海底管道檢測超聲探頭及探頭陣列的設(shè)計.pdf

1、本課題來源于海洋資源開發(fā)技術(shù)主題下資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域中的一項國家海洋863重大專題項目，“海底管道內(nèi)爬行器及其檢測技術(shù)”，開發(fā)研制一套用于海底輸油管道內(nèi)壁的缺陷檢測裝置。本論文在簡要介紹超聲檢測原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)項目工程樣機的性能指標，通過理論分析和計算，設(shè)計了單個特種探頭和探頭陣列。 文中介紹了幾種常用的管道無損檢測方法，并且分析比較了渦流檢測、漏磁檢測與超聲檢測方法的優(yōu)缺點。選取超聲檢測進行海底石油管道內(nèi)部檢測，并介紹了其檢

2、測原理與實際應(yīng)用。 將管徑為325mm的石油管道作為設(shè)計對象，通過分析比較不同類型超聲探頭的聲場，選擇了最適合石油管道檢測的超聲探頭，并且確定了其基本參數(shù)。根據(jù)幾何聲學(xué)的原理，得出了發(fā)散探頭在石油以及在管壁內(nèi)的焦距和焦柱尺寸的計算公式。并且分析了探頭的傾斜、溫度、透鏡曲率半徑和油層厚度對探頭聲場的影響。 根據(jù)探頭的聲場特性（包括檢測范圍、指向性）以及不漏檢條件設(shè)計了探頭環(huán)、探頭列陣以及探頭的排列方式。又根據(jù)系統(tǒng)要求的檢測