【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道无损检测，具体的涉及一种套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法及其检测装置。
技术介绍
1、b型套筒是油气管道环焊缝存在缺陷危及管道正常运营时一种常用的管道加固以及修复方式。
2、大量试验及工程应用数据显示，被评价为必须进行修复的管道高危缺陷采用b型套筒补强技术比更换管段修复降低成本60％至85％，并且修复后管道的安全性与换管相当。但是在管道继续服役的过程当中如果环焊缝缺陷继续发展，在管道环焊缝完全开裂的极端情况下,b型套筒角焊缝能承受的极限弯矩约为管道母材的69.0％。因此从安全角度考虑，即使套筒结构完好，其内部的环焊缝发展状况依然是检测人员必须关注的一个问题。
3、现有管道环焊缝无损检测通常需要将管道拆分后进行检测，例如公开号为cn114740016a的中国专利技术专利申请，提供了一种管道环焊缝无损检测装置，需要通过龙门架组件对管道进行支撑与移动，操作难度大并且需要对运行中的管道进行拆分，成本高效率低，不能满足使用需求。
4、同时，例如公开号为cn116011183a的中国专利技术专利，提供了一种在役油气管道检测方法、装置、设备和存储介质，虽然能够对管道进行在役检测，但是由于b型套筒在对管道环焊缝进行修补时，b型套筒与管道之间存在空气，所以使得管道环焊缝与套筒形成双层管，而现有的在役检测方式仅针对单层管的探伤，所以依旧不能实现对套管覆盖下原管道环焊缝的检测。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种套管覆盖下原管道环焊缝在
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法，包括以下步骤：
4、s1、确定原管道的规格参数和套管的规格参数，分别选择在原管道完好位置处以及套管的完好位置处测量各自的纵波声速、横波声速及其衰减，以分别计算原管道与套管的材料弹性常数矩阵；
5、s2、分别根据原管道与套管的材料弹性常数矩阵，计算不同频率导波在原管道和套管中的波数k及其对应的声场位移分布和声场应力分布；
6、s3、根据原管道与套管的材料弹性常数矩阵构建原管道与套管的搭接角焊缝模型，根据步骤s2得到的原管道与套管中导波的波数k及其对应的声场位移分布和声场应力分布，计算搭接角焊缝模型套管外原管道中不同导波频率与不同导波模式的导波传播到搭接角焊缝处通过搭接角焊缝进入套管下方原管道的能量通量，将最大能量通量对应的导波频率与导波模式作为最佳导波频率与最佳导波模式；
7、s4、根据原管道与套管的材料弹性常数矩阵，构建管道-套管结构轴对称二维模型，在套管下方原管道环焊缝位置设置不同深度的裂纹，按照最佳导波频率与最佳导波模式在管道-套管结构轴对称二维模型外一侧原管道中产生激励，在管道-套管结构轴对称二维模型外的另一侧接收与裂纹深度对应的样本信号，得到信号数据库；
8、s5、在待检测的原管道中，按照最佳导波频率与最佳导波模式在套管外一侧的原管道周向任一位置产生激励，在套管外另一侧的原管道相同位置接收得到检测信号，根据信号数据库匹配与检测信号对应的裂纹深度，得到原管道环焊缝对应位置的检测结果；
9、s6、改变原管道产生激励的位置，循环步骤s5，直至得到原管道周向所有位置的检测结果。
10、进一步限定，所述步骤s1包括以下步骤：
11、s11、分别确定原管道与套管的密度ρ，分别测量原管道与套管的纵波声速vl、纵波衰减系数αl、横波声速vt和横波衰减系数αt；
12、s12、通过和分别计算计入衰减系数后原管道与套管衰减纵波声速和原管道衰减横波声速其中，i为虚数单位；
13、s13、通过和分别计算原管道与套管的衰减杨氏模量和原管道与套管的衰减泊松比
14、s14、通过和分别计算原管道与套管的第一拉梅常数和原管道的第二拉梅常数
15、s15、根据分别得到原管道和套管的材料弹性常数矩阵
16、进一步限定，所述步骤s2包括以下步骤：
17、利用原管道与套管内壁与外壁之间应力为0的边界条件，代入原管道与套管的材料弹性常数矩阵分别构建一维导波特征方程；
18、采用解析或者数值方法对所述一维导波特征方程求解得到不同波数k对应的声场位移分布和声场应力分布。
19、进一步限定，所述步骤s3包括以下步骤：
20、s31、分别根据原管道与套管的材料弹性常数矩阵构建原管道与套管的搭接角焊缝模型；
21、s32、根据步骤s2得到的原管道与套管中导波的波数k及其对应的声场位移分布和声场应力分布，利用解析或者数值方法计算套管外原管道中设定导波频率与不同导波模式的导波在搭接角焊缝模型中传播到搭接角焊缝处通过搭接角焊缝进入套管下方原管道的能量通量；
22、s33、调整导波频率，执行步骤s32，直至完成所有导波频率的调整；
23、s34、将步骤s32得到的所有能量通量进行对比，得到最大能量通量，选择将最大能量通量对应的导波频率作为最佳导波频率，将对应的导波模式作为最佳导波模式。
24、进一步限定，所述步骤s4包括以下步骤：
25、s41、根据原管道与套管的材料弹性常数矩阵，通过解析或者数值方法构建管道-套管结构的轴对称二维模型；
26、s42、在管道-套管结构的轴对称二维模型中环焊缝的位置设置设定深度的裂纹；
27、s43、按照最佳导波频率与最佳导波模式在管道-套管结构的轴对称二维模型中，管道-套管结构轴对称二维模型外一侧原管道中激励产生导波，并在管道-套管结构轴对称二维模型外另一外侧原管道上接收得到与该裂纹深度相对的信号；
28、s44、调整裂纹的深度，执行步骤s42，直至完成所有深度裂纹的调整；
29、s45、将步骤s43得到的所有信号存储得到与裂纹深度尺寸相关的信号数据库。
30、进一步限定，所述步骤s5包括以下步骤：
31、s51、在待检测原管道周侧的任一位置作为激励位置，所述激励位置位于套管的一侧；
32、s52、在激励位置按照最佳导波频率与最佳导波模式产生激励；
33、s53、在待检测原管道的另一侧，与激励位置正对的位置接收检测信号；
34、s54、将检测信号与信号数据库进行相关性分析或者神经网络匹配得到与当前激励位置对应的裂纹深度；
35、s55、更换激励位置，执行步骤s52，直至完成原管道周侧任意位置的更换；
36、s56、将步骤s54得到的结果作为原管道环焊缝的检测结果。
37、一种适用于上述套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法的套管覆盖下原管道环焊缝在役检测装置，包括导波激励构件和导波接收构件；
38、所述导波激励构件包括函数发生器和多个发生换能器，所述发生换能器的输入端均本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：
7.一种适用于权利要求6所述套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法的套管覆盖下原管道环焊缝在役检测装置，其特征在于，包括导波激励构件和导波接收构件；
8.根据权利要求7所述的套管覆盖下原管道环焊缝在役检测装置，其特征在于，所述发生换能器与接收换能器均通过绑扎或者粘接的方式与原管道连接。
【技术特征摘要】
1.一种套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法，其特征在于，所述步骤s1包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法，其特征在于，所述步骤s2包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的套管覆盖下原管道环焊缝在役检测方法，其特征在于，所述步骤s3包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的套管覆盖下原管道环焊缝在役...
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