小径管内壁缺陷的涡流热成像定量检测

王勇勇,孙全德,王恪典,原 鹏

(1.新疆大学机械工程学院,新疆 乌鲁木齐 830047；2.新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院,新疆 乌鲁木齐 830047;3.西安交通大学机械工程学院,陕西 西安 710049)

1 引 言

压力管道被广泛应用于石油、天然气、化工原料的输送。由于输送介质大多具有腐蚀性,容易导致管道内壁出现局部腐蚀缺陷,造成管道穿孔、泄露、减薄等安全隐患。为确保压力管道安全运行,避免重大安全生产事故的发生,对管道内壁腐蚀缺陷的深度的定量评估至关重要。

压力管道中小径管是指外径 57～89 mm,壁厚 3～8 mm 的管子。目前对于小径管缺陷的无损检测手段主要有涡流、超声、射线等检测手段[1]。由于小径管曲率大、壁厚薄,导致常规无损检测手段在对内壁缺陷检测时具有一定局限性。射线法多采用椭圆透射工艺,由于管径小,射线束与裂纹夹角往往大于11°,造成缺陷拍摄不清晰,容易漏检[2]。超声检测受管道曲率的影响,造成超声波能量的损失,降低缺陷检测的灵敏度,特别是对于尺寸较小的缺陷。

红外热成像技术作为一种新兴高效的无损检测手段,具有检测面积大、检测速度快、非接触、灵敏度高、缺陷信息直观准确等优点[3]。此前红外热成像检测多用于铁轨表面RCF裂纹、金属腐蚀,以及复合材料裂纹、冲击损伤等缺陷检测[4-8]。涡流热成像(Eddy Current Pulsed Thermography,ECPT)是一种主动热激励检测方法,基于电磁学中的涡流现象与焦耳热现象,在对金属内壁腐蚀缺陷的检测具有潜在的有效性。近几年部分国内外研究学者,将红外热成像技术应用于内部缺陷的检测,并提出多种方法定量缺陷深度。……