关键的外卖
管道被用作安全且成本效益的方法烃自1860年以来交通。一个例程检查需要确保管道能够在设计的情况下运输所需的碳氢化合物最大工作压力(MOP)同时保持安全和完整性。常规检查可包括压力测试，管道排钱和其他程序。
虽然管道清管被认为是检查管道、确定异常大小和位置的一种非常有效的方法，但也有一些管道被考虑不可镀．这可能是因为它们位于难以到达的区域，其中难以进行猪，或者被检查的管道段是管道网络的一部分，其中流化将极为困难。
自1998年以来，管道运营商开始使用导波超声检测(GWUT)技术对难以到达的管道或不可清管的管道进行检测。该技术能够从单个测试位置检测和测量管道截面的变化。这为管道所有者和运营商提供了一种监控管道的方法墙的损失随着时间的推移，并为他们提供有关其诚信计划的经济和有效的决策。在本文中，我们将解释GWUT检查背后的原则，它如何运作，其优势及其局限性。
什么是引导波超声波检测（GWUT）检查？
GWUT检测是20世纪90年代发展起来的一项技术，用于从单个测试位置筛选管道长度，从而允许对管道进行全覆盖。(有关另一种检查方法的信息，请参阅采用3D激光分析进行无损检测和管道腐蚀评估然后使用常规将筛选过程的结果更详细地检查筛选过程无损检测(NDT)方法。
随着GWUT检查，获得的获得费率显着减少;而不是挖掘大长度管道进行检查，我们只能检查发现从筛选方法腐蚀的区域。然后使用常规NDT方法彻底检查这些区域。此外，GWUT可用于检查难以达到的区域，如难以使用常规NDT方法的铁路或河流交叉。
GWUT运作理论
GWUT由压电和磁致伸缩换能器的环组成，所述磁致伸缩换能器围绕管道的整个圆周连接。这些换能器产生并接收能够穿过管道壁行驶的低频超声波。低频波（通常在50kHz范围内，该范围远小于传统UT检查通常使用的5MHz范围）能够最小地通过管道壁行进衰减．
GWUT换能器不需要在换能器和管道表面之间放置耦合装置-仅保持气动压力，以实现管道表面和换能器之间的亲密接触．管道横截面的任何变化导致这些波的反射回到换能器，在那里使用计算机软件处理它们以估计壁厚的变化 - 由于增加而增加焊接或者由于金属损失而减少。因为这些波的传播速度是已知的，基于超声波的飞行时间来计算和确定近似位置（图1）。
图1. GWUT检查工具设置的代表性图。
GWUT与传统超声波测试
虽然GWUT使用与常规的相同原则超声波检测（UT）如果使用成角度的探针，则用于测量管壁厚度或检测裂缝，GWUT具有若干优点（表1）。
特征 |
标准ut. |
格栅 |
频率 |
高的 |
低的 |
波模式 |
压缩/剪切 |
引导 |
检测特征 |
飞行时间 |
飞行时间，波型，振幅，图样，对频率变化的响应 |
传播模式 |
脉冲回声 |
脉冲回声 |
测量类型 |
点对点 |
筛选 |
测量 |
厚度变化 |
横截面区域的变化 |
检查区域 |
在传感器 |
不是换能器下方，换能器套环的每一侧都有很多脚，包括埋设部分 |
需要换能器和管道之间的耦合剂 |
是的 |
并不需要 |
测量壁厚的相对精度 |
高的 |
在一些测试站估计墙的损失。有限，通常不适用于埋地管道。 |
相关考试区 |
小 |
大的 |
表1.将常规（标准）超声波检测（UT）与引导波超声检测（GWUT）进行比较．来源:NACE SP0313-2013管道应用的导波技术．
GWUT的局限性
尽管GWUT是管道的可行解决方案，但由于访问难度或由于复杂性（例如，管道网络）而难以检查常规NDT技术，但是如下所述，它具有一些限制。
GWUT依赖于通过换能器诱导管道中的机械波。这些波通常通过管道的壁以比传统ut更低的频率行进。波长波长，波长在传统UT中的压缩波产生的信号中产生更复杂的信号。
在GWUT中，波浪存在三种模式：纵向，扭转和弯曲。在一个频率检查的管道上可以使用多种模式。这可能导致响应比传统UT更难以分析。因此，需要复杂的软件程序来分析信号。此外，格印运营商必须经验丰富，训练有素地设置和操作设备，以及分析所产生的结果。
如前所述，GWUT是一种筛选方法。它只测量横截面积的变化。它缺乏准确地确定金属损耗面积的深度和长度的能力，这是根据国际标准评估管道承载能力的要求，如ASME B31G。因此，GWUT只是一种筛选方法，并且应该使用常规NDT技术（例如常规UT）进一步评估报告为具有横截面变化的任何区域。图2显示了通过金属损失的圆周，发现G型检查报告的10％横截面积缺陷是10％，20％或40％的深度。[3]
图2. 10％横截面区域缺陷的示例以及如何报告不同的深度．
数据校准仍然依赖于动态衰减曲线（DAC），其中主要曲线依赖于管道周长焊缝收到的响应。由于包括缺乏穿透，对准或焊缝盖或根的变化，这些焊接轮廓通常不一致。这可能导致DAC曲线中无法纠正的错误而不知道在管道上下周下焊接焊接配置文件。此外，靠近在一起的两个或更多个缺陷簇的存在可以通过建设性或破坏性干扰来影响接收信号的形状。所有这些参数都会影响报告的横截面积从GWUT检查中丢失的精度。
G风检查的主要优点之一是它能够从单个测试位置检查大长度管道。但是，这仅适用于理想条件。其他因素可以妨碍检查的长度，包括：
- 管道涂层等存在，如包装，煤焦油环氧树脂，混凝土等。
- 由于存在点腐蚀而退化的管道墙条件
- 管几何形状的复杂性
- 管内容物的粘度（随着粘度提高检查距离）
- 管道的深度，特别是在密集和潮湿的土壤中。根据现场情况，被检测管道段的长度可以减少到几十英尺，这可能会降低GWUT的检测成本。
无法精确确定腐蚀曲线（深度，长度）。
校准数据依赖于场围绕焊接，这可能具有不同的配置文件。
最后，还必须考虑到G形换能器下方存在一个死区和死区旁边的近区域。在这些领域，异常检测的可能性大大降低。在选择GWUT传感器的放置位置时，必须考虑这一点，以进一步远离要检查所需部分。
结论：
GWUT检查是一种非常强大的工具，可用于检查难以访问或不可播种的管道。（其他工具讨论在陆上气体设施中使用非侵入性检查。）这种技术允许管道运营商从单个测试位置评估数百英尺的管道。然而，GWUT必须考虑一些限制。
考虑到它的能力和局限性，它可以提供一种旨在确保管道完整性和安全运行的替代检测技术。
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