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管道腐蚀超声导波检测技术

Oct 08,2025

螺旋钢管是必一·运动(B-Sports)集团四大支柱产业（电力铁塔、光伏支架、螺旋钢管、交通护栏）之一。产品主要包括螺旋钢管、不锈钢碳钢复合钢管、3PE钢管、涂塑钢管、高频焊管等，钢管规格覆盖φ20mm～3500mm，同时还提供3PE环氧涂塑、热浸镀锌、静电喷塑等专业配套加工服务。

超声导波检测技术作为一种新型的无损检测技术，正在压力管道腐蚀检测中发挥着越来越大的作用。目前，世界上用于长距离管线腐蚀检测的超声导波检测技术主要有两种：

 一种是以传统压电晶片的压电效应为基础的多晶片探头卡环式超声导波检测系统，主要有两家：英国导波（GUL）公司的Wave Marker和英国焊接研究所（TWI）下属的PI公司的Teletest。

 另一种是以铁磁性材料的磁致伸缩效应及其逆效应为基础的条带式磁致伸缩效应（MsS）超声导波检测系统，由美国西南研究院（SwRI）研发。本书着重介绍MsS超声导波技术检测原理、特点以及在管道腐蚀检测中的应用。   

MsS管道腐蚀导波检测技术概述

磁致伸缩效应（Magnetostrictive Sensor，MsS），具体是指铁磁性材料由于外加磁场的变化，其物理长度和体积都要发生微小的变化，这种现象称为磁致伸缩效应；其微观粒子——磁畴在外加磁场的作用下按照一定方向运动，其结果产生弹性机械波，耦合到管道上并沿着管道传播。磁致伸缩逆效应（磁弹性效应）指由机械压力（或张力）引起铁磁性材料的磁畴按照一定方向运动，引起材料的磁化状态发生变化的现象。

MsS技术是一种机械弹性波，能沿着结构件有限的边界形状传播并被构件边界形状所约束、所导向，因而称为MsS超声导波。MsS技术可以激发纵波、扭力波、弯曲波、兰母波、水平剪切波和表面波等多种模态形式的导波。

MsS导波在管道中有纵波、扭力波、弯曲波等三种模态形式存在，由于在管道的散射曲线中只有扭力波的声速是唯一恒定不变的，不随导波的频率改变而变化，而且扭力波只在固体中传播，管道内传输的液体对其传播特性没有任何影响，故MsS技术在管道检测中采用扭力波模式。

虽然超声导波的传播特性很复杂，但只要正确选择导波模式和频率，并控制其传播方向，导波可以从其传感器位置，沿着管道快速传播，瞬间完成几百米长管道的100%管道体积扫描检测。MsS超声导波检测原理示意图如下图所示。

检测步骤 

应用MsSR3030系统检测管道缺陷的步骤如下： 

（1）清理管道表面，准备粘接铁钴条，如下图a所示。如果管道表面凹凸不平，可以用铁刷或砂纸打磨或者清理。值得注意的是，如果管道有光滑的油漆时，并且油漆在管道表面粘贴，则必须除去油漆层。

（2）制作适合长度、宽度的铁钴条带，如上图b所示。用金属切割刀轻轻地剪切条带，使其稍短于被检测管道的圆周长度。当需要用两个MsS线圈来控制方向时，请准备两个同样的条带。对于64kHz或者128kHz的测试频率，准备一个条带。 

（3）磁化铁钴条带，如上图所示。把磁化器放在条带上，以便使磁化器的南北两极平行于条带的纵向方向排列。相对恒定的速度在条带上移动磁化器2～3次，然后以连贯动作将其取下。运动中的任何一下中断都会引起磁化结果的不一致并且使MsS性能退化。

（4）涂环氧树脂黏合剂，将铁钴条粘贴在管道上，如下图所示。 

（5）安装线圈卡具及线圈探头带，如下图所示。 

（6）开启MsS3030R主机和计算机，进行检测工作。 

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