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《管道超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、2006年管道技術(shù)與設(shè)備2006第6期PipelineTechniqueandEquipmentNo16管道超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)董為榮,帥建(中國(guó)石油大學(xué)(北京),北京102249)摘要:介紹了管道超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的理論基礎(chǔ),指出了這一檢測(cè)方法的技術(shù)關(guān)鍵;同時(shí)對(duì)現(xiàn)有已用于工程應(yīng)用的導(dǎo)波檢測(cè)設(shè)備與導(dǎo)波檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)作了描述和對(duì)比;總結(jié)了目前成熟的缺陷識(shí)別定位方法,在此基礎(chǔ)上,對(duì)管道超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)的廣泛應(yīng)用提出幾點(diǎn)展望。關(guān)鍵詞:超聲導(dǎo)波;管道;檢測(cè);缺陷識(shí)別中圖分類(lèi)號(hào):TE97316文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1004-9614(2006)06-0021-03UltrasonicGui
2、dedWaveDetectionTechnologyinPipesDONGWei2rong,SHUAIJian(ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China)Abstract:Inthispaper,anoverviewofthebasictheoryoftheultrasonicguidedwavedetectiontechnologywaspresentedandthekeypointofthistechnologywaspointedout.Thecurrentultrasonicguidedwavedetectione
3、quipmentsinengineeringandtheexperimentweredescribedandcompared.Thedefectidentificationandpositioningmethodswerediscussed.Basedonthis,Webringforwardsomepointsconcerningtheprospectforthistechnology.Keywords:ultrasonicguidedwave;pipeline;detection;defectidentification0引言象,分析縱波管道檢測(cè)的靈敏度。在油氣管道完整
4、性檢測(cè)中,超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)(Ultrasonic2管道中導(dǎo)波理論基礎(chǔ)GuidedWave)與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比具有突出的優(yōu)點(diǎn)。一方面,2.1導(dǎo)波的傳播由于超聲導(dǎo)波沿傳播路徑衰減小,可沿管道傳播幾十m遠(yuǎn)的距機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播稱(chēng)為彈性波(聲波)。將彈離,且回波信號(hào)包含管道整體性信息。因此,相對(duì)于超聲檢測(cè)、性介質(zhì)定義為波導(dǎo),在波導(dǎo)中傳播的超聲波稱(chēng)為超聲導(dǎo)波。傳漏磁檢測(cè)等常規(guī)無(wú)損檢測(cè)技術(shù),導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)實(shí)際上是檢測(cè)了播速度只與介質(zhì)材料密度和彈性性質(zhì)有關(guān),不依賴(lài)于波動(dòng)本身一條線,而非一點(diǎn);另一方面,由于超聲導(dǎo)波在管的內(nèi)、外表面的特性。在傳播過(guò)程中,一定頻率相近的一族波疊加形成波和
5、中部都有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),聲場(chǎng)遍及整個(gè)壁厚,因此,整個(gè)壁厚都包,此波包的速度稱(chēng)為群速度,而其中每一相波的速度稱(chēng)為相可以被檢測(cè)到,這就意味著既可以檢測(cè)管道的內(nèi)部缺陷也可以速度。檢測(cè)管道的表面缺陷。因此研究超聲導(dǎo)波在管道中的激勵(lì)、接由彈性動(dòng)力學(xué)可知,各向同性均勻的線彈性體的運(yùn)動(dòng)由納收、應(yīng)用與缺陷定位等問(wèn)題,將對(duì)導(dǎo)波技術(shù)在工程中成熟應(yīng)用維方程決定,假定方程解具有諧波形式,則質(zhì)點(diǎn)位移分量為具有重要的意義。ur=Ur(r)cosnθcos(ωt+kz)1國(guó)內(nèi)外研究概況uθ=Uθ(r)sinnθcos(ωt+kz)(1)國(guó)外的導(dǎo)波理論研究經(jīng)歷了彈性波在板狀有界波導(dǎo)中的uz=Uz(r)cosn
6、θsin(ωt+kz)傳播特性理論推導(dǎo)到將導(dǎo)波技術(shù)應(yīng)用于管道缺陷檢測(cè)研究的式中:n為環(huán)向階數(shù),n=0,1,2,3?;Ur,Uθ,Uz為由Bessel函過(guò)程。目前,國(guó)外導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)在工程中的應(yīng)用已相對(duì)成熟,數(shù)(或者為修正的Bessel函數(shù),取決于幅角)構(gòu)成的相應(yīng)的位移試驗(yàn)研究的熱點(diǎn)也集中在利用“彎曲模態(tài)調(diào)節(jié)技術(shù)”對(duì)管道彎幅度,詳見(jiàn)文獻(xiàn)[1]。頭處檢測(cè)及進(jìn)行充液管道導(dǎo)波檢測(cè)的研究。管道中沿Z軸方向傳播3種導(dǎo)波模式:縱向模態(tài)和扭轉(zhuǎn)模國(guó)內(nèi)的超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)方面的研究較國(guó)外起步晚,但在態(tài)是軸對(duì)稱(chēng)模態(tài),彎曲模態(tài)是非軸對(duì)稱(chēng)模態(tài)。沿用Meitzler相關(guān)各領(lǐng)域也展開(kāi)了廣泛研究。理論方面,根
7、據(jù)彈性縱波理(1961),Zemanek(1972)與Silk和Bainton(1979)采用的符號(hào)表示論,通過(guò)計(jì)算分析管中導(dǎo)波的頻散曲線,討論了L(0,2)模式導(dǎo)如下[1]:縱向模態(tài)為L(zhǎng)(0,m)(軸對(duì)稱(chēng));扭轉(zhuǎn)模態(tài)為T(mén)(0,m)(軸波在裂紋處的反射和透射規(guī)律,從而根據(jù)導(dǎo)波反射時(shí)間和強(qiáng)度對(duì)稱(chēng));彎曲模態(tài)為F(n,m)(非軸對(duì)稱(chēng))。圖1為3種模態(tài)導(dǎo)波確定出裂紋的位置和尺寸;實(shí)驗(yàn)方面,采用合理的傳感器設(shè)計(jì)的示意圖。方案,在管道中抑制其他模態(tài)導(dǎo)波,激勵(lì)理想的L(0,2)模式導(dǎo)在位移分量表達(dá)式中,環(huán)向階次n反映該模態(tài)繞管
