[发明专利]基于矢量网络分析仪的聚乙烯管道焊接接头缺陷检测方法

说明书

本发明涉及压力管道的检测领域，具体是一种基于矢量网络分析仪的聚乙烯管道焊接接头缺陷的检测方法。采用矢量网络分析仪检测聚乙烯管道焊接接头时，信号源通过喇叭天线向被测接头发射微波，微波穿透接头表面进入其内部，当行进中的微波遇到缺陷时，介电常数的变化使微波在缺陷处发生反射；反射回来的微波信号被喇叭天线接收，由矢量网络分析仪进行检波和信号放大，计算并分析反射系数S₁₁，以此为依据来判断焊接接头内部是否存在缺陷以及缺陷的类型。本发明具有检测灵敏度高、准确性好等优点，可以有效地检测聚乙烯管道焊接接头的各种缺陷。

技术领域

本发明涉及压力管道的检测领域，具体是一种基于矢量网络分析仪的聚乙烯管道焊接接头缺陷的检测方法。

背景技术

聚乙烯(polyethylene，PE)管道广泛用于燃气等危险介质的传输，其具有很多卓越的性能，如：耐低温、耐腐蚀、韧性好、抗开裂，以及连接方便、抗刮能力和抵抗裂纹传播能力良好、使用寿命长等。聚乙烯管材之间的连接是影响其结构完整性及持久强度的重要环节，因此聚乙烯燃气管道系统的安全工作与其接头质量息息相关。聚乙烯管道之间的连接方法主要有热熔焊接和电熔焊接两种。无论是热熔焊接还是电熔焊接，在实际操作过程中都会因为主观或客观的因素，使得聚乙烯管道焊接接头处可能产生各种不同的缺陷，主要包括：裂纹、气孔、夹杂、冷焊等。接头处的缺陷对聚乙烯管道的安全性是很大的威胁，绝大多数聚乙烯管道事故都是由接头缺陷引起的。因此，要提高聚乙烯燃气管道的安全性，必须采用可靠的接头缺陷检测方法。

现有的聚乙烯燃气管道焊接接头的检测方法主要有破坏性检验和非破坏性检验两类。接头的破坏性检验，本质上是对焊接界面粘接能力的评定，主要为焊机厂家所采用。非破坏性检验主要指超声检测，能够直接获得材料内部的状态信息，可以对一些宏观缺陷进行判别，但聚乙烯是高分子材料，相比金属材料会吸收和损耗更多的声波能量，并且由于其结构比金属材料复杂，易于增加声波的散射，大大增加了聚乙烯管道接头超声检测的难度。

发明内容

为了克服上述背景技术的不足，本发明的目的是提供一种基于矢量网络分析仪的聚乙烯管道焊接接头缺陷的检测方法，该检测方法可检测多种类型的缺陷，具有检测灵敏度高、可靠性好、操作简便等优点。

本发明的技术方案是：

一种基于矢量网络分析仪的聚乙烯管道焊接接头缺陷检测方法，采用矢量网络分析仪检测聚乙烯管道焊接接头时，信号源通过喇叭天线向被测接头发射微波，微波穿透接头表面进入其内部，当行进中的微波遇到缺陷时，介电常数的变化使微波在缺陷处发生反射；反射回来的微波信号被喇叭天线接收，由矢量网络分析仪进行检波和信号放大，计算并分析反射系数S₁₁，以此为依据来判断焊接接头内部是否存在缺陷以及缺陷的类型。

所述的基于矢量网络分析仪的聚乙烯管道焊接接头缺陷检测方法，按以下步骤实现：

(1)将喇叭天线置于聚乙烯管道焊接接头外表面，相距0～10厘米，缓慢移动进行扫描，信号源通过喇叭天线向焊接接头发射频率为2～18GHz的微波；

(2)从焊接接头反射回来的微波信号被喇叭天线接收，传输至矢量网络分析仪内，进行检波和信号放大；

(3)通过对信号数据的计算和分析，判断是否存在缺陷以及缺陷类型的数据。

所述的基于矢量网络分析仪的聚乙烯管道焊接接头缺陷检测方法，在对聚乙烯管道焊接接头进行检测时，避免使用耦合剂。

所述的基于矢量网络分析仪的聚乙烯管道焊接接头缺陷检测方法，检测时，喇叭天线在聚乙烯管道焊接接头的外表面缓慢移动，移动速度不超过1厘米/秒。

所述的基于矢量网络分析仪的聚乙烯管道焊接接头缺陷检测方法，喇叭天线与焊接接头外表面进行接触检测；或者，采用喇叭天线靠近焊接接头外表面的方式进行检测。