一种管道相控阵超声检测及数据管理方法与流程

本发明涉及管道的相控阵超声检测技术，具体涉及一种涵括记录、储存和索引的管道相控阵超声检测及数据管理方法。

背景技术：

管道作为四大能源运输方式之一，是运输石油、天然气的主要方式。目前使用的传统管材主要涉及到金属管和非金属管。其中，金属管道包括钢管、铸铁管等，具有钢度高、易腐蚀等特点；非金属管道包括聚乙烯管道(pe)、高密度聚乙烯管道(hdpe)、增强热塑性塑料管道(rtp)等，具有柔韧性好、耐腐蚀等特点。管道系统中，由于连接处破坏了管道的一体性，因此管道接头是管道系统的薄弱环节。现有管道技术标准常采用常规静液压和拉伸试验测试焊接接头性能，但无法精确检测缺陷和实现缺陷定位，并且对在役管道检测有多种限制。因此，逐步采用无损检测的方式检测管道焊接接头。

在现有无损检测手段中，相控阵超声检测具有便携、实时成像和灵敏度高等优点，逐渐成为管道检测的主流手段。超声相控阵检测采用脉冲回波技术，但不同于传统的超声脉冲回波技术，其利用多声束多角度扫描成像技术，通过声束聚焦和偏转，实现了在较大范围内焦点位置的控制和焦点尺寸的调节，保证整个声程范围内高一致性的检测分辨力，使检测图像更清晰，同时也提高了检测速度。

现役相控阵超声检测仪的数据管理方式具有数据记录量少、易遗漏、查找困难等不足，完整记录管道检测数据困难。该数据管理方式中，数据记录需多个步骤并不能连续保存数据，数据储存暂无有效的分类，并且未形成数据检索功能。数据记录方面，虽然相控阵超声检测中c扫描可记录并显示缺陷的水平投影图，但无法从水平投影图中确定管道中缺陷深度位置，这给缺陷深度定位带来了巨大的困难。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种管道相控阵超声检测及数据管理方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种管道相控阵超声检测及数据管理方法，包括以下步骤：

(1)在管道表面设定扫查起始位置的标记，以安装了角度传感器或三轴加速度计的相控阵探头对管道进行扫查，相控阵超声检测仪利用扫查数据生成检测状态图；检测状态图中至少包括以下数据：管道编号、扫查方式、扫查位置，以及经计算和缺陷评价形成的检测结果图；检测结果图与扫查位置具有一一对应关系并具有多组数据，其数量由设定的保存频次确定；

(2)将检测状态图存储于数据库中，并按管道编号、扫查方式、扫查位置和检测结果图分类并建立索引。

本发明中，所述相控阵探头的扫查方式包括全扫查、局部扫查和定点扫查。

本发明中，所述设定扫描起始位置标记是指，在管道表面以喷码机标记，或者在管道表面安装固定标签进行标记。

本发明中，所述数据库设置在相控阵超声检测仪、上位机、本地服务器或云端服务器的存储装置中。

本发明中，在检测结果图中以不同的标记方式对不同的评价结果进行区分。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)记录检测数据便捷化，实时记录检测数据，并且实现检测管道的位置与记录数据的位置一一对应；

(2)管理检测数据集中化，将所有检测的信息分门别类地管理起来，便于查找；

(3)检索检测数据简易化，直接根据检测位置和评价结果选择查看位置可获得检测图像。

附图说明

图1为本发明实现过程的框图；

图2为本发明的检测状态图；

图3为本发明的检测结果图。

具体实施方式

本发明所述管道相控阵超声检测及数据管理方法，包括以下步骤：

(1)在管道表面设定扫查起始位置的标记；

(2)在检测前按所述装置连接关系进行设备安装，并连接好各接线和插头，在管道待检位置处涂覆耦合剂。

(3)以安装了角度传感器或三轴加速度计的相控阵探头对管道进行扫查，相控阵超声检测仪利用扫查数据生成检测状态图；检测状态图中至少包括以下数据：管道编号、扫查方式、扫查位置，以及经计算和缺陷评价形成的检测结果图；检测结果图与扫查位置具有一一对应关系并具有多组数据，其数量由设定的保存频次确定；

当扫查方式为全扫查时，将探头绕管道逆时针方向扫查一周，随着扫查的进行，检测图像实时显示，并记录在扫查状态图的相应位置，检测状态图的检测进度与探头扫查的位置相一致。当扫查方式为局部扫查时，确定探头开始扫查的位置，点击按钮开始记录，同时按逆时针方向扫查管道；若扫查到终止位置，点击按钮结束扫查，与此同时，检测状态图上记录了相应位置的检测数据；可以多次选择开始和终止位置，并且扫查数据记录也可以记录在检测状态图上的相应位置。当扫查方式为定点扫查时，将探头绕管道逆时针方向扫查，若检测图像符合要求，可点击按钮记录该图像并且记录在检测状态图的相应位置；该过程也可以执行多次，记录检测数据在检测图上相应位置。

(4)将检测状态图存储于数据库中，并按管道编号、扫查方式、扫查位置和检测结果图分类并建立索引。

扫查完成的管道检测数据都被统一储存在数据库中，所有管道都有其唯一的编号并与检测状态图一一对应。检测状态图通过计算和缺陷评价得到检测结果图。在数据库中，可以根据评价结果(例如选择方格危险区域的检测图像进行查看)。将旋转选择标旋转带相应危险区域，查看旋转选择标箭头对应角度的检测图图像，仪器即可显示管道在当前位置的检测图像。

当检测图像不符合要求时，可以重复前面的操作步骤。对不符合要求的区域进行重新扫描，覆盖得到新的检测状态图，保存在原位置；再进行计算和结果评价得到检测结果图，检索结果图相应位置，得到满意的检测图像。

本发明中所有管道都有其唯一的编号，并与检测状态图一一对应；检测状态图中涵盖了所有记录的检测数据，至少包括管道编号、扫查方式、扫查位置和检测结果图；检测结果图可按现有技术相同方式(如采用不同标记)来显示相应的评价结果。不同的扫查位置对应着不同的检测结果图，显示了不同的评价结果；用户可以利用关键词(如管道编号、扫查方式、扫查位置和检测结果图中的评价结果)，快速选择所需查看的管道或某检测位置的检测图像。由此，实现对管道相控阵超声检测系统的数据记录、储存和索引。

以下通过实例进一步对本发明进行描述。

如图1所示，探头绕着被测管道外壁扫查，实时显示检测图像，并记录在检测状态图的相应位置；所有扫查完成的管道检测数据储存在数据库中，可以计算并评价得到检测结果图；检测人员可以分析检测图像的位置和评价结果，选择检测结果图上旋转选择标的位置，得到相应位置的检测图像和评价结果。探头内置角度传感器，角度传感器可以获得检测实时的位置信息并传输到检测状态图中，使检测的位置与状态图中的位置一一对应。当然，也可以用三轴加速度计代替角度传感器，通过加速度计算得到角度。管道的扫查精度由用户自定义，可以绕圆周每隔一度扫描一次或者每隔两度扫描一次。以管道内焊接编码的起始方向设为主方向，管道的扫查方向由右手定则判定，扫查的起始位置为焊接编码处。

如图2所示，检测状态图采用不同的涂覆效果区分是否已经扫查的区域。其中，45°斜线表示的区域为已扫查区域，表示该区域已经完成扫查；白色为未扫查区域，表示该区域尚未开始扫查。扫查的起始点是管道起始方向与管壁交接处，扫查方向如图。管道的扫查方式有全扫查、局部扫查、定点扫查。其中，全扫查表示探头绕着被测管道的管壁，完整地扫查一周；局部扫查表示探头绕着被测管道的管壁，从开始位置扫查到终止位置，开始与终止位置均可自由设定，并可多次设定位置且进行扫查；定点扫查表示探头绕着被测管道的管壁，扫查某一确定角度的切面，可以先通过判定扫查结果再决定是否保存该数据。在检测状态图中，最新的扫查结果如果和之前的扫查结果重叠，那将会覆盖掉重叠的部分；最新的扫查结果与之间不产生重叠部分，那么两个结果相加，共同保存的检测状态图上。

检测数据的计算和评价都根据标准来确定，从而得到检测结果图。其中，电熔接头的检测评价按中国发明专利cn105259252a提出的超声相控阵检测聚乙烯电熔接头缺陷类型自动识别方法实现。该方法直接处理含缺陷信息的二维矩阵，数据量小，识别精度大、识别效率高。避免了人为因素的干扰，使缺陷识别结果更加可靠以及评价结果更加客观，可对各种不规则典型缺陷自动识别和量化分析。

如图3所示，在检测结果图中，以方格涂覆的区域为危险区，表示当前位置有明显缺陷；以十字涂覆的区域为警示区，表示当前位置有缺陷但在接受范围；以135°斜线涂覆的区域为安全区，表示当前位置没有发现缺陷；空白区域为未扫查区域，表示当前位置未经过扫查。检测结果图的选择方式采用的是转动旋转选择标的方式，该标可以绕检测结果图旋转，当其指向某一角度，检测图像会显示当前角度的检测图像。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。