γ射线程控分区扫描检测LNG保温包覆管壁厚的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及LNG(液化天然气)保温包覆管壁厚检测领域，尤其涉及一种γ射线程 控分区扫描检测LNG保温包覆管壁厚的方法。
【背景技术】
[0002] LNG工艺系统尤其是管道系统存在多相流冲蚀的危险，这主要来自于LNG的临界存 储工艺设计，其设计温度为-162Γ，正处于天然气的气液转化临界温度，因此在流动过程中 微弱的压力变化或温度波动都可能形成两相流，造成比较严重的冲蚀问题，实践中已经有 类似栗及其附近管道汽蚀的案例发生。
[0003] 因此LNG工艺系统的运行还是存在一定的设备和管道损伤破坏风险，这样的压力 系统要实现连续长周期运行还必须要符合相关法规的要求，即风险评估和在线检验相结合 确认其长周期运行的合法性。而超低温的运行环境，则不允许破除管路保温进行检测，只能 寻求高精度的保温层下缺陷在线检测技术。这种需求采用常规超声、电磁技术都无法实现。
[0004] 由于射线束切线方向扫描包覆管或多层管时，射线穿透厚度差别极大，采用匀速 扫描等时积分计数的方法，难于满足精确检测大直径包覆管壁厚度的要求。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种γ射线程控分区扫描检测LNG保温包覆管壁厚的方法，本发明 实现了在不拆除保温包覆层下，高精度检测大直径LNG包覆管壁厚度，详见下文描述：
[0006] 一种γ射线程控分区扫描检测LNG保温包覆管壁厚的方法，所述方法包括以下步 骤：
[0007] 不拆除保温包覆层，将γ射线扫描装置安装在LNG保温包覆管外，通过步进电机同 步驱动γ射线源和探测器；
[0008] 所述γ射线扫描装置对所述LNG保温包覆管进行粗检测，用于识别所述LNG保温包 覆管，并分成保温材料区、金属层区、结垢物质区和气体或液体区；
[0009] 通过调整检测步长和每步检测时间，对所述保温材料区、所述金属层区、所述结垢 物质区进行检测。
[0010] 所述通过调整检测步长和每步检测时间，对所述保温材料区、所述金属层区、所述 结垢物质区进行检测的步骤具体为：
[0011 ]调整检测步长和每步检测时间，对LNG保温包覆管进行细扫，在检测到Ρ2点时，减 少检测的步数，直到Ρ3点为止；
[0012] 其中，内为所述保温材料区与所述金属层区的分界点，作为识别金属层的开始点； Ρ3为所述金属层区与结垢物质区的分界点，作为识别金属层的结束点。
[0013] 对所述保温材料区进行检测的步骤具体为：
[0014] 1)在空气中进行3次检测，计算γ射线的平均剂量为dQQ，探测器的误差为e00;
[0015] 2)设定初始检测步长为8。。，每步检测时间为1'1。。，步数111< = 〇;
[0016] 3) γ射线扫描装置以给定的检测步长进行步进，并以给定的每步检测时间进行检 测，检测的γ射线剂量为dk，记录步数nk = k;
[0017] 4)计算每步的射线剂量变化率lk;
[0018] 5)若lk Xlk+1 2 0,执行步骤3)，不改变检测步长和每步检测时间N，继续进行步进 检测，否则执行步骤6);其中，lk+1为第k+Ι步的射剂量变化率；
[0019] 6) γ射线扫描装置以设定的检测步长退回一步，令nk = k-l，调整检测步长为a01;
[0020] 7) γ射线扫描装置以给定的检测步长进行步进，并以给定的每步检测时间进行检 测，检测的γ射线剂量为dk，记录步数nk = k;
[0021] 8)计算每步的射线剂量变化率lk;
[0022] 9)若lkXlk+12 0,执行步骤7)，否则确认第nk步接触到保温层外边界，并记录nk，不 改变检测步长和每步检测时间N，继续进行步进检测，并进入步骤10);
[0023] 10) γ射线扫描装置以给定的检测步长进行步进，并以给定的每步检测时间进行 检测，检测的γ射线剂量为dk+i，记录步数nk=k+l;
[0024] 11)计算每步的射线剂量变化率lk+i;
[0025] 12)若lk+iX lk+i+i〈0,确认第nk+i步接触到保温层的内边界，并记录nk+i，并确定保温 层的厚度。
[0026] 对所述金属层区进行检测的步骤具体为：
[0027] 1) γ射线扫描装置以设定的检测步长aoi退回一步，重新记录步数nk = 0,调整设定 的检测步长为aoi = 0 · 5aoi;
[0028] 2) γ射线扫描装置以给定的检测步长进行步进，并以给定每步检测时间进行检 测，检测的γ射线剂量为dk，记录步数nk = k;
[0029] 3)计算每步的γ射线剂量变化率lk;
[0030] 4)若lkX lk+i 2 0,执行步骤2)，不改变检测步长a和每步检测时间N，继续进行步进 检测，否则执行步骤5);
[0031 ] 5)若aoi < h，以设定的检测步长aoi退回一步，令nk = 0,进行一次测量得到do,并用 do计算出eoi，调整检测步长为aoi=w;
[0032] 6) γ射线扫描装置以给定的检测步长进行步进，并以给定的每步检测时间进行检 测，检测的γ射线剂量为dk，记录步数nk = k;
[0033] 7)计算每步的γ射线剂量变化率lk;
[0034] 8)若lkX lk+1 2 0,执行步骤7)，否则确认第nk步接触到金属层的外边界，并记录nk， 不改变检测步长a和每步检测时间N，继续进彳丁步进检测，并进入步骤9);
[0035] 9) γ射线扫描装置以给定的检测步长进行步进，并以给定每步检测时间进行检 测，检测的γ射线剂量为dk+i，并用dk+i计算出ek+i，记录步数nk=k+l;
[0036] 10)计算每步的γ射线剂量变化率lk+i，若dk+i-dk+i-Kek+i-i^iJy射线扫描装置以 设定的检测步长aoi退回一步，令nk = k+l_l，e = ek+i-1，调整延长每步的检测时间为Nk = aNk， 并测定dk+i-i，直到由dk+i-i确定新的ek+i-i < 0.5e，执行步骤9)，否则执行步骤11);
[0037]其中，e为中间变量；
[0038] 11)若lk+1 X Ik+1+1〈0，确认第nk+1步接触到金属层的内边界，并记录nk+1，并确定金属 层的厚度。
[0039] 对所述结垢物质区进行检测的步骤具体为：
[0040] 1)γ射线扫描装置以设定的检测步长aQ1退回一步，重新记录步数nk = 0,调整检测 步长为一个大于管道壁厚测量精度w的值a〇1;
[0041] 2) γ射线扫描装置以给定的检测步长进行步进，并以给定每步检测时间进行检 测，检测的γ射线剂量为dk，并计算出ek，记录步数nk = k;
[0042] 3)计算每步的γ射线剂量变化率lk，若dk-dk-Kek-i，则γ射线扫描装置以设定的检 测步长aoi退回一步，令nk = k_l，e = ek-1，调整延长每步的检测时间为Nk = aNk，并测定dk+i-1， 直到由dk+i-i确定新的ek+i-i < 0.5e，执行步骤2)，否则执行步骤4);
[0043] 4)若lkX lk+i 2 0,执行步骤2)，不改变检测步长、每步检测时间N，继续进行步进检 测，否则执行步骤5);
[0044] 5) γ射线扫描装置以给定的检测步长进行步进，并以给定每步检测时间进行检 测，检测的γ射线剂量为dk，并计算出ek，记录步数nk = k;
[0045] 6)若lkX lk+1 2 0,执行步骤5)，否则确认第nk步接触到结垢物质层的外边界，并记 录nk，不改变检测步长a、每步检测时间N，继续进行步进检测，并执行步骤7);
[0046] 7) γ射线扫描装置以给定的检测步长进行步进，并以给定的每步检测时间进行检 测，检测的γ射线剂量为dk+i，并用dk+i计算出ek+i，记录步数nk=k+l;
[0047] 8)计算每步的γ射线剂量变化率lk+i，若dk+i-dk+i-Ka+i-i^iJ γ射线扫描装置以设 定的检测步长aoi退回一步，令nk = k+l_l，e = ek+i-1，调整延长每步的检测时间为Nk = aNk，并 测定dk+1-ι，直到由dk+i-ι确定新的ek+i-i < 0.5e，执行步骤7)，否则执行步骤9);
[0048] 其中，e为中间变量；
[0049 ] 9)若1 k+1X 1 k+i+1〈0，则计算111值，若m〈0，则执行步骤7)，否则确认第nk+1步接触到结 垢物质层的内边界，并记录nk+i，并确定结垢物质层的厚度。
[0050] 本发明提供的技术方案的有益效果是:本发明在不拆除保温包覆层下，将扫描装 置安装在包覆管外，步进电机同步驱动射线源和探测器;扫描装置在设定的不同区段，通过 调整检测步长和每步检测时间完成对LNG保温包覆管的切线扫描，达到高精度检测大直径 LNG包覆管壁厚度，满足了实际应用中的多种需要。
【附图说明】
[0051] 图1为γ射线程控分区扫描检测LNG保温包覆管壁厚的原理示意图；
[0052] 图2为LNG包覆管道的示意图；
[0053]图3为一种γ射线程控分区扫描检测LNG保温包覆管壁厚的方法的流程图；
[0054]图4为四个分区以及分界点的示意图。
[0055]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0056] 1: γ射线扫描装置； 2: LNG保温包覆管；
[0057] 3:步进电机； 4a: γ射线源；
[0058] 4b:探测器； 5:保温层；
[0059] 6:金属层； 7:结垢物质层；
[0060] A:保温材料区； B:金属层区；
[0061] C:结垢物质区； D:气体或液体区；
[0062] P1:大气区与保温材料区的外包覆层的分界点；
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