石油天然氣管道氫致裂紋（HIC）超聲相控陣檢測方法討論

管線的鋪設經常要通過許多潮濕酸性的環境，而部分石油、天然氣中也含有大量的H2S、SO2等酸性氣體，氫致開裂（HIC）是管線鋼在酸性環境中發生破壞的一種重要形式。所以HIC一直是管線超聲檢測的重點。

管線鋼在含有H2S的酸性環境中表面與酸反應生成氫原子，H2S會延遲氫原子結合成氫氣，而使得氫原子能夠進入到鋼中。鋼中晶界、相界、位錯等等是吸附氫原子的陷阱，吸附的氫原子結合成氫氣之后會造成局部的氫壓過高，一旦超過材料的斷裂強度就會產生開裂現象（HIC）。對于使用方，關心的問題首先是判斷是否出現氫裂紋，區分氫裂紋與一般的工件底面腐蝕；第二個關心的問題是，裂紋與裂紋之間是否發生串聯，如果裂紋還是獨立的分布，其危險系數還在可控范圍內，但是裂紋一旦發生串聯，根據情況應當立即采取修復措施，但是這個涉及到很多經濟利益。所以準確地判斷裂紋的存在，以及其間的關聯是解決氫裂紋檢測的重點與難點。

相控陣檢測的圖像直觀，可以通過B掃圖像直接觀察探頭下方截面的內部特征，在腐蝕檢測檢測中顯示出了其優勢。但是一般的線性掃查居于脈沖回波技術，指向性強，只能檢測出平行或者傾斜度不大的反射面。且受制于探頭晶片尺寸與晶片數量，其分辨率不高。

M2M在其便攜式相控陣儀器GEKKO上推出的全聚焦技術TFM，有效地解決了上述難題。首先TFM技術的發射與接收機制有關，TFM的信號是由單個晶片進行發射，因為發射面積相對波長較小，擴散角較大，能檢測到斜率較大的表面；其次接收部分是每個晶片都同時接收，能夠收到來自各方向的回波。故TFM技術可以看作脈沖回波與串列掃查的結合。所以對非平行與表面的反射體能很好成像。最后TFM技術的算法使得聲能在整個成像范圍內逐點聚焦，提高了整個檢測范圍的分辯能力，對細微缺陷的檢出能力大大提高。這些優勢使得TFM在HIC檢測問題中有效解決了當今關心的技術難題。

電子掃查與TFM對比

氫致裂紋電子掃查成像圖

氫致裂紋TFM技術成像圖

氫致裂紋電子掃查成像圖

氫致裂紋TFM技術成像圖

氫致裂紋電子掃查成像圖

氫致裂紋TFM技術成像圖

氫致裂紋HIC檢測要點：

1.區分底面腐蝕波與裂紋波

2.不連續分布的獨立HIC裂紋之間是否已經達到相連的程度，如果裂紋之間沒有串聯起來，危險系數相對較低；然后如果裂紋已經貫通，那么危險系數大大增加，需要考慮補救。

傳統管線HIC檢測多采用電子掃查（ES）的方法，相對于ES，TFM具有更強大的優勢：

l盲區更小，≤0.5mm
l成像更直觀，方便HIC定性和定量
l還原輪廓微弱信號，方便發現不同HIC之間的聯系
l分辨力更高，實時追溯HIC產生和生長情況、
l還原不規則底波腐蝕情況，直觀區分HIC和底波信號
l配合專用掃查器，更加方便地采集和記錄數據
l配合CIVAanalysis，實現更為強大的數據分析功能

弱弱的問一下，TFM是啥？

N-D-E 發表于 2017-2-22 16:55
弱弱的問一下，TFM是啥？

Total focusing method 全聚焦技術，基于超聲相控陣的一種的高清成像技術。

請參考技術貼：
http://m.unipc.com.cn/forum.php? ... 4&highlight=TFM

M2M中國 發表于 2017-2-22 17:00
Total focusing method 全聚焦技術，基于超聲相控陣的一種的高清成像技術。

請參考技術貼：

謝謝！ 直接可獲得缺陷的形狀，無需太多經驗判斷。能否發一份資料介紹，謝謝！郵箱：  lijianguo1006[url=]@163.com[/url]

N-D-E 發表于 2017-2-23 17:12
謝謝！ 直接可獲得缺陷的形狀，無需太多經驗判斷。能否發一份資料介紹，謝謝！郵箱：  lijianguo1006@163 ...

資料已發，請查收。

M2M中國 發表于 2017-2-26 12:50
資料已發，請查收。

收到，謝謝！ 我的理解是不管是用于腐蝕掃查，還是焊縫裂紋檢測，TFM都要比普通相控陣探頭精確很多，對嗎？ 現在這種方法有什么障礙或限制嗎？

N-D-E 發表于 2017-2-27 16:07
收到，謝謝！ 我的理解是不管是用于腐蝕掃查，還是焊縫裂紋檢測，TFM都要比普通相控陣探頭精確很多，對嗎 ...

障礙就是只有少數儀器具備此項功能！