检测方法改进的论文

生态纺织品检测预警方法的建立赵珊红1。徐晓春1，姚洁丽2，郭方龙2(1．浙江出入境检验检疫局，杭州310012；2．浙江立德产品技术有限公司，杭州310005)摘要：运用“过程质量控制”原理，通过对实验室生态纺织品检测数据的数理统计分析，分别建立了基于不同分析对象的预警方式和多种不同的“质量控制图模型”，以实现对检测指标的分析监控，同时也为企业和政府部门提供相应的质量趋势分析信息。该方法的建立可为相关部门在利用现有检测资源的条件下实现快速有效的预警目的。关键词：生态纺织品；检测；预警方法；质量控制中图分类号：TSl01．9 文献标识码：A0引言预警分析已广泛应用于各行各业的风险管理和决策管理中，建立适宜的预警分析系统，有助于有效预防和降低危害物所造成的损失，对危害物的可能出现提前作出判断，并采取相应的管理措施或及时调整决策，规避风险。在检测领域，通过对实验室有害物质检测数据的分析，建立预警分析方法，实现在现有的资源条件下，有针对性地加强检测把关，提高工作效率，同时也为企业和政府部门提供相应的质量监控信息和趋势分析信息‘1|。根据检测实验室工作特点，笔者主要从3个角度建立有关生态纺织品的检测预警分析方法。a)以监测进出口企业质量动态为目标，其目的是通过对各进出口企业在某一报检时段内不合格率或检出率的分析，对出现质量异常波动的企业发出预警信号。b)以监测某种进出口纺织品为目标，其目的是通过对某一类进出口纺织品生态指标检测数据的分析．对出现指标异常波动的具体产品，加强检测，实现有效的质量监控。c)以监测某一抽查项目为目标，其目的是通过对某个生态检测指标在某一检测时段的数据分析，对出现不合格率或检出率异常波动的检测项目发出预警信号，提醒相关人员注意对该项目的重点抽查，以实现对特定检测指标的质量控制。不管是哪种监测对象，其预警信号的产生都建立在对检测数据的统计分析基础上，因此，采用合理的数学分析模型是建立预警分析方法的重要前提。通过对大量数据分析显示，在限定了报检单位或检测品种或检测项目时，正常情况下，其检测不合格率或检出率或超标率总在一定范围内波动，其数值大小在大量的数据中服从统计规律正态分布。因此，在此前提下，可以运用控制图原理，建立不同的数学模型，进行统计分析，通过判断异常情况，发布相关的预警信息。控制图是一种图形，它给出表征过程当前状态的样本序列信息，并将这些信息与考虑了过程固有变异后所建立的控制限进行对比[2]。1 基于特定报检单位(或特定报检产品)为分析对象的预警通常一个报检单位生产的产品，大致可划为同一大类产品。而对于报检批的质量特性评价只能采用合格与不合格两种结果，因此，可以通过对某报检单位在历年检测数据的统计分析，建立相应的质量控制图。即在一定时间段内或一定样本量内，凡在麒+3a(u为检测不合格数或不合格率的均值，o-为标准差)范围内波动的不合格数都是正常的，系偶然因素造成的，如超出此界限则说明质量有异常波动，需引起注意。检测不合格数或不合格率的判断是根据所检测的产品标准或所检测的指标判定。这里的检测不合格数按自然报检批计算，在一个报检批内不管出现多少个不合格项目都计算为1个不合格数，即一个不合格报检批。而不合格率是指该段时间内不合格数占施榆批数的百分比。时间段的划分和样本量的划分取决与报检单位的报检量。对于连续均匀报检的单位，可采用按时间段来划分，而对于报检量变化较大的，可根据划定的样本量(报检批量)来划分，在与历史数据比较时，应采用相同的样本划分方法。这类控制图属于计数值控制图，常用的有不合格数控制图(rip图)和不合格率控制图(夕图)[2]。1．1不合格数控制图(np图)和不合格率控制图(户图)模型的建立对这两类预警通常在子样本大小n相同的情况下，抽取k个样本(是≥25)，通过分析不合格数的波动，设定中心线(CL)、上控制线(UCI。)和警戒线(WCL)来判断系统是否处于稳定状态，假设每一样本的报检批数相同，均为挖，P为样本不合格率的均值，咒p为样本不合格数的均值。根据国标《常规控制图》，建立以下数学模型L 2|。1．1．1不合格数控制图(np图)的数学模型K∑(矽)i样本不合格数均值矽：np一￡‘F一(1)中心控制线(Z：CL—np (2)上控制线UCL(3仃)：UCL—np+3．g-五p(1一p) (3)警戒线WCL(2盯)：WCL—np+2~／矽(1一p) (4)1．1．Z不合格率控制图(声图)的数学模式K，∑(rip)i样本不合格率均值P：P一￡％一(5)∑咒ii=l中心控制线CL：CL—P (6)／2’●=———。=2_上控制线UCL(3仃)：UCL一石+3√丛士i鱼2 (7)F=—?=_———=_警戒线WCL(2d)：WCL=≯+2√丛士i丝(8)1．2预警的产生和解除在确定CL线、UCL线和WCL线之后，建立相应的“样本一不合格数”控制图(np图)和“样本一不合格率控制图(P图)，当出现以下几种情形时，系统将产生预警信号。a)有一个点子出现在UCI。(30)线之外；b)连续3点中有2点落在WCL线(20)之外的；c)连续5点中有4点在UCL线与WCI。线(2a～3a)之间的；d)连续6点呈连续上升趋势的。当系统不再出现上述所列的情形之一时，预警信号解除，恢复正常抽检状态。1．3应用示例以“样本一不合格数控制图(np图)为例，说明实际检测过程该预警方法的应用。根据对某一报检单位某一时间段的历史数据的统计，每一子样的不合格数如表1(取子样均为50报检表1 A报检单位历史检测不合格数统计样本序号不合格数样本序号不合格数样本序号不合格数1 2 11 2 21 22 2 12 2 22 33 1 13 3 23 24 3 14 1 24 45 1 15 3 25 36 2 16 3 总数597 3 17 l 平均2．368 2 18 29 2 19 3 不善纂率4．7210 3 20 4根据1．1．2中公式分别计算中心控制线、上控制线和警戒线，结果如下：中心控制线：CL=2．36 平均不合格率：P=4．72上控制线UCL：UCL=6．86 警戒线WCL：WCL=5．36作样本一不合格数控制图(行p)(图1)。样本序号图1基于历史数据的样本一不合格数控制图根据已确定的UCL线、CL线和wCL线，将最近一段时间内该企业检测的不合格数按同样的分组统计方法，填人控制图中，经描点连线后，可看出该企业的检测指标不合格率情况，与历史相比没有出现异常波动，过程控制良好，不需要产生预警，在实际检测工作中，可以按正常抽样比例进行检测。上面两种控制图所建立的预警分析方法，主要适用于报检批量较大的企业和品种，且生产的品种和工艺水平和流程都应较为稳定。而对于批量较少的，由于子样本达不到统计所需的量，从服从正态分布所需的样本条件上讲，理论上难以严格适用。但作为对企业质量的监控或对某一类产品的质量监控的一种手段，在初期，可以通过适当降低子样本的统计数和总样本的采集量来建立相应的控制图，之后通过检测数据的积累及时补充和更新，使控制图更为合理可行。2基于检测指标为分析对象的预警这类预警是实验室最主要的预警分析方法，它针对不同的检测项目分类进行数据统计和分析，根据检测指标的不同，常见的有以下几种预警方式。2．1单项指标检测不合格的预警2．1．1预警的产生和应用这类预警适用于对特定时期内某一重要敏感指标的监控和新增禁用危害物指标的监控。如针对某一时期国外客户集中反映的某项指标质量问题，或国内外技术法规中新提出的禁用物质，一旦在检测过程中发现不合格，就产生预警信号，提醒有关人员引起注意，加强重点检测。2．1．2预警阈值的确定针对具体检测指标，预警阈值的确定主要依据各国技术法规中规定的有害物质最大限量值或最低检测限。2．1．3预警的解除对于单项指标检测不合格的预警，在以下情形下可以实施预警解除。a)对某一报验单位或某一品种，所监测的指标连续25批未出现不合格的；b)对所监测的指标，连续检测100个数据，未出现不合格的。2．2特定指标检测不合格率异常波动预警在实际检测中，大部分指标的测试结果是小于最大限量值(MRL)而大于检测低限值，在这种情况下，通过分析测试值的走势，可提示该项指标的某种发展趋势，从而提前采取措施，加强对该项指标的监控。利用均值一标准差控制图(X—S图)，可较准确地识别系统是否处于稳定状态[2]。2．2．1数学模型的建立将历史检测数据合理分组，每组数据设为挖个(咒通常为4～5个)，组的数据为k个(忌≥25)，分别以样本号为横坐标，以该组检测数据的均值或标准差为纵坐标，分别建立“均值控制图”和“标准差控制图”。计算各样本的均值五和标准参i。zi一三≥：zif (9)刀再Si一√i与∑ 一i)2(10)i=1(xo式中：Xij为第i个样本的第J个数值；i为第i个组的均值；耍为子组平均值的均值；k为样本个数，一般不少于25个滑为第i个样本的标准差。计算k个样本的均值与标准差：石一{≥：Xi (11)尼—t—1j一{室si Ⅲ，对于均值控制图：中心控制线CL：CL—j (13)上控制线UCL：UCL=x+A3 5 (14)其中A。为控制因子，可通过查GB／T4091标准可直接得到。当订一4时，A3—1．682，当咒一5时，A3=1-427对于标准差控制图中心控制线CL：CL—s (15)上控制线UCL：UCL—B4 S (14)同样，B。为S的控制因子，也可通过查GB／T4091标准可直接得到。当，2—4时，B4—2．266，当n=5时，B4—2．0892．2．2 预警的产生和解除一般来说，“均值控制图”反映的是样本组的波动集中趋势变化，而“标准差控制图”反映的是样本各测试值间的离散程度变化。因此从“均值控制图”上我们可看出样品在这一时段的整体指标水平，当数据点超过UCL线时，表明在这一时段中，样品中有害物的含量已出现较大的上升趋势；而当在“标准差控制图”中的数据点超过标准差的UCL线时，说明样本中的各个样品在该时段变化较大，离散程度高[3]。对于这两种情形，均需引起检测人员的注意。当数据点在两种控制图中均超过UCL线时，说明该时段的各个样品既出现指标值偏高又存在较大的波动，因此，就有必要发布预警信号，需加强检测，来降低检测风险。在加强抽检一段时间后，当最近的样本组的均值和标准差数据点连续3点在UCL线以下时，可解除预不合格，就产生预警信号，提醒有关人员引起注意，加强重点检测。2．1．2预警阈值的确定针对具体检测指标，预警阈值的确定主要依据各国技术法规中规定的有害物质最大限量值或最低检测限。2．1．3预警的解除对于单项指标检测不合格的预警，在以下情形下可以实施预警解除。a)对某一报验单位或某一品种，所监测的指标连续25批未出现不合格的；b)对所监测的指标，连续检测100个数据，未出现不合格的。2．2特定指标检测不合格率异常波动预警在实际检测中，大部分指标的测试结果是小于最大限量值(MRL)而大于检测低限值，在这种情况下，通过分析测试值的走势，可提示该项指标的某种发展趋势，从而提前采取措施，加强对该项指标的监控。利用均值一标准差控制图(X—S图)，可较准确地识别系统是否处于稳定状态[2]。2．2．1数学模型的建立将历史检测数据合理分组，每组数据设为挖个(咒通常为4～5个)，组的数据为k个(忌≥25)，分别以样本号为横坐标，以该组检测数据的均值或标准差为纵坐标，分别建立“均值控制图”和“标准差控制图”。计算各样本的均值五和标准参i。zi一三≥：zif (9)刀再Si一√i与∑ 一i)2(10)i=1(xo式中：Xij为第i个样本的第J个数值；i为第i个组的均值；耍为子组平均值的均值；k为样本个数，一般不少于25个滑为第i个样本的标准差。计算k个样本的均值与标准差：石一{≥：Xi (11)尼—t—1j一{室si Ⅲ，对于均值控制图：中心控制线CL：CL—j (13)上控制线UCL：UCL=x+A3 5 (14)其中A。为控制因子，可通过查GB／T4091标准可直接得到。当订一4时，A3—1．682，当咒一5时，A3=1-427对于标准差控制图中心控制线CL：CL—s (15)上控制线UCL：UCL—B4 S (14)同样，B。为S的控制因子，也可通过查GB／T4091标准可直接得到。当，2—4时，B4—2．266，当n=5时，B4—2．0892．2．2 预警的产生和解除一般来说，“均值控制图”反映的是样本组的波动集中趋势变化，而“标准差控制图”反映的是样本各测试值间的离散程度变化。因此从“均值控制图”上我们可看出样品在这一时段的整体指标水平，当数据点超过UCL线时，表明在这一时段中，样品中有害物的含量已出现较大的上升趋势；而当在“标准差控制图”中的数据点超过标准差的UCL线时，说明样本中的各个样品在该时段变化较大，离散程度高[3]。对于这两种情形，均需引起检测人员的注意。当数据点在两种控制图中均超过UCL线时，说明该时段的各个样品既出现指标值偏高又存在较大的波动，因此，就有必要发布预警信号，需加强检测，来降低检测风险。在加强抽检一段时间后，当最近的样本组的均值和标准差数据点连续3点在UCL线以下时，可解除预不合格，就产生预警信号，提醒有关人员引起注意，加强重点检测。2．1．2预警阈值的确定针对具体检测指标，预警阈值的确定主要依据各国技术法规中规定的有害物质最大限量值或最低检测限。2．1．3预警的解除对于单项指标检测不合格的预警，在以下情形下可以实施预警解除。a)对某一报验单位或某一品种，所监测的指标连续25批未出现不合格的；b)对所监测的指标，连续检测100个数据，未出现不合格的。2．2特定指标检测不合格率异常波动预警在实际检测中，大部分指标的测试结果是小于最大限量值(MRL)而大于检测低限值，在这种情况下，通过分析测试值的走势，可提示该项指标的某种发展趋势，从而提前采取措施，加强对该项指标的监控。利用均值一标准差控制图(X—S图)，可较准确地识别系统是否处于稳定状态[2]。2．2．1数学模型的建立将历史检测数据合理分组，每组数据设为挖个(咒通常为4～5个)，组的数据为k个(忌≥25)，分别以样本号为横坐标，以该组检测数据的均值或标准差为纵坐标，分别建立“均值控制图”和“标准差控制图”。计算各样本的均值五和标准参i。zi一三≥：zif (9)刀再Si一√i与∑ 一i)2(10)i=1(xo式中：Xij为第i个样本的第J个数值；i为第i个组的均值；耍为子组平均值的均值；k为样本个数，一般不少于25个滑为第i个样本的标准差。计算k个样本的均值与标准差：石一{≥：Xi (11)尼—t—1j一{室si Ⅲ，对于均值控制图：中心控制线CL：CL—j (13)上控制线UCL：UCL=x+A3 5 (14)其中A。为控制因子，可通过查GB／T4091标准可直接得到。当订一4时，A3—1．682，当咒一5时，A3=1-427对于标准差控制图中心控制线CL：CL—s (15)上控制线UCL：UCL—B4 S (14)同样，B。为S的控制因子，也可通过查GB／T4091标准可直接得到。当，2—4时，B4—2．266，当n=5时，B4—2．0892．2．2 预警的产生和解除一般来说，“均值控制图”反映的是样本组的波动集中趋势变化，而“标准差控制图”反映的是样本各测试值间的离散程度变化。因此从“均值控制图”上我们可看出样品在这一时段的整体指标水平，当数据点超过UCL线时，表明在这一时段中，样品中有害物的含量已出现较大的上升趋势；而当在“标准差控制图”中的数据点超过标准差的UCL线时，说明样本中的各个样品在该时段变化较大，离散程度高[3]。对于这两种情形，均需引起检测人员的注意。当数据点在两种控制图中均超过UCL线时，说明该时段的各个样品既出现指标值偏高又存在较大的波动，因此，就有必要发布预警信号，需加强检测，来降低检测风险。在加强抽检一段时间后，当最近的样本组的均值和标准差数据点连续3点在UCL线以下时，可解除预警，恢复正常的检测比例。这种基于大量历史检测数据得出的控制图，主要适用于监控一些检测不合格率较低，且测试结果能以具体检出数据的形式表现的检测指标，如目前的甲醛含量、重金属含量、水萃取液pH值等项目。在日常分析控制中，由于极差的计算比标准差的计算简便的多，因此可以用将极差R来替代“均值一标准差控制图”中的标准差s，得到“均值一极差控制图(x_一R图)”。3 基于危害物风险系数的预警预警信号的出现，意味着该时段有害物质在检测中出现的不合格率明显上升或检测指标有明显的异常波动，即产品中有害物质含量超标的可能性增大，风险程度较高。但实际上，由于某一特定指标的检测不合格率是与抽查次数相联系，即与自验率紧密联系的，因此从某种意义上说，对一些自验率较低的项目，尽管检测中所发现的不合格率很低，但其潜在的风险仍很高。因为，从统计角度分析，样本数越小，对总体的代表性就越差，所得结果的置信度也越低。借鉴食品安全监测预警系统的经验，同样，设立“危害物风险系数”这一参数来综合分析预警信息的产生[1]。由于危害物产生的风险与其检测指标的不合格率、自验率和对该危害物敏感重视程度有关，因此，可作如下定义：R’一aP+6／F+S (15)式中：R7为危害物风险系数；P为危害物检测不合格率；F为对该危害物的抽检比例，即自验率；S为危害物风险因子；口和b为相对应的权重系数。实际应用时，a值建议取100，b值建议取0．1。S值主要依据具体危害物的被关注程度和敏感程度。通常对于当前高度关注、高敏感的危害物设定S=2；对于低关注度和低敏感度的，设定S=0．5，中等程度的设定S—l。下面以S=1为例，说明风险系数的设定过程。a)根据历史数据，以一定时间段划分样本(如一个月)，分别计算各个样本的抽查率E和不合格率P一总平均抽查率R和平均不合格率P。。b)计算各个样本的风险系数R 7i和平均风险系数R 7。及标准差仃。c)以R7。±口为上下控制线，设定：当R7≤R7。一口时为低风险状态，此时，可降低抽查比例；当R7≥R7。+盯时，为高风险状态，此时，应增加抽查比例；当R7。一盯

超声波检测技术是现代科学技术发展的产物，其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能，这是我为大家整理的超声波检测技术论文，仅供参考!

关于超声波无损检测技术的应用研究

摘要：超声波无损检测技术是现代科学技术发展的产物，其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能，从而获取物品的性质和特征对其进行检测。超声波无损检测技术通过结合高科技的技术来完成检测的过程，检测的结果真实可靠，可以体现出超声波无损检测技术的应用性，同时超声波无损检测技术在检测时，也存在一些缺点。

关键词：超声波无损检测;脉冲反射式技术;检测技术

中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2014)05-0029-02

超声波无损检测技术在检测的过程中，会使用到很多的技术，这些技术既满足了检测的需要，又能有效的解决检测中出现的问题。经过技术人员的不断探索，通过人工神经网络的技术来减少检测的缺陷，并实现了降低噪音的效果，满足了超声波无损检测的更高要求。在检测的过程中，要合理科学的利用技术手法，来提高检测结果的准确性。

1 超声波无损检测技术的发展趋势和主要功能

超声波无损检测技术的发展趋势

在超声波无损检测技术应用的过程中，需要很多理论知识的支持，检测时也对检测的方法和工艺流程有严格的要求，这些规范的检测方式使超声波无损检测的结果可以更准确。发现检测缺陷时，技术人员应用非接触方式的检测技术，运用激光超声来提高检测的效果，所以未来超声波无损检测技术一定会向着自动化操作的水平去发展。自动化的检测方法可以简化检测工作，实现专业检测的目标，扩大超声波无损检测技术应用的范围，同时随着超声技术的应用，在检测的过程中，也会实现数字化检测的目标，利用超声信号来处理技术的应用，使检测技术可以实现统一使用的要求，同时数字化操作的检测过程也会提高检测的准确性，有利于检测技术的发展。所以超声波无损检测技术将会实现全面的现代化操作要求，利用现代化科学技术的发展，来规范超声波无损检测的检测行为，也具备了处理缺陷的功能，提高了检测的效率。

超声波无损检测技术系统的主要功能

目前，我国超声波无损检测主要应用的技术是脉冲反射式的检测方法，这种技术的应用可以准确的定位缺陷出现的位置和形式，具有非常高的灵敏度，简化了技术人员检查缺陷的工作，完善了技术标准。脉冲反射式的检测技术还具有非常高的灵活性和适用性，可以适应超声波无损检测的要求，并实现一台仪器检测多种波形的检测工作。根据脉冲反射式的检测技术要求，可以实现缺陷检查的功能、操作界面切换显示的功能、显示日历时钟的功能，在实际的检测过程中功能键的使用也非常方便，简化了技术人员的操作过程，并且脉冲反射式技术具有灵敏度高的功能，使其可以及时的发现检测过程中出现的缺陷，有利于技术人员进行检修的工作，提高了检测工作的工作效率。

系统主要功能的技术指标

脉冲反射式技术在使用的过程中有很多的要求，其中要满足功能使用的技术指标，从而实现规范化的操作标准。反射电压的电量要控制在400伏，实现半波或者射频的检波方式，检测的范围要在4000-5000毫米之间，只有满足了这些技术标准才能合理的设置出技术应用的框架。同时在超声波无损检测技术应用的过程中有严格要求的电路设计，如果不能满足技术的指标要求，那么在实际检测的过程中，会存在很大的风险，会对技术人员造成严重的生命安全威胁。所以在检测工作实施之前，必须要按照相关的技术指标来合理的构建检测的环境，提高检测工作的安全性，保障检测工作可以顺利的进行。

2 超声波无损检测技术检测的方法和缺陷的显示

超声波无损检测技术检测的主要应用方法

超声波无损检测技术的检测方法按照具体的分类可以分为很多种，从检测的原理进行分析，超声波无损检测技术应用的主要方法是穿透法、脉冲反射法、共振法，按照检测探头来分类，检测的主要方法有单探头法、双探头法、多探头法，按照检测试件的耦合类型来分类，检测的主要方法有液浸法、直接接触法。这些具体的方法可以满足很多情况下的检测工作，并且提高了检测结果的准确性，完善了超声波无损检测技术的检测要求，所以技术人员要根据具体的检测环境和试件的类型来选择正确的检测方法，通过方法的应用要提高检测工作的效率，降低缺陷出现的可能。随着我国现代化科学技术的不断发展，人们对检测技术的应用也提出了更高的要求，检测工作的检测范围也越来越广，同时要求在对试件检测的过程中，不可以损坏试件的质量和性能，同时还要保准检测结果的准确性，所以技术人员要严格的按照检测标准，完成检测的工作，要对检测的方法进行改善，使其可以满足时代发展的要求。

缺陷的显示

在超声波无损检测技术检测的过程中，会出现不同类型的缺陷，主要分为A、B、C三种类型的显示，在工业检测的过程中，A类显示是应用最广泛的一种类型，在显示器上以脉冲的形式显示出来，对显示器上的长度和宽度进行标记，从而当超声波返回缺陷信号时，可以在屏幕上明确的显示出缺陷出现的位置。B类显示是通过回波信号来完成显示的过程，回波信号发出时会点亮提示灯，通过显示器的显示可以观察到缺陷出现的水平位置，这种类型的显示比较直观，有利于技术人员的观察和分析。C类显示是通过反射的回波信号来调制显示的内容，通过亮灯和暗灯来显示接收的结果，检测到缺陷时会出现亮灯，因此技术人员只需要观察灯的变化，就可以判断缺陷出现的情况。所以在实际检测的过程中，技术人员一定要认真观察缺陷出现的位置和内容，从而制定出科学合理的改善方案，来降低缺陷出现的可能，提高超声波无损检测技术检测的效果。

缺陷的定位

对于脉冲反射式超声检测技术来说，显示器的水平数值变化就是缺陷出现的位置，这时技术人员要对缺陷出现的位置进行定位，从而可以分析在检测过程中出现缺陷的环节。根据反映出的缺陷声波，经过计算，得出准确的缺陷产生的位置。

3 结语

科学技术的发展会带动我国的生产力水平的提高，同时也会促进技术的研发，超声波无损检测技术就是因为科学技术的不断发展，才实现了检测的目标，在检测的过程中，可以结合现代化的技术来提高检测的效率和结果的准确性。超声波无损检测技术实现了无损试件的检测要求，提高了检测的质量和水平，应该得到社会各界的关注，扩大检测的范围。

参考文献

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作者简介：李新明(1992―)，男，湖北人，大连理工大学学生。

长输管道超声波内检测技术现状

【摘要】超声波内检测技术是长输管道的主要检测技术。本文介绍了长输管道超声波内检测的技术优势、国内外的发展现状，以供参考。

【关键词】长输管道 超声波 内检测 优势 现状

一、前言

长输管道是石油、天然气重要的运输手段，要保证管道的稳定运行，就要加强日常的检测和维护，及时发现问题，防止重大事故发生。

二、管道内检测主要技术及优势

管道内检测是涵盖检测方案决策、管道检测、检测数据解释分析和管道安全评价等过程的系统工程。利用智能检测器进行管线内检测是目前较为普遍的方式，该方法是通过运行在管道内的智能检测器收集、处理、存储管道检测数据，包括管道壁厚、管道腐蚀区域位置、管道腐蚀程度、管道裂纹和焊接缺陷，再将处理数据与显示技术结合描绘管道真实状况的三维图像，为管道维护方案的制定提供决策依据。超声波内检测技术和漏磁检测技术是现在最常用的海管内检测技术。

超声波内检测技术是在检测器中心安放一个水平放置的超声波传感器，传感器沿着平行于管壁的方向发射声波，声波沿着平行于管壁的方向行进直至被一个旋转镜面反射后，垂直穿透管道壁，声波触碰管道外壁后按照原路径反射回传感器，计算机计算声波发射及反射回传感器的时间，该时间就被转换为距离及管道壁厚的测量值。声波反射镜面每秒旋转2周，检测器每米可以采集3万个左右的测量值。超声波内检测技术可以原理简单，数据准确可靠，该方法可以精确测量管道的壁厚，不仅可以测量金属管线，对于非金属管线，如高密度聚乙烯管也能够有效测量，并且可测管道管径的尺寸范围较大，甚至能够测量壁厚等级80以上的大壁厚管道，对于变径管道同样适用。

管道漏磁检测技术利用磁铁在管壁上产生的纵向回路磁场来探测管道内外壁的金属损失以及裂纹等缺陷，确定上述缺陷的准确位置，检测器所带磁铁将检测器经过的管壁饱磁化，使管壁周圈形成磁回路。若管道的内壁或外壁有缺陷，围绕着管道缺陷，管道壁的磁力线将会重新进行分布，部分磁力线会在这个过程中泄露从而进入到周围的介质中去，这就是所谓的漏磁场。磁极之间紧贴管壁的探头检测到泄漏的磁场，检测到的信号经过滤波、放大、转换等处理过程后会被记录到存储器中，通过数据分析系统的处理对信号进行判断和识别。管道的漏磁检测技术具有准确性高的优点，通过在气管线中低阻力和低磨损的设计取得较高质量的数据，可以在没有收球和发球装置的情况下完成检测，对于路径超过200公里的长输管道能够以每分钟200米左右的速度进行检测。

三、长输管道建设工艺技术发展现状

1、管道焊接

管道焊接是管道建设的最重要的一个方面，现场焊接的效率高，安全性和可靠性在每个管道的建设是重要的角色。从国内长途管道工程在1950年的第一条运输管道建设以来，管道现场焊接施工在我国发展的半个世纪里主要经历了有四个发展过程，分别是：手工电弧焊上向焊、手工电弧焊下向焊、半自动焊和自动焊。

(1)手工电弧焊上向焊和手工电弧焊下向焊。90年代初手工电弧焊下向焊和手工电弧焊下向焊作为当时国内传输管道的一种焊接方法，得到了广泛的应用，突出的优点是高电流、焊接速度高，根焊接速度可达20到50厘米/分钟，焊接效率高。目前在进行焊接位置相对困难的位置和焊接设备难进入的位置时采用手工电弧焊焊接。

(2)半自动焊。电焊工通过半自动焊枪进行焊接，由连续送丝装置送丝焊接的一种方式叫做半自动焊。半自动焊是长输管道焊接的主要方式，因为在焊接送丝比较连续，就省了换焊条和其他辅助工作时间，同时熔敷率高、减少焊接接头，减少焊接电弧，电弧焊接缺陷、焊接合格率提高，

(3)自动焊。自动焊方法使整个焊接过程自动化，人工主要从事监控操作。国内开始从西到东的天然气管道项目，就是大面积的自动焊接的应用程序。自动焊接技术在新疆，戈壁等地区比较适合。

2、非开挖穿越施工技术

遇到埋管道的建设，跨越河流，道路，铁路等障碍时，有许多问题如果使用传统开挖方法则会比较难实施，而“非开挖”铺设地下管道是当前国际管道项目进行了先进的施工方法，已广泛应用于这个国家。我国近年来建设大量的长输管道采用了盾穿越技术，有许多大河流使用了盾构穿越。顶管穿越通过短距离管道穿越技术在1970年代后期开始得到使用。传统意义上的顶管施工是以人工开采为主。后来当使用螺旋钻开采和输送管顶土，后来又派生出了土压力平衡方法，泥水平衡方法，通过顶管技术，可以达到超过1千米以上的距离。通过液压以控制管切割前方的覆土，以保证顶管的方向正确，和顶采用继电器，激光测距，头部方位校正方法顶推的施工工作，长距离顶管的问题和方向问题得到了解决。

3、定向穿越技术

我国从美国引进的定向钻是在1985年首次应用于黄河的长输管道建设。在过去的20年里，非开挖定向穿越管道技术在我国得到了迅速的发展。定向钻井在非开挖管道穿越技术已广泛应用于管道业。定向钻用于铺设管道取得了巨大的成就。我国在2002年2月以2308米和273米直径的长度穿越了钱塘江，是世界上最长的穿越长度，被载入吉尼斯世界纪录。定向穿越管道施工技术是一个多学科，多技术，根据于一体的系统工程，任何部分在施工过程中存在的问题的设备集成，并可能导致整个项目的失败，造成了巨大的损失。而被广泛使用，由于定向钻井，通过建设，使技术已经取得了长足的进步和发展的方向。硬石国际各种施工方法，如泥浆马达，震荡的顶部，双管钻进的建设。广泛采用PLC控制，电液比例控制技术，负荷传感系统，具有特殊的结构设计软件的使用。

四、管道超声内检测技术现状

1、相控阵超声波检测器

美国GE公司研制的超声波相控阵管道内检测器于2005年开始应用于油气管道内检测，目前已检测管道长度4700km，该检测器包括两种不同的检测模式：超声波壁厚测量模式和超声腐蚀检测模式，适用于管径610～660mm的成品油管道。该检测器有别于传统检测器的单探头入射管道表面检测的方法，采用探头组的形式来布置探头环，几个相邻并非常靠近(间距左右)的探头组成一个探头组，一个探头组内的探头按照一定的时间顺序来激发并产生超声波脉冲，而该激发顺序决定了产生的超声波脉冲的方向和角度，因此控制一个探头组内不同探头的激发顺序就可以产生聚焦的超声波脉冲。检测器包括3个探头环、44个探头组，每个探头环提供一种检测模式，可根据不同的管道检测需求来确定探头环。

该检测器与其他内检测器相同，包括清管器、电源、相控阵传感器、数据处理和储存模块4部分。清管器位于整个检测器的头部并装有聚氨酯皮碗，一方面负责清管以确保检测精度，另一方面起密封作用，使得检测器可以在前后压力差的作用下驱动前进。探头仓由3个独立的探头环组成，每个探头环的探头布置都能实现超声波信号周向全覆盖。检测器能够实现长25mm、深1mm的裂纹检测，检测准确率超过90%;最小检测腐蚀面积10×10mm ，检测精度大于90%。

2、弹性波管道检测器

安桥管道公司管理着世界上最长和最复杂的石油管道网络。其研发的内检测器已经在超过15000km的管道中开展检测。其中基于声波原理的检测器主要有弹性波检测器和超声波管道腐蚀检测器。弹性波检测器的弹性波信号可以在气体管道中传播，主要用于检测管道的焊缝特征，尤其是对长焊缝和应力腐蚀裂纹有较好的检测效果。最新的MKIII弹性波检测器最多可以装备96个超声波传感器，用于在液体祸合条件下发射接收超声波信号，进行管道检测。MKIII弹性波检测器的最大运行距离为150km，相对于二代产品的45km有了很大程度的提高。

五、结束语

综上所述，随着科技水平的快速发展和进步，超声波内检测技术也将更加完善，对于长输管道的检测也将更加准确，为管道的正常使用和安全运行发挥更大的作用。

参考文献

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