换器管探头）热交换器管探头热交换器管探头是由螺旋前进或后退的探头枪+不同尺寸的MsS传感器（锥形头）组成。

将安装有MsS探头的探头枪对准热交换器管，打开旋转探头枪开关，使MsS传感器锥形头进入热交换器管内，MsS传感器发射和接收沿热交换器管传播的导波，导波遇到缺陷，形成缺陷反射波，最后被MsS系统采集。

其检测灵敏度可以与涡流技术相媲美，对铁磁性与非铁磁性的热交换器管的检测灵敏度也是一样的。

使用MsS技术对热交换管进行检测可以大大提高检测效率（每根只需6秒钟）和降低劳动强度（无需将探头完全插入管道）。

3、其它附件：

、其它附件：

铁钴带干耦合装置5北京康坦科技有限公司北京康坦科技有限公司磁化装置4、软件、软件Windows操作软件，具有专利授权，包含管道检测分析软件、板盘件检测软件、钢索检测软件、热交换器管检测软件等。

界面友好，操作简单，能够进行实时采集和数据察看，数据分析后可以生成检测报告。

七、七、MsS检测技术灵敏度试验检测技术灵敏度试验11、试验管道及状况下图所示的是一根长度为2.5m，外径为114mm，壁厚为6mm的管道，为了模拟现场的管道情况，此管道在室外放置有一年的时间，由于天气的变化，管道的两端都有不同程度的自然腐蚀；另外，又在管道上制作了四个人工缺陷，包括两个钻孔和两个横向切槽。

从管道的左端起97cm（以下所测数据都是到MsS探头的中间位置算起）处安装MsS探头，从探头处到钻孔1的距离为50cm，到横向切槽1的距离为68cm，到钻孔2的距离为103cm，到横向切槽2的距离为120cm，到自然缺陷的距离为135cm，其表如下：

缺陷与MsS探头的距离缺陷类型钻孔1横向切槽1钻孔2横向切槽1自然缺陷缺陷到MsS探头距离/mm500700103012001350所检管道的缺陷示意图6北京康坦科技有限公司北京康坦科技有限公司2、MsS导波检测技术的操作2、MsS导波检测技术的操作步骤下图是管道检测示意图，MsS导波检测技术的操作步骤相当简单：

先在探头安装处用钢刷将锈迹打磨干净，然后剪下一段铁钴条带，其长度是略小于管道的周长，中间留3mm的间隙，通过导磁装置将其磁化，再用5分钟快速环氧树脂胶均匀的涂在铁钴条带上（MsS超声导波系统有粘胶和干耦合两种方式），将涂完胶的铁钴带粘贴在管道上，用橡胶带缠绕在铁钴带上（为了使其更好的藕合），10分钟后，将橡胶带取下，然后装上MsS探头，打开主机，开始检测数据，2分钟之内就可采集完数据。

实际管道检测示意图3、实际缺陷及缺陷模拟图示说明实际缺陷及缺陷模拟图示说明下图中所制作的钻孔和横向切槽都是经过精确计算的，下表是缺陷的尺寸：

缺陷名称横向宽度或直径/mm深度/mm损失面积占管道截面的百分比/%钻孔1104.22.2横向切槽1251.51钻孔24