关键词：玻璃钢管；微波无损；检测技术
引言
随着社会的发展变化，我国的建设需要多重角度进行完善，玻璃钢管道是目前保证我国人民生活水平的一个关键，因为其大多会参与到石油运输、城市给排水等多重工作，其适用范围还在不断的扩大之中。所以只有将不断的加强其施工技术和施工质量的控制进行不断的加强，才能够全面的保证人民的生活质量。
1微波无损检测的特点
(1)微波的波长短,频带宽,方向性好,贯穿介电材料的能力强。超声波无损检测是常见的一种无损检测方法,应用非常广泛。但超声波检测是建立在测量超声波衰减的基础上。当使用超声波检测聚合复合物和一些较厚的纹理较粗糙的复合物时,超声波衰减太大,使其检测能力下降,难以获得满意的结果。而微波能够穿透介电材料,能穿透声衰减很大的材料,故对这些材料进行检测时,使用微波进行检测正好弥补了超声波检测的不足。(2)微波无损检测属非接触检测,能快速、连续、实时的监测,不需祸合剂,避免了祸合剂对材料的污染。利用超声波进行检测时,为使超声波探头有效地向试件中发射和接收超声波,必须保持探头与试件之间良好的声祸合,避免因空气层的存在致使声能几乎全部被友射的现象发生,为此在探头和试件之间需加入李禺合剂(如水或油)。但祸合剂的加人会查成信号的衰变而产生不良的后果,同时也会对试件造成污染。使用微波进行检测不需祸合剂,从而克服了利用超声波检测时的缺点。(3)微波无损检测可以进行最有效的无损扫描,提洪精确的数据,使缺陷区域的大小和范围得以准确测定。射线(如X射线、下射线)检测也是常用的一种无损检测方法,可用于复合材料的无损检测。但检测结果以二维的图像显示较容易,缺陷区域的三维实时图像获取代价很高。对于微波检测,无须做特别的分析处理,缺陷区域的三维实时图像随时可以获得,射线成像技术在进行图像处理时费用高的问题得以解决。(4)微波无损检测设备简单,费用低廉,易于操作,便于携带。(5)由于微波不能穿透金属和导电性能较好的复合材料,因而不能检测此类复合结构内部的缺陷,只能检测金属表面裂纹缺陷及粗糙度。
2微波无损检测技术
①穿透法将发射和接收天线分别放在试件的两边,通过检测接收的微波波束相位或幅值的变化,可得到被检测量的情况。按入射波类型不同,穿透法可分为三种形式,即固定频率连续波、可变频率连续波和脉冲调制波。穿透法可用于透射材料的厚度、密度、湿度、化学成分、混合物含量、固化度等的测量,可用于夹杂、气孔、分层等内部缺陷的检测。②微波干涉法与光导全息照相技术结合可以形成微波全息技术。利用微波能穿透不透光介质的特性,摄取被检材料的微波全息图像,完整地记录物体全部信息,并可在适当的光学系统下再现图像。③反射法是利用被检试件表面和内部所反射的微波对试件进行检测的方法。当微波入射到试件表面时,会产生反射和折射,其反射波与试件的材料性质有关,透入试件的折射波如遇到反射界面(如缺陷,试件底面)也会产生反射。通过测取反射波幅值、相位等的变化,可以推断试件有无材料的不连续〔缺陷)和有关参数的变化。反射法主要包括连续波反射法、扫频波反射法、脉冲调制波反射法。图2为连续波反射计的组成框图。反射法可检测金属材料的表面缺陷,非金属材料的表面和内部缺陷(如裂缝、脱粘、分层、气孔、夹杂等)的检查,还可用于测量板厚、密度、湿度、成分等。④散射法是通过测试回波强度变化来确定散射特性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆检测时微波经有缺陷部位时被散射,因而使被接收到的微波信号比无缺陷部位要小,根据这些特性来判断工件内部是否存在缺陷。散射法可用于检测非金属试件内的气孔、夹杂和裂缝等。
3微波检测技术在玻璃钢管检测中的应用
3.1微波无损检测技术在火电厂煤中含水量的测量中的应用
大中型发电厂的锅炉一般采用煤粉炉,即将原煤磨制成煤粉后,由热风送入锅炉中进行燃烧。煤中的含水量是煤质的一个很重要的指标,它的大刁值接关系到锅炉的燃烧状况及机组的安全经济运行。对原煤和煤粉的含水量进行测定是十分重要的。
3.2微波无损检测技术在接头检测中的应用
使用微波无损检测技术可对玻璃钢管的连接接头进行检测对于非金属材料而言，密度发生变化，那么材料的介电常数就会变化，而厚度的变化也会反映在检测图像的颜色变化上，因此，检测图像颜色的变化表明了被检管段材料密度和厚度的变化情况。通过对检测数据和图像的分析，接头部位深蓝色的区域为发生脱黏现象。对某在役玻璃钢管道接头进行检测，检测接头位置及微波检测结果大面积的浅色区域显示了包覆层出现分层现象，分析认为是由于管道内输送的海水渗入造成的。
3.3微波无损检测技术在防腐、防结垢效果应用
在同样的工况及介质条件下，环氧玻璃钢管道与钢管道相比，具有显著的耐腐蚀、防结垢效果。玻璃钢管之所以耐腐蚀，主要是因为油田注入水属于高含盐、弱酸或弱碱介质，对金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，玻璃钢管所用材料为有机高分子聚合物树脂和玻璃纤维等非导电材料，不参与电化学反应，对强氧，同时采用了防止复合材料物理、化学破坏的特殊设计，因此可抵抗一般酸、碱、盐、油类及各种溶剂产生的电化学腐蚀，这已经被使用者广泛认可，并在试验中得到进一步验证。试验同时验证了管道结垢的原因除与介质的物理化学性质有关外，还与待结垢固体表面的粗糙程度和疏水性能有关。相关研究表明，材料表面能与结垢有着密切的关系，降低材料表面能有利于减轻垢的形成。
结语
近年来，中国石油很多地方油气田均增加了非金属管道的应用，以玻璃钢为主的非金属管道在油气田呈现出越来越大的需求。尽管针对玻璃钢管已经开展了适用性和质量控制方面的探讨和研究工作，但是，相比于钢质管道，玻璃钢管检测手段及质量评定还需要不断完善。微波检测技术作为玻璃钢管无损检测技术之一，已经得到了国际标准化组织的认可，是目前较为先进的玻璃钢管无损检测方法。然而，在应用微波检测技术对油气田玻璃钢管道进行检测时，虽可分辨出具体的缺陷类型及尺寸，但是，如何对各种缺陷进行分级判定及评价还需要进一步更系统的研究。
参考文献
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论文作者:刘彦章,解立龙
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/28
标签：微波论文; 缺陷论文; 钢管论文; 反射论文; 材料论文; 玻璃论文; 超声波论文; 《科学与技术》2019年19期论文;