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基于超声导波检测的管道缺陷多维量化研究
| 论文题名： | 基于超声导波检测的管道缺陷多维量化研究 |
| 关键词： | 管道运输;缺陷多维量化;几何特征;超声导波检测 |
| 摘要： | 管道运输作为一种重要的运输方式，其安全健康检测成为管道安全运行的重要保障。传统的管道检测一般为点对点检测，效率低，由于超声导波能够进行长距离和全方位的检测，已经引起了广泛的研究。其中通过导波回波特征分析管道缺陷，对缺陷特征量化成为新的研究热点。但是目前基于导波检测技术对缺陷特征量化的分析仍然较少。 本文采用理论分析和试验研究的方法，针对不同管道、不同大小、不同位置的缺陷进行了检测分析，建立了导波回波特征与缺陷轴向位置、周向位置、截面缺损率以及轴向缺损率等几何特征参数之间的关系，研究了缺陷几何特征与导波回波信号之间判定方法，初步实现了对管道缺陷进行多维量化分析。本文的主要内容包括: 1)制定了缺陷量化检测方案，搭建了实验平台，提出了缺陷量化方法，实现了对管道缺陷导波检测的轴向定位量化、周向定位量化、截面缺损率量化、轴向缺损率量化。研究发现，导波的衰减主要受检测频率的影响，并选定缺陷检测的最优频率为80KHz-90KHz。 2)采用L(0，2)模态导波对管道缺陷回波进行检测，考虑导波在实际管道的频散特性及其传播速度，对管道中存在的缺陷进行轴向定位。研究发现，利用导波可以对缺陷进行轴向定位，其定位精度能够达到99％。 3)采用对传感器进行分组接收导波信号方法，对管道中的缺陷进行周向定位研究。研究发现，缺陷所在的周向位置对应的传感器接收到的信号幅值比其他位置接收的信号的幅值大;传感器分组越多，定位越精确。 4)通过缺陷回波信号的分析，采用缺陷截面与端面百分比绘制不同截面缺损率的衰减DSC曲线，对缺陷截面缺损率大小进行定量分析;在此基础上，研究绘制了导波检测管道缺陷的距离-幅值DAC曲线，对缺陷进行评定（有无）、定量（警戒）和判废分析，建立了管道缺陷级别评判方法。 5)通过分析缺陷回波的特征，发现L(0，2)模态导波回波信号中存在缺陷轴向缺损率特征，缺陷轴向缺损率越大，缺陷回波后的小波包幅值越大，依据小波包的幅值实现对缺陷轴向宽度定量，进而能够判别缺陷的类型。 本文利用管道导波检测技术，建立管道导波检测系统，采用理论研究与试验验证的方法，实现了对管道缺陷几何特征的量化。克服了管道导波缺陷特征判别问题，为导波检测管道缺陷量化技术的实际应用提供了有效简便的方法。 |
| 作者： | 张伟 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 戴亚春;姜银方 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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