采用复合材料修复管道内腐蚀后的管道壁厚检测方法与流程

本发明涉及管道检测
技术领域：
，尤其涉及一种采用复合材料修复管道内腐蚀后的管道壁厚检测方法。
背景技术：
：在钢铁企业内，大口径（φ1200～φ3800mm)煤气管道总量较多，其涉及BFG、COG、LDG和CRG等多种煤气介质。由于煤气成分复杂，主要有H2、CO、CO2、CH4、O2、N2、H2S、NH3、HCN、NO，还有水、氯化铵、萘、焦油等成分，其中CO2、H2S等与煤气冷凝水结合形成酸性腐蚀环境，极易造成管道的内壁腐蚀，这种腐蚀通常是点状腐蚀。随着管道使用年限的增加，这些点状腐蚀产生穿孔泄漏；同时管道外壁也常受大气中的介质腐蚀。导致大口径煤气管道的泄漏事故时有发生，严重影响管道介质的正常输送，并且存在安全隐患。对此种管道的泄漏，已有的修复方法为：带压堵漏、钢板大面积托补、环氧树脂包覆、整体更换、复合材料（碳纤维）包覆等。目前，管道的复合材料补强修复技术，由于其具有不停机、不动火、可补强、寿命长等优点，越来越广泛地应用于各类管道内腐蚀的修复工作中。但在修复后管道的继续使用过程中，管道内腐蚀缺陷会在介质腐蚀、冲刷腐蚀的作用下继续扩展，当使用周期足够长时，管体会存在局部或全面腐蚀穿孔的情况；此时，复合材料承担管道介质内压、腐蚀的双重作用，管体腐蚀区域的大小和扩展趋势严重影响管道复合材料补强位置的承压能力和使用寿命。因此，采用复合材料补强后的管道内腐蚀检测是非常必要的，是保障含腐蚀缺陷管道安全运行的关键。目前，现有的管道腐蚀检测方法，如超声测厚、超声导波、超声C扫描等，都不能实现复合材料补强管体内腐蚀的检测。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种采用复合材料修复管道内腐蚀后的管道壁厚检测方法，利用本方法解决了采用复合材料修复管道内腐蚀的检测难题，可及时掌握管道内腐蚀的状态，确保管道介质的正常输送，杜绝安全隐患。为解决上述技术问题，本发明采用复合材料修复管道内腐蚀后的管道壁厚检测方法包括如下步骤：步骤一、制作曲率半径R≥500mm的试块，试块材质与管道材质相同或相近，试块外壁包覆复合材料，自试块内壁间隔钻出三个平底孔，三个平底孔孔径为φ6.75mm，三个平底孔的深度分别为试块公称壁厚的30%、60%和80%；步骤二、采用低频电磁方法在试块外壁检测三个平底孔的电磁波相位值，试块的壁厚减薄量与三个平底孔的电磁波相位值成指数函数关系，根据三个平底孔的电磁波相位值采用指数函数拟合出一条电磁波相位值与壁厚减薄量的关系曲线，同时得到该指数函数公式y=0.7002e0.0243x，式中，y为电磁波相位值，x为壁厚减薄量；步骤三、对采用复合材料修复管道采用低频电磁方法检测，检测到管道腐蚀减薄缺陷后，记录该缺陷的电磁波相位值；步骤四、通过电磁波相位值与壁厚减薄量的关系曲线查找管道该缺陷的电磁波相位值对应的壁厚减薄量或通过指数函数公式计算获得管道该缺陷的电磁波相位值对应的壁厚减薄量，得到管道腐蚀减薄缺陷处的壁厚损失量或剩余壁厚。进一步，所述三个平底孔的间隔距离为160mm。进一步，所述试块的壁厚为被检管道公称壁厚±2mm。由于本发明采用复合材料修复管道内腐蚀后的管道壁厚检测方法采用了上述技术方案，即本方法首先制作外壁包覆复合材料的试块，自试块内壁间隔钻出三个深度分别为试块公称壁厚30%、60%和80%的平底孔；采用低频电磁方法检测三个平底孔的电磁波相位值，根据三个平底孔的电磁波相位值采用指数函数拟合出一条电磁波相位值与壁厚减薄量的关系曲线，同时得到该指数函数公式；对采用复合材料修复管道采用低频电磁方法检测，检测到管道腐蚀减薄缺陷后，记录该缺陷的电磁波相位值；通过关系曲线查找管道该缺陷的电磁波相位值对应的壁厚减薄量或通过指数函数公式计算获得管道该缺陷的电磁波相位值对应的壁厚减薄量，得到管道腐蚀减薄缺陷处的壁厚损失量或剩余壁厚。本方法解决了采用复合材料修复管道内腐蚀的检测难题，可及时掌握管道内腐蚀的状态，确保管道介质的正常输送，杜绝安全隐患。附图说明下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：图1为本发明采用复合材料修复管道内腐蚀后的管道壁厚检测方法中试块示意图；图2为图1的侧视图；图3为本方法中采用低频电磁方法检测无缺陷工件示意图；图4为本方法中采用低频电磁方法检测有缺陷工件示意图；图5为本方法中电磁波相位值与壁厚减薄量的关系曲线。具体实施方式实施例如图1和图2所示，本发明采用复合材料修复管道内腐蚀后的管道壁厚检测方法包括如下步骤：步骤一、制作曲率半径R≥500mm的试块1，试块1材质与管道材质相同或相近，试块1外壁包覆复合材料2，自试块1内壁间隔钻出三个平底孔3，三个平底孔3孔径为φ6.75mm，三个平底孔3的深度分别为试块1公称壁厚的30%、60%和80%；步骤二、采用低频电磁方法在试块外壁检测三个平底孔3的电磁波相位值，试块1的壁厚减薄量与三个平底孔3的电磁波相位值成指数函数关系，根据三个平底孔3的电磁波相位值采用指数函数拟合出一条电磁波相位值与壁厚减薄量的关系曲线同时得到该指数函数公式y=0.7002e0.0243x，式中，y为电磁波相位值，x为壁厚减薄量；步骤三、对采用复合材料修复管道采用低频电磁方法检测，检测到管道腐蚀减薄缺陷后，记录该缺陷的电磁波相位值；步骤四、通过电磁波相位值与壁厚减薄量的关系曲线查找管道该缺陷的电磁波相位值对应的壁厚减薄量或通过指数函数公式计算获得管道该缺陷的电磁波相位值对应的壁厚减薄量，得到管道腐蚀减薄缺陷处的壁厚损失量或剩余壁厚。优选的，所述三个平底孔的间隔距离为160mm。优选的，所述试块的壁厚为被检管道公称壁厚±2mm。如图3和图4所示，本方法中的低频电磁检测原理为采用一个马蹄形的电磁线圈5置于工件6表面，其发出的磁场通过工件6，采用一个磁场传感器7用于检测磁场中的任何变化；低频电磁场穿透工件6，工件6的任何缺陷61都会对磁场产生变化，变化的磁场会被磁场传感器7检测到，从而得到缺陷61的电磁波相位值，因此低频电磁可对具有包覆层的管道进行腐蚀缺陷检测。如图5所示，根据对实际的管道缺陷检测数据分析，管道壁厚减薄量与该缺陷的电磁波相位值成指数函数关系。因此，本方法通过对试块模拟的三个平底孔缺陷采用低频电磁检测，得到该三个平底孔缺陷的电磁波相位值，并采用指数函数拟合出一条电磁波相位值与壁厚减薄量的关系曲线4，该关系曲线4的趋势线拟合程度R2=0.9999，同时得到该指数函数公式y=0.7002e0.0243x。根据该关系曲线4或该指数函数公式，对于公称壁厚为8mm的管道，其电磁波相位值与壁厚减薄量见下表：壁厚减薄量（%）电磁波相位值剩余壁厚50.527.60100.597.20150.676.80200.766.40250.866.00300.975.60351.115.20401.264.80451.434.40501.624.00551.843.60602.093.20652.372.80702.692.40753.052.00803.461.60853.921.20904.450.80955.050.401005.730.00通过将带有可产生低频电磁的扫查器，在带有复合材料的实际管道表面连续拖动，检测到管道的腐蚀减薄缺陷后，记录该缺陷的电磁波相位值，并与上述得到的不同壁厚减薄量的电磁波相位值进行比较，即可得出该缺陷处壁厚损失量或剩余壁厚，从而实现采用复合材料修复管道内腐蚀后的管道壁厚检测。本方法的φ6.75mm平底孔针对内腐蚀以局部腐蚀为主的管道，如内腐蚀以全面腐蚀为主的管道，宜采用Φ8.5mm的平底孔；另外本方法主要针对公称直径≥1000mm的管道，其检测精度＜±10%管道公称壁厚，如果公称直径＜1000mm的管道，需做相同曲率半径的试块。本方法解决了采用复合材料修复管道内腐蚀检测的难题，对于不同类型包覆材料修复的管道或不同曲率半径的管道内腐蚀的检测，只要制作该种类型包覆材料的对比试块，即可实现管道壁厚的优化、定量检测，使复合材料修复管道内腐蚀的检测精度满足现场检测需求，可及时掌握管道内腐蚀的状态，确保管道介质的正常输送，杜绝安全隐患。当前第1页1 2 3