使用相控阵技术

检测管道弯头的优势和劣势

相控阵（PA）技术具有多个优势特性：数据分辨率高，成像质量好，以及覆盖区域大。当检测人员使用相控阵仪器检测管线时，通常会感受到检测效率的提高，因为相控阵技术提供的图像更容易判读，可以获得更高的检出率，而且检测结果受操作人员技能的影响更小。以前在管道弯头的相控阵检测中，主要是由于物理方面的一些限制，这些优势特性没有全体现出来。

管道弯头表面形状从拱腹的凹面到拱背的凸面的变化，以及所需覆盖的较大的管径范围，对于现有的相控阵设备来说，尤其是难于解决的问题。由于大型刚性相控阵探头不适于检测管道弯头的曲面，因此检测人员需要选择较小的常规UT探头进行逐点抽查，而这种检测方式需要在管道上画出栅格，并记下每个栅格区域的检测结果。这种方式有以下几个缺点：缓慢乏味，高度依赖操作人员的技能，而且检测人员无法获得由相控阵技术提供的易于判读的图像。

使用常规UT小底面探头完成管道弯头的腐蚀成像操作

使用射线成像方法

检测堆焊管道弯头的难题

为了保护输送腐蚀性液体的管道，可以在管道的内壁涂上一层防腐材料。例如，碳钢管道的内壁通常会以堆焊方式覆盖一层金属，如：镍基合金。带有堆焊层的管道非常容易产生点蚀和分层缺陷，因此定期检查至关重要。除了常规UT检测之外，检测堆焊管道的一种典型的方法是射线成像。然而，使用射线成像技术检测管道弯头存在着几个缺点。

首先，进行射线成像检测之前，必须要停止管道中液体的流动，清空管道，拆下弯头，并将弯头送至其他地方进行检测。其次，检测过程会持续大约1天半的时间，因此从时间方面看，这种方式可谓效率低下，也因而增加了成本。第三，这种检测方式会给操作人员带来一些风险，如：管道弯头通常处于离地面较高的位置，非常沉重，而且管道内的物质处理起来较为危险。

使用FlexoFORM扫查器

检测管道弯头的相控阵解决方案

为了解决堆焊管道弯头检测中存在的固有问题，奥林巴斯开发了一种用于检测管道弯头的柔性超声相控阵探头和扫查器，即FlexoFORM解决方案。这种创新型探头和扫查器解决方案可以对整个管道弯头进行高分辨率的厚度成像操作，从而可使检测人员更容易地对管道弯头的状态做出准确的判读。根据FlexoFORM扫查器所提供的准确信息，检测人员可以迅速可靠地评估管道弯头的剩余使用寿命，并制定维修和维护的要求。

FlexoFORM解决方案包含3个主要部分：一个柔性相控阵探头、局部水浸楔块（用于检测多种不同直径的管道），以及一个可提供相对于工件表面的定位信息且可平稳移动的扫查器。

FlexoFORM解决方案的组件

堆焊管道弯头的点蚀和分层检测的结果

检测人员使用射线成像方式对堆焊管道弯头进行完整的扫查，要花费一天多的时间才能完成，而使用FlexoFORM解决方案，则只需要比射线成像少得多的时间在现场就可以完成检测。FlexoFORM扫查器可以在管线仍然操作的状态下对管道弯头进行扫查，从而不仅可以节省时间，还节省了成本。此外，这种方案还解决了从管道上拆下弯头并将弯头送到射线成像检测地点所涉及的一些安全问题。

本文所述实例中所使用的被测样件是一段内壁包有镍质堆焊层的碳钢管道。管道弯头的外径为16英寸，壁厚为23毫米。FlexoFORM扫查器探头使用一个由4个晶片形成的声束孔径，提供1 × 2毫米的分辨率。包括准备时间在内，整个弯头的检测时间约为35分钟。

在不同堆焊通道之间的结合处出现的点蚀

为了证明FlexoFORM扫查器可以提供清晰准确的结果，我们使用了一个来自生产线的样本进行比较。管道样本在长度方向上被一切两半，我们可以看到堆焊通道，以及在两种焊接通道之间的结合处产生的点蚀缺陷。

OmniScan仪器上的C扫描和B扫描图像表明由相控阵技术提供的高分辨率图像如何有助于检测人员轻松地解读和诊断弯头上的缺陷。操作人员可以更容易地辨别堆焊层中的点蚀和未熔合缺陷。两种焊接通道之间的结合处被标记为易受点蚀的区域，特别是当堆焊层和基底材料之间出现了未熔合的地方。这种信息可使检测人员更好地评估管道弯头的剩余使用寿命，并优化检测计划。

C扫描和B扫描中的数据表明弯头存在着点蚀和堆焊层未熔合缺陷

FlexoFORM扫查器解决方案的优势特性的总结

FlexoFORM相控阵解决方案有助于检测人员解决管道弯头检测中的一些难题，并成功探测到堆焊管道的点蚀和分层缺陷。检测人员可以在现场无需停止管道操作的情况下，对其整个弯头进行扫查。柔性相控阵探头利用相控阵技术可以使检测人员观察到高级、高清图像，而且，扫查器的编码器还有助于为整个管道弯头的厚度进行成像操作。这种解决方案的性价比很高，使用方便，而且可用于检测多种直径的管道。