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基于TOFD周向扫查图像的厚壁管道倾斜裂纹精准定量方法
| 专利名称： | 基于TOFD周向扫查图像的厚壁管道倾斜裂纹精准定量方法 |
| 摘要： | 一种基于TOFD周向扫查图像的厚壁管道倾斜裂纹精准定量方法，属于无损检测技术领域。该方法采用由TOFD探伤仪、TOFD探头、倾斜有机玻璃楔块和扫查装置组成的TOFD检测系统，沿厚壁管道外壁实施TOFD周向扫查与图像采集。读取扫查图像中一次底面波和裂纹上、下端点衍射波传播声时，计算裂纹上、下端点到管道外壁的径向距离，即端点深度。结合TOFD探头中心间距、管道壁厚及管道外壁曲率半径之间的几何关系，计算得到裂纹长度和倾斜角度。该方法可实现厚壁管道中裂纹深度、长度和倾斜角度的同时测量，且检测效率高、操作简便，具有较高工程应用价值。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 国家地区组织代码： | 辽宁;21 |
| 申请人： | 大连理工大学;中国核工业二三建设有限公司;核工业工程研究设计有限公司 |
| 发明人： | 金士杰;马天天;张东辉;林莉;严宇;廖静瑜 |
| 专利状态： | 有效 |
| 发布日期： | 2019-01-01T00:00:00+0800 |
| 申请号： | CN201810861991.0 |
| 公开号： | CN109060961A |
| 代理机构： | 大连星海专利事务所有限公司 21208 |
| 代理人： | 花向阳;杨翠翠 |
| 分类号： | G01N29/06(2006.01)I;G01N29/44(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/06;G01N29/44 |
| 申请人地址： | 116024 辽宁省大连市高新园区凌工路2号 |
| 主权项： | 1.一种基于TOFD周向扫查图像的厚壁管道倾斜裂纹精准定量方法，采用由TOFD探伤仪、TOFD探头、倾斜有机玻璃楔块和扫查装置组成的TOFD检测系统，沿厚壁管道外壁实施TOFD周向扫查与图像采集，读取扫查图像中一次底面波和裂纹上、下端点衍射波传播声时，结合裂纹上、下端点深度、TOFD探头中心间距、管道壁厚及管道外壁曲率半径之间的几何关系，计算得到裂纹长度和倾斜角度；其特征是：所述方法采用如下步骤：(1)TOFD检测参数确定根据被检厚壁管道的材料、几何尺寸及待检测范围选取合适的TOFD检测参数，TOFD检测参数包括TOFD探头频率、楔块斜楔角、探头中心间距、检测增益、采样频率、电子扫查步进；(2)扫查图像采集在厚壁管道内部存在沿轴向分布的埋藏型倾斜裂纹，裂纹上端点与下端点分别设为A和B；采用步骤(1)中确定的TOFD检测参数，控制TOFD探头沿管道外壁进行周向扫查，获得扫查图像，并读取一次底面波传播声时t1，裂纹上端点与下端点衍射波传播声时分别为tA与tB；(3)裂纹端点深度计算设管道外壁圆周半径为R，壁厚为T，圆心为O，TOFD探头中心间距为2S；以裂纹上端点为例，当其位于TOFD探头对的连线中垂线上时，周向扫查图像中的显示深度，即与直通波的间距最小；此时，不考虑TOFD楔块带来的超声延迟时间，裂纹上端点到管道外壁的径向距离，即端点深度dA可由式(1)给出：dA＝T‑[(cLt1/2)‑S2]1/2+[(cLtA/2)‑S2]1/2 (1)，式中，cL为材料纵波声速；重复上述步骤给出裂纹下端点到管道外壁的径向距离dB：dB＝T‑[(cLt1/2)‑S2]1/2+[(cLtB/2)‑S2]1/2 (2)；(4)裂纹长度定量由式(1)与式(2)得裂纹上端点与下端点到管道圆心的距离dAO和dBO分别为：dAO＝R‑T+[(cLt1/2)‑S2]1/2‑[(cLtA/2)‑S2]1/2 (3)dBO＝R‑T+[(cLt1/2)‑S2]1/2‑[(cLtA/2)‑S2]1/2 (4)定义裂纹上、下端点到圆心的夹角，即∠AOB为β，其对应管道外壁弧长为L；根据TOFD周向扫查图像知，裂纹上、下端点显示深度最小时对应位置的横向间距就是TOFD探头沿管道外壁的扫查位移L，则β由式(5)给出： |
| 所属类别： | 发明专利 |
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