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本视频中采用的是哪种检测方法，读完本篇你就知道啦！

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水下目视检查

目视检查是一种基本的检测方法，主要对象包括管道和结构物。目视检查通常是指直接双眼或专门的视觉仪器进行检查。对于需要检查的目标资产来说，视觉检查通常可以分为以下几个级别：

一级，一般目视检查(GVI)。这种级别的目视检查通常不需要清洁结构物表面，由于海生物覆盖范围广，潜水员或水下机器人ROV可以通过人眼或装有云台的摄像机系统对结构进行目视检查。这种检查只能观察主要缺陷，如图1所示。

_{图1 潜水员或ROV进行的一般外观检查}

_{二级，详细目视检查(DVI)。这种级别的检查需要对检查目标的表面进行清理，通常可以使用钢丝刷或高压射流来实现，清理程度达到可以进行简单的检查测量程度。如阴极保护(CP)或涡流探伤(图2)达到这种程度即可。}

_{图2 潜水员使用C、UT进行壁厚读数}

三级，近距离目视检查(CVI)。与GVI不同，这种级别的检查需要对检测的目标物表面进行更为深度的清洗，将海洋生物从结构上完全清除。这将使潜水员或ROV能够检查任何可见的腐蚀、点蚀和焊缝损伤。

当前，先进的视觉系统能够捕捉管道的表面信息，并提供实时的3D图像，如图3 (a)和(b)显示了使用激光和成像声呐协作获得的3D图像。采用多波束声纳进行三维声成像，使用高分辨率多波束声纳的优点是能够捕获海底管道和其他水下资产的三维实时成像，并提供更多关于完整性指标(如悬空等)的重要信息。

_{图3 ROV搭载激光扫描的实时3D图像和声纳扫描图像}

声波无损检测方法

超声波法

超声波无损检测方法是使用短波长和高频率的机械波束，从一个小探针传输，并由同一个或其他探针检测。这种机械波能以压缩波的形式在金属中传播很远的距离，在钢中的穿透深度可达1米并能探测到内部隐藏的缺陷。传感器和耦合楔块可产生多种类型的波，包括纵向波、剪切波和表面波。几种最常见的为基于超声法的无损检测技术：

超声波检测(UT)：最常用的外部检测方法之一。UT系统通常由一个探头组成，该探头通常需要耦合剂和一个声波收发装置来发送超声波并对管道壁厚进行评估。传感器用来发送一个超声波传播到被检测的物体表面,经反射可以提供缺陷的信息，这种技术的一个缺点是，不易检查形状复杂的工件，要求被检查表面有一定的光洁度，并需有耦合剂充填满探头和被检查表面之间的空隙，以保证充分的声耦合。对有些粗晶粒的铸件和焊缝，因易产生杂乱反射波而较难应用，而且对检测人员的经验要求较高。

超声导波管道检测(GWPI)：导波UT技术通过设计成在管道横截面适当传输声波的换能器将声波沿管道传输。该技术是一种远程检测技术，利用截面面积的变化(如厚度、焊缝、管道特征等)引起的反射来检测裂缝或腐蚀。该技术可以从一个较远的位置中筛选出长度较长的管道的大致尺寸和缺陷位置。

衍射时差超声检测(TOFD): TOFD技术是一种有效的全计算机化检测和评估缺陷的方法。该技术采用超声波衍射代替反射，将一对超声波探头作为发射器-接收器排列并连接在一起。利用测得的脉冲衍射时间，根据壁厚计算出裂纹的深度。

相控阵超声检测 (PAUT)：相控阵(PA)是一种先进的超声设备，它由许多小的超声元件组成，每个元件都可以单独脉冲，形成切片图像，以检测结构或焊缝内部隐藏的缺陷。PAUT可快速产生精确、可靠的图像，可以有效地检查大量的材料。PAUT既可以作为一种单独的检测方法，也可以辅助TOFD进行管道焊缝检测。

后两种技术，TOFD和PAUT，可以作为单一的检测方法或两者结合使用，以提供高灵敏度。PAUT是一种反射超声方法，类似于传统超声回波，而TOFD是一种衍射超声方法。与传统的超声波技术相比，这种组合具有显著的优势，包括精确的缺陷尺寸和复杂几何结构的检测。

声发射(AE)

声发射无损检测技术是一种基于高频弹性波检测和电信号转换的无损检测技术。水下结构通常裸露在高压、低温和高机械应力等极端条件下。因此，随着时间的推移，结构开始产生裂缝和腐蚀。通过直接耦合结构表面的压电换能器，利用这些缺陷产生的声波，压电换能器可以探测到并根据接收到的波型，可以确定缺陷的位置，如图4所示。与传统UT不同，这些声波是由结构本身在开裂时被动产生的，而不是由传感器诱发的。缺陷的增长速度与发射声波的振幅成正比，这使得能够更精确地评估缺陷的情况和检修的紧迫性。

与该技术有关的挑战是，测量是动态的且无法进行重复验证，作为裂缝可以几秒钟或几分钟增长并发出声波,但是一旦裂纹增长受到抑制，即不会发出声波，而处于静态。

_{图4 声发射器}

表1 是一些基于声学的无损检测方法。

表1 声学无损检测方法

电磁检测法

电磁或电与磁相互作用产生的电磁效应是进行涡流探伤、磁粉探伤、漏磁检测和ACFM检测的基础。电磁感应试验适用于金属和合金制造和加工的各个阶段。

磁粉检测(MPI) 磁粉检测(MPI)用于检测表面和表面以下的不连续结构，如铁磁材料中的裂纹。当管道表面被电磁体或电流磁化时，磁场是连续的，除非管道表面有裂纹。如果裂纹位于磁场两极之间，磁通量就会从材料中泄漏出来。这种效应将收集散布在表面(用于检测目的)的铁磁粒子，在裂纹边缘形成南北两极的定向条件下，允许视觉上检测裂纹的大小和形状。

漏磁(MFL) 漏磁技术由永磁铁在管道中激励磁场。然后沿管道表面测量并记录漏磁场(即磁场的变化)。除存在内部或外部缺陷导致磁场畸变的区域外，管道中的磁通应均匀。出现畸变的地方可能与裂纹、腐蚀和点蚀引起的小缺陷有关。

涡流检测(ECT) - EC是几种利用电磁学原理的无损检测方法之一。当使用涡流检测工具时，探头会发送一个电信号，使钢管的钢材磁化。当探头停止磁化信号后，钢管退磁产生涡流。该涡流由接收器记录并分析，为腐蚀检测提供壁厚。

交流磁场测量(ACFM)是一种不需要校准测量就能检测和确定表面缺陷大小的电磁技术。它可以穿过导电或非导电涂层，可适应表面温度达400℃。ACFM探头可以被感应，而不用直接接触，测量该组件上方的磁场，而不是测量该组件表面的电场，故而其可以透过油漆和其他涂层来测量裂纹大小。是一种发展潜力较好的检测方法。

表2包含了基于电磁效应的四种技术。

表2 电磁无损检测方法

电磁检测法

电磁或电与磁相互作用产生的电磁效应是进行涡流探伤、磁粉探伤、漏磁检测和ACFM检测的基础。电磁感应试验适用于金属和合金制造和加工的各个阶段。

磁粉检测(MPI) 磁粉检测(MPI)用于检测表面和表面以下的不连续结构，如铁磁材料中的裂纹。当管道表面被电磁体或电流磁化时，磁场是连续的，除非管道表面有裂纹。如果裂纹位于磁场两极之间，磁通量就会从材料中泄漏出来。这种效应将收集散布在表面(用于检测目的)的铁磁粒子，在裂纹边缘形成南北两极的定向条件下，允许视觉上检测裂纹的大小和形状。

漏磁(MFL) 漏磁技术由永磁铁在管道中激励磁场。然后沿管道表面测量并记录漏磁场(即磁场的变化)。除存在内部或外部缺陷导致磁场畸变的区域外，管道中的磁通应均匀。出现畸变的地方可能与裂纹、腐蚀和点蚀引起的小缺陷有关。

涡流检测(ECT) - EC是几种利用电磁学原理的无损检测方法之一。当使用涡流检测工具时，探头会发送一个电信号，使钢管的钢材磁化。当探头停止磁化信号后，钢管退磁产生涡流。该涡流由接收器记录并分析，为腐蚀检测提供壁厚。

交流磁场测量(ACFM)是一种不需要校准测量就能检测和确定表面缺陷大小的电磁技术。它可以穿过导电或非导电涂层，可适应表面温度达400℃。ACFM探头可以被感应，而不用直接接触，测量该组件上方的磁场，而不是测量该组件表面的电场，故而其可以透过油漆和其他涂层来测量裂纹大小。是一种发展潜力较好的检测方法。

表2包含了基于电磁效应的四种技术。

表2 电磁无损检测方法

电化学测量法/腐蚀测量法

有几种方法可以用于控制水下腐蚀，这是一个电化学过程，包括在实际腐蚀区域(阳极)和非腐蚀区域(阴极)之间形成一个电路。在腐蚀过程中，盐水充当电解质，使离子从阳极流向阴极。阴极保护(CP)在表面施加负电压使其成为阴极，从而保护其免受腐蚀。CP可以通过以下方式实现：

(a)    使用原电池阳极，其中电流是两种金属之间的电位差的结果

(b)    外加电流阳极，其中电流来自外部直流电源

阴极保护(CP)测量是一种定期进行的电气测试，以评估保护和腐蚀控制的水平。通过读取探针和连接到金属表面的外阳极之间的驱动电压来评估CP的状况。

图5潜水员进行的阴极保护测量

目前国际上已有公司开发了自己的具有多重检测能力的水下机器人ROV。ROV能够携带多种检测工具，并记录从机载传感器收集到的大量数据。与潜水员相比，这样可以进行更全面的检查。

此外，也有专门从事管道内部检测的公司，专注于开发可携带多种检测技术的在线检测工具。例如，检测管道主体和焊缝区域的裂纹和类裂纹缺陷，确定尺寸和定位。该技术包括漏磁、涡流、UT传感器等检测工具。工具插入到管道的特定位置，然后管道中流体推动工具通过管道。当工具出来后，记录的数据被提取出来进行分析。这种工具的模块化设计理念实现了多种检测技术的融合，而不会对管道的性能产生任何负面影响。

图6 一些管道内部检测工具

无损检测技术提供了一种低成本、高效率的海洋资产检测方法，能够在实际工作条件下进行实时检测，且不中断日常作业。水下机器人ROV为无损检测提供了一种全新可靠的方法，由于ROV可以在水下驻留较长时间，能够更及时地覆盖长距离的检测，因此折算下来每公里的管道检测成本非常经济。在一个ROV上使用多种检测技术可以同时执行多个测量，从而提供更完整的资产完整性图像。

深海智人公司有着丰富的商用工作级ROV系统、关键核心部件研制和工程化经验，在多功能检测级水下机器人、检测系统方面同样拥有成功实践。在国际一流技术基础上，可以为用户提供更多原创、高品质的解决方案。