原文传递
45＃钢管缺陷的超声导波无损检测及仿真探究
| 论文题名： | 45＃钢管缺陷的超声导波无损检测及仿真探究 |
| 关键词： | 钢管缺陷;超声导波;无损检测;有限元仿真 |
| 摘要： | 中国是世界钢管第一出口国，钢管对国民经济的发展贡献巨大，远胜于其他钢材。而45#钢管，因良好的综合性能，在制作结构件、零件及流体输送管道方面发挥了重要作用。随着45#钢管使用管龄的增长，难以避免的安装缺陷、环境腐蚀、人为破坏等问题会逐渐暴露出来并进一步演变成严重的事故。目前中国的钢管管道经过长期使用，已进入事故多发期，因此如何实现管道缺陷的检测和评估重要的现实意义。 本文针对45#钢管的缺陷检测问题，以超声导波技术为基础开展仿真和实验工作，主要包括：建立管道超声导波有限元仿真模型，并提出位置指标、能量指标和波形指标对仿真参数进行优化；搭建超声导波检测平台，实现多模态导波的激励与接收；研究导波在管道中的衰减特性，分析缺陷检测及定位的精度，并进一步讨论缺陷的位置、类型及深度对缺陷定位精度的影响；研究多模态与缺陷的交互过程，建立反射回波与缺陷三维特征的对应关系，为缺陷量化提供理论指导。研究结果表明： 超声导波技术可以用于管道中缺陷（例如宏观裂纹、环形缺口及圆孔等）的检测及定位。其中缺陷位置对定位精度有较大影响，缺陷类型和深度对定位精度影响不大。在检测过程中，回波信号中包含了缺陷的三维特征信息。其中缺陷的轴向长度主要影响缺陷回波的形态，缺陷周向角度和径向深度决定回波的主要能量。 采用仿真与实验栩结合的方法开展缺陷检测及定位研究，可以极大的提高效率。建立仿真模型时引入的特征评估指标可实现仿真参数的优化，保证了模型的准确性和可靠性。搭建实验平台时可通过布置对称分布的压电晶片抑制杂波（如弯曲模态导波），提高信嗓比。此外，超声导波的不同模态对管道缺陷的敏感度并不相同，当检测轴向管道缺陷时，L模态比T模态精确度更高。因此实际应用中应选择合适模态的导波，以实现对不同缺陷的准确检测。 |
| 作者： | 陈晓晓 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 张云鹏;高小兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
