潮差区海管用的无损检测结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种潮差区海管用的无损检测结构，该潮差区海管用的无损检测结构，至少包括海管(3)；该海管(3)位于登陆端或者出发端的立管位置处；在该海管(3)的外壁套接有护管(1)；其特征在于：所述海管(3)和护管(1)为磁化后的磁性海管；在所述护管(1)上开设有轴向长度为a的空隙；在上述空隙内设置有长度为a的铁钴带(2)；在上述铁钴带(2)的外表面涂覆有环氧树脂胶；所述铁钴带(2)粘贴于海管(3)的外表面；所述空隙的周向尺寸不小于护管(1)周长的一半。通过采用上述技术方案，本实用新型具有检测效率高，准确性好的特点。
【专利说明】
潮差区海管用的无损检测结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及海管检测设备技术领域，特别是涉及一种潮差区海管用的无损检测结构。
【背景技术】
[0002]随着海洋石油的发展，海上平台海管服役年限的延长，海管长期暴露在高盐雾、潮湿、潮汐等恶劣的腐蚀环境中，海管发生腐蚀的风险逐渐增高，特别是海管登陆和出发端潮差区立管段，腐蚀环境最为恶劣，同时立管段登陆端有护管存在(护管是登陆平台或离开平台海管立管段的保护和支撑管路，固定在平台导管架，海管穿过护管登陆平台，将潮差区海管立管完全包覆)，超声导波检测难度较高，超声波传播介质环境的变化、护管的存在阻碍了探头与海管的接触，不能完全切断护管，只有周向1/2的管路可以进行切断，针对此问题我们进行了超声导波检测方法的改进试验。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种潮差区海管用的无损检测结构;该潮差区海管用的无损检测结构旨在解决潮差区海管(立管段)超声导波检测中护管的阻隔与超声波传播介质变化在实际操作中的影响。
[0004]本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
[0005]—种潮差区海管用的无损检测结构，至少包括海管(3);该海管(3)位于登陆端或者出发端的立管位置处;在该海管(3)的外壁套接有护管(I);所述海管(3)和护管(I)为磁化后的磁性海管;在所述护管(I)上开设有轴向长度为a的空隙；在上述空隙内设置有长度为a的铁钴带(2);在上述铁钴带(2)的外表面涂覆有环氧树脂胶;所述铁钴带(2)粘贴于海管(3)的外表面;所述空隙的周向尺寸不小于护管(I)周长的一半。
[0006]进一步:所述a = 200mm。
[0007]更进一步:在所述铁钴带(2)上绕制有带状结构的电缆;所述电缆通过线圈适配器与超声波检测系统连接。
[0008]本实用新型具有的优点和积极效果是:
[0009]通过采用上述技术方案，由于本实用新型在护管上开设有轴向长度为a的空隙;在上述空隙内设置有长度为a的铁钴带;在上述铁钴带的外表面涂覆有环氧树脂胶;所述铁钴带粘贴于海管的外表面;所述空隙的周向尺寸不小于护管周长的一半；因此在进行超声波无损检测时，很好地克服了护管的阻隔与超声波传播介质变化在实际操作中的影响问题，所以检测的效率高(通过实验测试，一般2分钟即可测试完成)，同时由于没有护管的阻碍，且空隙的周向尺寸不小于护管周长的一半，因此检测的准确度更高；由于电缆为带状结构，因此缠绕比较紧固，很好地保证了超声波信号的发送和接收。
【附图说明】
:
[0010]图1为本实用新型优选实施例中无损检测结构示意图；
[0011]图2为本实用新型优选实施例的第一实验结果图，其中铁钴带2缠绕于海管的四周；
[0012]图3为本实用新型优选实施例的第二实验结果图，其中铁钴带2缠绕于海管的1/2周长；
[0013]图4为本实用新型优选实施例的第三实验结果图，其中铁钴带2缠绕于海管的1/4周长；
[0014]图5为将钢管浸入水中，铁钴带2缠绕于海管的1/2周长时的实验结果图。
[0015]其中:1、护管;2、铁钴带;3、海管；
【具体实施方式】
[0016]为能进一步了解本实用新型的【实用新型内容】、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0017]请参阅图1，一种潮差区海管用的无损检测结构，包括外壁套接有护管I的海管3;该海管3位于登陆端或者出发端的立管位置处;所述海管3和护管I为磁化后的磁性海管;在所述护管I上开设有轴向长度为a的空隙；在上述空隙内设置有长度为a的铁钴带2;在上述铁钴带2的外表面涂覆有环氧树脂胶;所述铁钴带2粘贴于海管3的外表面;所述空隙的周向尺寸不小于护管I周长的一半。在该优选实施例中:a = 200mm。
[0018]在上述优选实施例的基础上，在所述铁钴带2上绕制有带状结构的电缆;所述电缆通过线圈适配器与超声波检测系统连接。
[0019]超声波无损检测(超声导波检测)是通过线圈探头发出一束超声能量脉冲，此脉冲充斥整个圆周方向和整个管壁厚度向远处传播，当遇到管道内外壁腐蚀或缺陷引起的金属缺损时，由于管道横截面(厚度)发生了改变，在缺损处会有缺陷信号返回，通过仪器由同一线圈检出的反射信号即可探知管道的内外缺陷位置、大小和腐蚀情况。
[0020]超声导波根据激励信号产生方式的不同可分为磁致伸缩超声导波系统(美国西南研究院SWRI)和压电陶瓷超声导波系统(英国焊接研究所TWI和英国导波公司PI)。
[0021]本优选实施例所采用的导波检测系统是北京特种设备检测研究院的MsS超声导波系统，该系统的检测原理是磁致伸缩效应，激发能沿有限形状的结构传播的结构机械弹性波，沿着构件有限的边界形状传播并被构件边界所约束、所导向。所谓磁致伸缩是铁磁物质(磁性材料)由于磁化状态的改变，其尺寸在各方向发生变化。磁致伸缩材料在磁场作用下，其长度发生变化，可发生位移而做功或在交变磁场作用可发生反复伸张与缩短，从而产生振动或声波，这种材料可将电磁能(或电磁信息)转换成机械能或声能(或机械位移信息或声信息)，相反也可以将机械能(或机械位移与信息)，转换成电磁能(或电磁信息)。
[0022]上述潮差区海管用的无损检测结构的加工方法，包括如下步骤:
[0023]步骤101、在护管I上切割空隙;并利用钢刷将护管I的切割端面进行打磨；
[0024]步骤102、利用导磁装置将海管3和护管I进行磁化；
[0025]步骤103、选择尺寸等于空隙的铁钴带2，在铁钴带2的外表面涂覆环氧树脂胶；
[0026]步骤104、将铁钴带2粘贴在海管3上；
[0027]步骤105、为了使铁钴带2和海管3更好的藕合，用橡胶带缠绕在铁钴带2上，时间T后，将橡胶带拆卸。
[0028]进一步:所述时间T为10分钟。
[0029]更进一步:所述环氧树脂胶为五分钟快速环氧树脂胶。
[0030]上述潮差区海管用的无损检测结构的检测方法，包括如下步骤:
[0031]步骤201、超声波检测系统通过电缆发射超声波脉冲信号;该超声波脉冲信号通过空气后进入铁钴带2，随后超声波脉冲信号通过铁钴带2传到入铁钴带2两侧的护管I以及铁钴带2内壁的海管3上；
[0032]步骤202、超声波脉冲信号在护管I和海管3内传输的过程中，如果遇到护管I或海管3发生腐蚀或破损时，则会发生反射现象，反射回来的超声波脉冲信号通过铁钴带2传输给电缆，随后电缆将反射回来的超声波脉冲信号发送给超声波检测系统;如果护管I和海管3均未发生腐蚀和破损故障，则超声波脉冲信号一直传输至护管I和海管3的端口，而中途不会发生上述反射现象；
[0033]步骤203、超声波检测系统对接收到的超声波脉冲信号进行分析处理。
[0034]为了更好地阐述所述优选实施例，本实用新型通过实验验证铁钴带(线圈探头)缠绕1/2圆周和整个圆周方向时，检测结果无明显影响，另外在水下3-4米范围内，海管外管壁接触介质变化，超声能量脉冲衰减对海管检测结果亦无明显影响，实验结论详见如下实验，请参阅图2至图5;其中:图2a、图3a、图4a、图5a显示的是反射值与距离的函数关系；图2b、图3b、图4b、图5b显示的是幅值与距离的函数关系。
[0035]验证试验:
[0036]该实验采用导波检测系统是北京特种设备检测研究院的MsS超声导波系统。通过选取同一根钢管，同一位置粘贴不同长度的铁钴带(全周长、1/2周长、1/4周长)分别在浸入水中和大气中进行导波检测实验，验证该方案在海上平台实施的可行性，试验步骤如下:
[0037]I)对照组实验:
[0038]选取一根6m长钢管，在钢管固定位置认为做出已知缺陷，选取距一端面40cm处作为导波检测点，对管线打磨，除去钢管表面防腐涂层后分别进行试验1/2。
[0039]实验一:在大气中分别粘贴上完整铁钴带、1/2铁钴带、1/4铁钴带，进行导波检测试验收集导波检测信号并作为对照实验。实验结果如下图:
[0040]由图导波检测信号图中可以看出，导波检测结果与预先设定的缺陷一一对应。
[0041]由图导波检测信号图可以看出，信号波峰位置无变化，信号强度减弱。
[0042]由导波检测信号图可以看出，信号波峰位置无变化，信号强度再次减弱。
[0043]实验二:将钢管一端浸入水中5米，检测位置暴露在水面上，粘贴1/2铁钴带，进行导波检测，收集导波检测信号并作为对照实验。
[0044]由导波检测信号图可以看出，信号波峰位置无变化，信号强度减弱，相比1/2贴铁钴带检测无明显减弱；
[0045]2)实验结论:
[0046]通过实验I三组试验对比结果，可以看出，粘贴1/2铁钴带与粘贴完整铁钴带长度对信号收集无影响，但对信号强度有影响(铁钴带越短，信号强度越弱)，杂波越多。铁钴带粘贴面与缺陷面的相对位置对信号收集无影响。
[0047]通过实验2与实验I中检测结果对比，可以看出，钢管浸入水中检测信号收集无影响，但信号强度有影响，但影响不大(潮差区短距离检测)。
[0048]以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种潮差区海管用的无损检测结构，至少包括海管(3);该海管(3)位于登陆端或者出发端的立管位置处;在该海管(3)的外壁套接有护管(I);其特征在于:所述海管(3)和护管(I)为磁化后的磁性海管;在所述护管(I)上开设有轴向长度为a的空隙;在上述空隙内设置有长度为a的铁钴带(2);在上述铁钴带(2)的外表面涂覆有环氧树脂胶;所述铁钴带(2)粘贴于海管(3)的外表面;所述空隙的周向尺寸不小于护管(I)周长的一半。2.根据权利要求1所述的潮差区海管用的无损检测结构，其特征在于:所述a= 200mm。3.根据权利要求2所述的潮差区海管用的无损检测结构，其特征在于:在所述铁钴带(2)上绕制有带状结构的电缆;所述电缆通过线圈适配器与超声波检测系统连接。
【文档编号】G01N29/04GK205426857SQ201620109456
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年2月3日
【发明人】周海明, 张文龙
【申请人】天津亿利科能源科技发展股份有限公司