Page 89 - 无损检测2022年第十二期

王 珅, 等:

基于柔性阵列压电传感的页岩气管道壁厚监测

图 4 4 通道柔性阵列传感器实物 图 6 不同温度下传感器耦合试验结果

之间轴向间距、 周向间距均为 6mm , 保证传感器具 靠且耦合良好。另一方面, 100 ℃ 下测厚仪测量试块

备一定的曲度和柔度。 所需增益比常温下的高 3.8dB , 测量波形无明显差

2.1 高温试验 别, 厚度测量值仅有0.14mm 的偏差。偏差原因为温
为验证柔性阵列传感器能否在高温下 正常使 度变化引起的钢材料声速变化 [ 21 ] , 温度补偿之后即可
用, 将柔性阵列传感器用干耦合材料环氧胶黏剂耦 消除偏差。试验结果表明柔性阵列传感器在高温环境

合在厚度为 20mm 的钢制试块上, 将试块置于加热 下可正常工作, 可以用于较高温度管道的壁厚监测。
台上进行高温下的传感器测厚试验, 其测厚试验现 2.2 振动试验
场如图 5 所示。利用测厚仪的回波 - 回波模式, 消除 页岩气管道在作业过程中会因内部输送介质发生
耦合剂耦合状态变化对测量结果的影响。将测厚仪 幅度较大的振动, 对传感器的工作稳定性有一定影响。
为此, 进行柔性阵列传感器的振动试验, 将试验现场如
-1
的声速设定为 5948m · s ( 30 ℃ 下钢纵波声速),
图7所示。用环氧胶黏剂将柔性阵列传感器固定在管
先在常温下测量试块, 厚度测量结果及波形如图 6

道上( 管道直径为 219mm , 壁厚为 10.03mm ), 然后

( a ) 所示, 然后将加热台温度调整为 100 ℃ , 待温度

将管道安装于振动试验台上, 使用测厚仪在无振动工

达到 100 ℃ 后保持 72h , 测量结果如图 6 ( b ) 所示。
况下测量管道壁厚信息, 其结果如图 8 ( a ) 所示, 之后
可以看出, 一方面, 柔性阵列传感器在 100 ℃ 高

在振动试验台频率为 5~40Hz , 振幅为 1~3mm 范
温下依然与试块表面紧密贴合, 无松动迹象, 说明干
围内进行多次试验。振动工况持续72h , 在此期间测

耦合剂可保证柔性阵列传感器在高温环境下固定可
量管道壁厚信息, 测量结果如图8 ( b ) 所示。

图 5 高温下传感器测厚试验现场 图 7 传感器振动工况下测厚试验现场

1
5
2022 年 第 44 卷 第 12 期
无损检测