基于時(shí)間反轉(zhuǎn)法的管道導(dǎo)波周向缺陷檢測(cè).pdf

1、管道在長(zhǎng)期服役的過(guò)程中，腐蝕、疲勞破壞、管道內(nèi)部潛在缺陷及加工缺陷的原因會(huì)致使管道開(kāi)裂，不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)同時(shí)對(duì)社會(huì)和環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因此，管道缺陷檢測(cè)技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)尤為重要。激勵(lì)的直接導(dǎo)波在缺陷處發(fā)生模態(tài)轉(zhuǎn)換，以致缺陷反射回波幅值減小，不利于缺陷的檢測(cè)。而時(shí)間反轉(zhuǎn)波能夠在缺陷處發(fā)生聚焦，提高缺陷的檢測(cè)與定位能力。本文基于時(shí)間反轉(zhuǎn)導(dǎo)波場(chǎng)的聚焦理論，采用理論推導(dǎo)、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)采集系統(tǒng)開(kāi)發(fā)以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法，將直接導(dǎo)波和時(shí)

2、間反轉(zhuǎn)波應(yīng)用于不同類(lèi)型的缺陷檢測(cè)研究中，對(duì)管道缺陷進(jìn)行周向定位。本文的具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　對(duì)時(shí)間反轉(zhuǎn)波場(chǎng)的空間聚焦特性與時(shí)間聚焦特性進(jìn)行推導(dǎo)，論證時(shí)間反轉(zhuǎn)波的能量在缺陷處聚焦，提高缺陷反射回波的幅值，因而能夠提高缺陷的檢測(cè)、定位及識(shí)別能力。
　　設(shè)定模擬分析參數(shù)，運(yùn)用有限元軟件AB AQ US對(duì)不同圓周夾角的缺陷、同軸向不同周向的雙缺陷、不同軸向且不同周向的雙缺陷、不同徑向位置的周向缺陷以及不同孔徑的圓孔型缺陷分別采用直

3、接導(dǎo)波和時(shí)間反轉(zhuǎn)導(dǎo)波進(jìn)行模擬。結(jié)果表明，與直接導(dǎo)波法檢測(cè)相比，時(shí)間反轉(zhuǎn)導(dǎo)波對(duì)小缺陷及長(zhǎng)距離缺陷檢測(cè)的提升更為顯著。時(shí)間反轉(zhuǎn)波能有效提高缺陷反射回波的幅值，且在管道的周向方向上，對(duì)缺陷位置處的缺陷反射回波的幅值有更為顯著的提升。由此可以判定，繪制的時(shí)間反轉(zhuǎn)導(dǎo)波激勵(lì)的缺陷反射回波幅值的圓周分布圖中幅值較大且尖銳處即為缺陷所在的周向位置。
　　制備具有不同圓周夾角周向缺陷、同軸向不同周向雙缺陷、不同軸向且不同周向以及不同孔徑的圓孔型缺陷

4、的鋼管及相關(guān)實(shí)驗(yàn)材料，利用接線端子對(duì)激勵(lì)端壓電片接線進(jìn)行并聯(lián)設(shè)計(jì)，并且對(duì)Lab VI EW前面板及程序框圖進(jìn)行改進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)在激勵(lì)端周向方向上同時(shí)激勵(lì)超聲導(dǎo)波信號(hào)，并于接收端同時(shí)采集缺陷反射回波信號(hào)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　　應(yīng)用改進(jìn)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)具有不同圓周夾角的周向缺陷的鋼管、同軸向不同周向的雙缺陷的鋼管、不同軸向且不同周向的雙缺陷的鋼管及不同孔徑的圓孔型缺陷的鋼管分別采用直接導(dǎo)波和時(shí)間反轉(zhuǎn)導(dǎo)波進(jìn)行信號(hào)激勵(lì)。對(duì)缺陷反轉(zhuǎn)