基于时间反转聚焦法管道超声导波缺陷检测研究

发布时间：2024-02-15 08:41

　　管道在石油、化工以及人们的生活中得到了普遍地应用。然而,管道的缺陷常常出现在生产、安装、运营等过程中。人们长期关注的是找到方便、快捷的方法对运营的管道快速准确地进行检测。超声导波因为具有快速准确、可以长距离检测以及成本低的优点,而使这项检测技术受到了很大的关注。因此,本文对超声导波的研究内容如下:综述了导波有关管道检测相关内容,包括研究背景和意义,阐述了超声导波检测领域的国内外发展现状以及研究进展。简要列出了导波的基本定义和理论知识,总结了空心圆管中的超声导波和时间反转聚焦相关的理论。以钢管中导波的频散曲线图为依据,选择L(0,2)模态的导波。采用有限元的方法模拟导波检测管道缺陷,由其在介质中传播的理论,利用APDL建立有限元模型。运用ANSYS数值仿真技术对不同周向、径向尺寸的裂纹和不同直径的圆孔缺陷的管道进行检测,并研究反射系数和损伤程度之间的关系;随后,针对检测过程中缺陷回波波包不易识别的问题,本文通过截取缺陷波包,对其进行时间反转,并把时间反转激励信号重新加载于原管道模型的相应位置,得到了时间反转法对不同周向、径向尺寸的裂纹都能有效提高缺陷信号幅值,而且圆周角越小,时反后的回波...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1山东输油管道事故现场

[6]，并且我国多数长距离管道已经运行了多年，进入存在潜在事故的风险阶段。图1.1山东输油管道事故现场管道广泛地应用于海洋工程、化工、城市建设等领域当中，尤其对于油气储运行业特别重要，一方面，大部分油气管线在十几年或者几十年使用之后，必定会造成许多不同类型的缺陷，存在潜在的安全....

图1.2管道缺陷常规检测方法

-3-（a）超声波检测（b）射线检测（c）涡流检测图1.2管道缺陷常规检测方法现在还有些采用移动摄像头对大范围、长距离管网进行拍摄[8]。该方法需要专业人士对拍摄的图像进行分析，但是对于管道内部缺陷以及带有包裹层的管道，该方法也无能为力。以上所介绍的并且在实际中常见的传....

图1.3常规无损检测与导波检测示意图

（a）常规无损检测技术（b）超声导波检测技术图1.3常规无损检测与导波检测示意图

图1.4信号时间反转处理图

时间反转法就是截取接收到的时域信号中的缺陷回波波包，在时域内，通过时间反转程序对这些信号进行时域反转，然后再重新激励到相应的位置，可以实现导波的能量在缺陷处的聚焦。时间反转激励的产生，如图1.4所示，具体步骤如下：（1）利用超声导波在管道端部进行激励，并接收监测节点的波形图。（....

本文编号：3899481