基于超声导波技术的长输管道无损检测研究

叶卓威

如今，超声导波技术已经被广泛应用在各个行业领域，在长输管道无损检测中更是起着不可缺少的作用，可增加此技术在石化装备、管道、锅炉、铁轨、飞机机翼、海洋平台等环节的应用，以达到全面无损检测的目的。在此实际应用场景下，超声导波需根据长输管道的具体距离进行分析，调节其运行范围，以保证检测工作的顺利开展，进而提高检测效率，实现对管壁截面的完全检测，方便后续其他无损检测技术的应用。

1 磁致伸缩超声导波检测的基本内容

超声导波技术的实施是在磁致伸缩超声导波检测工作的基础上发展而来，在此检测方式运行期间工作人员可掌握相应的频率，检测超声导波的运行速度并保证检测工作能够顺利开展，并结合所遇几何特征进行分析判断，例如：断面、缺陷、焊缝以及断面其他反射现象。掌握超声导波检测的原理，确定好导波检测探头的正确位置，增加感应设备的设置，进而调节出感应时间差，根据导波激励的实际时间和模态导波的频散状态来得出此区域的几何特征。运用严谨的计算方式来确定导波探头与几何特征之间的距离，做好疑似缺陷位置的定位并明确磁致伸缩超声导波检测已知特点，如焊缝。在通常情况下可通过导波信号作为动态参考，运用经验估算的方式来掌握缺陷的实际大小并制定相应的解决方案。

利用扭转磁致伸缩效应与磁致伸缩超声导波之间的关系，可以确定激励源所处位置。根据魏德曼效应，可使超声导波材料能够在磁场两端起到作用。通过径向、垂直以及轴线的方式进行激励，合成波沿圆周方向所在位置，进而增加机械作用力的作用，避免径向运行方式出现扭曲或变形。可保证检测工作的精准度，利用固体铁磁材料加快超声波的传播速度，由此向两端延伸，进而产生扭转波。

同时可通过定向分析的方式来掌握圆形铁杆置所处的位置，以环形磁场为例，其在运行期间需增加杆件外力的应用，运用压、扭曲及拉的方式来将线圈放在杆圆周内部，使感应电流能够顺利通过此区域，杆件发生形变，保证电动势的产生，使其在纵向力的作用下形成逆魏德曼效应。可通过磁致伸缩和磁场能量的转换，设置好设备内部线圈、探头夹、接插件、被测管等设备的准确位置，在长输管道无损检测期间实现电能-机械能-电能之间的可逆转换。

2 长输管道导波的运行特征

超声导波技术在长输管道无损检测期间可展现出频散、多模态的特点。此技术的应用需加强对环境的分析，掌握长输管道运行期间的实际需求，挑选导波模态以满足超声导波的频散特点，使其具有相适应的导波频率，实现对内部信号的检测，以保证长输管道无损检测工作的顺利开展。超声导波的频散效应以及多模态特征会使其检测方式更加复杂，此技术的复杂程度远高于超声体波。增加对空心钢管的长度，掌握气体相空间量，明确超声导波的三种模态，分别为弯曲模态、扭转模态以及纵向模态。基于以上分析，扭转模态与纵向模态之间的差异较小，其通常会以轴对称模态出现，可方便工作人员后续开展检测工作。弯曲模态与之不同，其基本运行方式是以非轴对称模态作为标准，使超声导波在长输管道无损检测环节所执行的工作更加复杂。此外，超声导波不仅具有模态多样化的特点，还具备频散的分布特征。例如：在实际检测环节长输管道管壁厚度为4mm；外径为500mm，可根据钢管相速度曲线的变化状况，控制质点位移状态并以提高检测效率。由此可见，导波模态的状态不同，所需超声导波技术的使用方式也会有所差异。由此可见，导波模态的状态不同，在长输导管线应用过程中，发生的损伤则会存在一定的不同。此时即可通过管道中的导波检测实验进行分析状况，掌握在数据采集以及压缩环节的基本内容，运用全方位处理的方式，确认压缩评估指标，避免在检测环节出现数据评估不正确的问题，促使我们可以运用正确 的实验方式，掌握高压缩比的正常状态，使所需超声导波技术的使用方式也会有所差异。因此，可加强对频散数值的计算。

若将扭转模态中的起始点与转变点规划为T（起始点位于曲线0；转变点位于1），则可根据管道内的超声导波信号进行分析，运用数学模型实现对各项数据信息的处理，保证此部分的相关原理可以应用于多种压缩算法中，以此为基础保证小波处理以及LZW 的两种处理方案能够进行协调，促使该方面的小波变化情况趋于稳定，增加对导波信号的关注，让预处理工作能够顺利开展，进而保证初级压缩方案能够满足对频散数值的计算要求，促使系统的结构状况趋于稳定，增加工作人员的存储结构的重视，运用调节的方式，扭转模态群的相速度以及速度，这样可实现频率的调控，让其随着扭转模态群的变化而产生改变。这样可避免导波频散效应所带来的影响，使其基础模态更加稳定并适用于扭转模态的运行区间。

另外，可根据超声导波技术在长输管道无损检测的运行特征进行分析，增加对信息传递方面的重视，运用小波算法的处理方式，增加该部分数据的冗余现象，避免在原始合计计算环节出现异常，促使此阶段的离散化问题能够被解决，执行尺寸以及位移方面的离散处理工作。在此背景作用下，可运用曲线分布的形式来掌握导波的基础频率，将此频率控制在率400kHz 以内，控制小波算法在应用过程中各项数据的离散化程度，选取合适的数值，保证在实际操作环节各方面的尺度因子能够通过幂数值，应用于位移离散期间。这样在检测期间仅存在扭转模态。若转换此项参数可设定此导波为L（初始点及转变点亦为0，1），这样可使模态群速度进行恒定，避免其与相速度之间存在过多的差距，降低导波频率所带来的影响，规划好此群体的实时状态，保证区间的变化频率被控制在规定限度内，规避导波频散效应所带来的不稳定风险，使钢管扭转模态仿真群速度曲线中内容可以明确地指出导波频散现象。以此来激发出不同频率的导波，避免出现不同的扭转模态，控制模态之间的制约因素，保证超声导波技术在长输管道无损检测期间的顺利运行。

3 超声导波技术在长输管道无损检测环节的具体应用

3.1 单一模式导波检测

加强磁致伸缩超声导波检测仪的应用，控制壁厚为0.08cm、直径为5.3cm 的长输管道进行直焊缝管检测。通过磁致伸缩探头，将一端插入管道上沿，整合直焊缝管体并分段处理，规划出段落为a、b、c、d、e、f、g 并以此为人工缺陷，由此掌握超声导波检测仪采集数据的运行状态。控制其缺陷大小，按照超声导波（可控制频率在128KHz 内）来对内部检测波形进行调节，以此图可规划出不同的刻伤程度，掌握回波信号的实时状态，以了解信号在长输管道内的分布状况。

同时可实现对长输管道现场的检测，了解检测工作实施的范围，设置特定的站场并通过带弯管线来对内部信号进行检测。控制管道壁厚为0.08cm；直径为7.1cm；检测到表面沥青防腐层及其他涂层厚度为0.1cm；在此背景下设置探头，规划出沥青防腐层的具体位置，确认不同区域的数据信息是否存在交流状态，增加正交信号的应用，保证在通用情况下图中的滤波能够被合理的处置，促使工作人员通过超导波技术的方式，保证数据信息可以在系统内部进行展现，细化分析超声导波技术在长输管道中的应用在状态，避免其在运行过程中出现带宽低于50%的问题，这样则可控制基本采样率，保证在数据信号应用过程中，采样率不会下降，从而规划出滤波的运行状态，通过二抽取的方式，掌握多尺度运行环节滤波器组的实际运行方式。再者，在将其打磨完毕后增加探头的利用，了解频率范围所产生的频散现象，这样即可在280cm ～300cm 之间规划出异常信号位置，掌握高散射性的波的实时状态。这样可通过单一模式导波检测方式来降低原有管线内的安全隐患，使此模式可作为长输管道无损检测常见的检测模式存在，掌握检测环节的复杂的运输信号，通过统计、数据分析的方式来掌握信号的强弱程度，保证内部流体的稳定性并实现对掩埋地段管道的开挖工作，控制传播导波速度，实现对内外表面的检测并顺应流体运行的方向进行思考，调节自主压力并规划内部导波。若在检测环节管道出现破裂、凹陷、腐蚀现象，则会出现反射波，检验人员仅需通过外在展现形式即可了解长输管道的实际损伤，开展具有针对性的无损检测并增加全方位的覆盖，避免对长输管道的质量及工作效率造成影响，进而保证管道检验工作的完整性。

3.2 多模式导波检测

掌握管线的具体长度及距离，剥离管体表面的沥青防腐层并可利用溶解试剂来辅助其他附着物质的分离，在规定位置安装超声导波探头。若在500cm 内未发现异常，即可表示此区域信号运行状态正常。为提高长输管道无损检测工作的准确性，可进行二次确认，规划出管壁表层的被腐蚀位置，结合检测环境进行分析，挑选合适的检测方式开展后续工作。

由此可见，声导波检测方法的可行性，利用多模式导波检测辅助超声导波检测工作，使其整体速度的加快，找寻具体管道缺陷的类型，按照信号频率来控制导波模式，提高操作人员的技术掌握能力。除此之外，可运用多尺度分析的方式，掌握多分辨率在处理环节所涉及的内容，适当优化滤波器的声波检测方法能够后在函数空间内应用，促使回波可以相对全面地解释出滤波器的应用效果。这样一来，则可基于数学的基础上进行分析，掌握在相同情况下声导波检测方法中存在的缺陷，通过定向弥补的方式，促使滤波器组可以通过多分辨率的方式，将信息进行采样处理，保证各方面数据信息可以满足高频部分、低频部分的需求，运用归一频率的约束方式，增加在低通滤波器中的协调性。由此方式，则可根据其具体回波特点对长输管道进行分析，了解是焊接区域、补口及支吊架等状况，确认是否横截面金属存在丢失状况。

同时在长管线、大管径以及埋地管线等区域设置检测探头，可通过对相同信号的控制方式，掌握在低频信号以及高频信号运行过程中，部分数据信息的行驶状态，通过简便的操作方式，保证各级分解工作能够顺利开展，届时，既可加强信息分解操作的实施，通过对低频脉冲信息的解读，使各方面数据信息能够延伸至细节脉冲中，由此方式，将从高频部分得出的信号采集率进行规划，促使最初的数据信息可以得到分级额，保证此方式能够完成信息的分解。再者，可运用接收端，执行新的数据信息创建工作，使上述工作能够呈现出不可逆的状态，减少在不同分支上不同数据信息的应用，通过二插值的处理手段，通过信号对二抽取样值进行补充。这样，则可运用低通以及带通的方式，保证滤波能够处理数据信息中的问题，以发挥出管网的实际效果。

另外，可利用单点超声导波的方式来实现大规模的检测，他通过位移求和运算的方式，将原有信息进行整改，通过逐级重建的方式，保证原始信息能够自粗而细的方式进行运算，进而确保频带逐级剖分工作能够顺利开展，减少在超声导波数据应用环节的问题，促使远程检测系统能够正常运行。届时，既可抽检长输管线的不同区域，又能掌握故障点的准确位置并以此来开展排查工作，即可保证长输管道无损检测工作的安全开展。

3.3 模态声发射技术

超声导波技术在长输管道无损检测环节可增加模态声发射技术的利用，其作为短时小的新型超声导波技术存在，可在最快速度内实现对长输管道的检测，利用探头发射来掌握超声脉冲的真实状态，根据其距离、宽度以及规格来检验长输管道内的传感器、对称波传播速度，让此技术在长输管道无损检测环节占据一席之地，保证管道法兰、环向焊缝的准确性。

其次，可结合小波的变换状态进行分析，掌握数据压缩的状态，通过规划出压缩等级的方式，简化小波变化过程中的压缩流程，促使此部分的应用价值更加明显，促使模态声发射技术可以适用于长输管道无损检测环节，增加在信号变化前后的应用，促使数据信息能够得到量化。

这样一来，则可通过重点规划的方式，保证在小波信号发生改变后，各方面数据信息可以被相应的阈值处理。由此方式，即可通过模态声发射技术实现对整个压缩流程的叙述。在此基础上，由于在长输管道无损检测环境，数据信息会运用对称性、正交性的运行方式，增加在不同种类小波中的应用，使本文中所述的相关数据信息能够经历合理的计算，选取Sym8 类型的小波，保证其正则性、对称性以及正交性都可以满足长输管道无损检测要求。因此，为保证小波行数能够被更好地解释，可结合函数的状态进行分析，运用细节信号处理的方式（W1），掌握在大尺度逼近信号的运行状态（V1）；促使V1 可以执行相应的信息分解计划，保证在多次循环的背景下，原始信号会发生一定的改变，让细节部分、逼近部分被阐明，他欧诺个过分层计算的方式，增加在原始离散信号中的应用，促使分辨率相对较低的数值可以贴近长输管道内侧，让水平低频部分的信号可以满足反射信号的要求。

再者，可通过反射信号来掌握轴对称方式，运用四层小波分解的方式，掌握在不同波次小波的运行状态，运用假设原始信号的方式，掌握在不同级别信号的长度，通过逐级递增的方式，让信号形状可以维持在固有状态，届时，可以结合长输管道无损检测环节的事实进行分析，了解原始管道中信号与之差别，这样数据量则会定向减少，直至缩减到原有的1/8，确保各方面的数据信息能够被整合到一起，促使逼近信号可以在此阶段上发挥出其真正效应。这样，则可通过原来信号中的概貌，实现阈值处理工作，促使小波系数中的干扰性信号能够被去除。再者，可结合阈值处理的方式，增加对变换域的思考，使系统中的信号分解工作能够顺利开展，掌握在同一时间内阈值的变化状况，促使小波系数趋于稳定，保证相对较小的小波能够被阈值处理掉，展现出原有的信号特征。因此，具体而言，可结合信号的初始状态进行分析，了解在高斯白噪声信号的运行状态，通过对连续小波的分析，检测出信号在空间内的具体分布状况，运用不同尺度小波的分析，掌握在实际检测环节，某一阶段数值的具体变化程度。在此背景作用下，亦可利用能力释放的方式对管道内部的运输流体进行监控，构建成完整的动态检测系统，监控管道内部的状态，保证运输环节的稳定性，进而提高长输管道的实用性、耐久性以及应用性。

4 结论

综上所述，为保证超声导波技术的合理应用，需提高各部门操作人员对长输管道无损检测工作的重视，利用单点激励的方式来规划出所需检测的距离，保证磁致伸缩超声导波检测仪的合理应用，通过实验的方式来掌握导波数据，以提高检测工具的灵敏度。若未落实到位，不仅无法掌握管道截面的实时变量，更会无法保证长输管道的长久运行。因此，需提高超声导波技术的利用率，定期开展无损检测工作，以保证长输管道检测工作的准确性。