基于超聲導波的管道焊縫區(qū)缺陷檢測研究.pdf

1、為保障管道運行安全，需要對其進行定期檢測，超聲導波相對傳統(tǒng)無損檢測技術具有傳播距離遠、檢測效率高等優(yōu)點，近年來有很多研究將超聲導波應用到管道缺陷檢測中，但是因超聲導波和焊接結構的復雜性，較少有針對管道焊縫區(qū)（焊縫及其鄰近區(qū)域的總稱）缺陷的詳細研究。而焊縫區(qū)缺陷，是影響管道安全的重要因素，所以對管道焊縫區(qū)缺陷超聲導波檢測方法的研究有很大現(xiàn)實意義。
　　本文通過數(shù)值模擬和試驗方法，針對焊縫裂紋、孔洞缺陷，近焊縫裂紋、孔洞缺陷，多焊縫管

2、道焊縫裂紋缺陷及充水與埋地管道焊縫裂紋缺陷，進行了檢測分析，研究了不同缺陷對焊縫回波的影響，為管道焊縫區(qū)缺陷的檢測提供了依據(jù)。本文主要工作和成果如下：
　　1)在導波的形成機理和頻散現(xiàn)象等導波理論的基礎上，分析了真空、充水與埋地管道中超聲導波的頻散曲線，確定了導波檢測激勵信號與激勵頻率的選擇方法，研究了管道焊縫區(qū)的結構和缺陷，提出了用于判斷管道焊縫區(qū)缺陷的對稱與非對稱模態(tài)分離算法。
　　2)結合焊縫區(qū)結構和超聲導波的復雜性，

3、基于ANSYS有限元分析軟件建立了管道焊縫區(qū)缺陷分析模型，通過分析軸向及周向位移云圖，研究了焊縫處模態(tài)轉換情況，并應用對稱與非對稱模態(tài)分離算法，分析了不同缺陷焊縫回波中的非對稱模態(tài)，及其隨缺陷截面缺損率變化的情況。
　　3)建立了導波激勵接收試驗系統(tǒng)，設計了試驗方案，分別對焊縫區(qū)裂紋、孔洞缺陷，多焊縫管道焊縫裂紋缺陷進行了試驗研究，應用對稱與非對稱模態(tài)分離算法研究了焊縫回波中的非對稱模態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，含缺陷的焊縫回波與不含缺陷的焊縫