电磁超声管道螺旋导波传播机理及检测研究

发布时间：2024-02-26 21:14

　　压力管道广泛应用于石油化工、电站、军工等能源行业领域,因其工作环境极为恶劣,长期工作在高温、高压、易腐蚀等环境下,受各种外力作用或自身制造工艺原因致使裂纹产生不可避免,进而影响管道的安全运行。因此,管道裂纹检测对管道安全评价具有重要意义。根据裂纹的走向角度,管道裂纹可以分为轴向裂纹、周向裂纹和斜向裂纹。裂纹检测有超声导波、漏磁、弹性波等多种技术方法,其中超声导波法是裂纹检测的主要技术之一。目前,国内外管道裂纹检测超声导波法主要采用周向导波和轴向导波,分别实现轴向、周向裂纹检测。在进行管道检测过程中,超声波遇到斜裂纹缺陷时,反射超声波主声束的传播方向不再沿管道的轴向和周向,而沿管道的螺旋方向传播,即为管道螺旋导波。受超声波声场指向性的制约,轴向和周向探头无法较好接收到主声束沿着螺旋方向传播的超声导波。论文针对螺旋导波技术进行管道裂纹检测的问题,开展了理论、仿真、设计、实验等大量的研究工作,取得了部分新颖性的研究成果。论文对螺旋超声导波进行了数理描述,推导了螺旋导波主声束的传播方程。针对螺旋导波接收的技术难点,论文研究了管道螺旋超声导波的理论基础,通过对固体形变时体元的应力和应变分析,结合...

【文章页数】：157 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1管道裂纹Fig.1.1Thecrackinthepipe

国内各类管道安全事故高达1000多起[11]。1999年美国贝灵汉镇油管爆燃造成3人死亡，该次爆炸事故给该公司高层负责公司带来无法挽回的重大影响[12]。（4）裂纹在材料断裂过程中起决定作用，裂纹检测为管道完整性评价提供依据管道缺陷种类繁多，在管道受损诸多破坏中，裂纹损....

图1.2管道周向焊缝Fig.1.2Thecircumferentialweldinthepipe

图1.2管道周向焊缝Fig.1.2Thecircumferentialweldinthepipe中裂纹的无损检测技术中，目前主要有漏磁裂纹压电阻抗裂纹检测技术、声发射裂纹检测技术、测技术技术[16]依据于铁磁性材料在外磁场感应作用下的增大。利用磁敏元件对被测材料....

图1.5圆管中沿轴向传播的导波Fig.1.5Theguidedwavepropagatingalongthelongitudinaldirectionofthetube

图1.5圆管中沿轴向传播的导波idedwavepropagatingalongthelongitudinaldir测出构件中的多数缺陷，应用时，为保，检测前需对被检工件表面进行清洁、合纯净的耦合剂[25,26]。ElectromagneticAcousticT....

图1.7管道轴向导波主声束传播方向示意图

的检测技术中，目前有利用相控阵实现的压电较多。国内研究电磁超声检测的大部分是轴向仿真建模分析阶段。国外采用电磁超声检测技波模式的检测系统。研究一种简单、便捷的电的斜向裂纹是目前发展方向。图1.6管道周向导波主声束传播方向示意图onalpropagationdirectio....

本文编号：3911864