聚乙烯管道电熔焊接接头的超声检测

聚乙烯管连接中大量使用电熔接头,其质量的好坏直接影响管道系统的安全。分析了超声聚焦检测技术对聚乙烯管电熔接头各类缺陷的检出能力。在此基础上,运用相控阵超声技术及B扫描实时成像超声方法检测大量含缺陷接头,对比超声成像图与接头实剖图,发现该方法有较高的检测灵敏度和检出精度,可以应用于工程实践。     

聚乙烯电熔接头表面不规则对超声相控阵检测的影响分析

超声相控阵技术及B扫描实时成像技术,可以实现对表面平整的聚乙烯电熔接头缺陷的检测。然而针对表面不规则的聚乙烯电熔接头进行检测,由于耦合剂与聚乙烯两者声速与声阻抗的差异,会造成检测盲区的增大、检测图像的畸变和灵敏度的降低。对聚乙烯电熔接头表面不规则对超声相控阵检测的影响进行系统地分析和研究,并探索出一种实用的方法可以消除表面不规则对超声相控阵检测的影响,使超声相控阵技术能够用于表面不规则的聚乙烯电熔接头的质量检测。     

聚乙烯(PE)管道焊接接头超声相控阵检测试验研究

针对聚乙烯管道电熔焊接无损检测技术匮乏的特点,开展了一系列的试验。通过超声波相控阵检测技术,对聚乙烯电熔焊接常见的缺陷进行检测验证分析,证实了相控阵检测方法对聚乙烯电熔焊接缺陷的检测具有较高的精度及可靠性,可以用于工程实践。     

聚乙烯管道缺陷的红外热成像模拟及实验研究

针对聚乙烯(PE)管道内部缺陷检测中存在的问题,利用了有限元法模拟了PE管道的瞬态传热过程。计算模型中,在管道的内表面施加恒热流边界条件,内部缺陷会对管道表面的温度分布产生影响,从而建立起了温度分布与缺陷的大小和位置之间的关系。为了验证有限元模拟热像图,搭建了基于电加热棒热激励方式的聚乙烯管道红外热成像实验平台,该平台采用高灵敏度高速红外热像仪作为检测设备。通过模拟和试验,比较研究了不同深度、不同直径的缺陷的温度随位置的变化曲线。研究结果表明,实际试验结果和有限元模拟结果基本吻合,验证了模拟结果的正确性;也说明了有限元数值计算方法可以作为研究红外热成像技术的一种手段,为基于红外热成像技术的聚乙烯管道内部缺陷检测技术提供了数值模型。     

基于COMSOL的超声相控阵无损检测算法与仿真技术研究

基于超声相控阵无损检测技术原理,运用延时法则研究了超声相控阵偏转和聚焦算法,在COMSOL软件中建立了多阵元超声相控阵无损检测仿真模型,对碳钢工件内部的缺陷形态进行了不同角度的扫查,揭示了声束在缺陷碳钢工件中的传播规律,获得了不同阵元的超声脉冲回波图;在此基础上,提出了基于脉冲回波的缺陷重构算法,对工件中的缺陷形态进行了重构;最后,开展了超声相控阵无损检测实验,对仿真模型以及缺陷重构算法进行了验证。研究结果为工件缺陷的超声相控阵检测及重构提供了一种有效的建模仿真技术方法。     

缺陷散射对相控阵超声全聚焦成像的影响研究

相控阵超声全聚焦成像充分利用了检测信号,具有成像精度高、可进行缺陷识别等特点,是未来最具应用前景的相控阵成像算法之一。然而,目前相控阵超声全聚焦成像仍不能实现缺陷的高分辨率成像,无法对缺陷进行准确的定性、定量分析。为此,采用有限元仿真相控阵传感器的全阵列采集(FMC)过程,在全矩阵数据的基础上设计全聚焦成像程序,对圆孔和裂纹两种典型缺陷进行TFM成像,研究典型缺陷的TFM成像规律,从缺陷散射的角度分析影响相控阵超声全聚焦成像的因素。结果表明,实际检测中相控阵超声传感器只能接收到缺陷的部分散射信息,而相控阵超声在缺陷处的散射场分布与缺陷的类型、尺寸、角度及入射波类型、入射角度等因素有关,因此能否接收到缺陷散射的主要能量是影响全聚焦成像精度的关键。     

聚乙烯管道电熔接头缺陷分类研究

为了对聚乙烯管道电熔接头空洞缺陷和电阻丝信号进行分类识别,在利用超声相控阵图谱得到缺陷区域的基础上,取出了图像矩阵中缺陷区域的质心所在列,并提取质心以下部分所有像素点的灰度值构成了一组一维信号。对这些一维信号进行平滑处理及小波分解,并重构了其高频分量,通过分析信号高频分量的统计特征实现了缺陷分类。研究结果表明,不同类型缺陷对应的统计特征有明显差别,能够有效地区分孔洞缺陷及电阻丝信号,具有一定的应用推广价值。     

基于DR检测的非金属压力管道检验分析及应用

通过研究提出了一种非金属压力管道检验方法。聚乙烯管在燃气行业已得到广泛的应用,但燃气用聚乙烯管道的焊接接头的无损检测仍未有一个得到公认的、成熟的技术规范,其接头的内部质量无法通过可行有效的无损检测手段进行检测,现有的手段仍以外观检查和压力试验作为检测手段。通过对燃气用聚乙烯材质及焊缝的研究,提出了采用X射线数字成像检测技术(DR)对聚乙烯焊接接头进行检测,实验结果表明,DR检测能够作为一种可靠检验手段对聚乙烯焊接接头进行内部缺陷探伤。     

相控阵超声后处理成像技术研究、应用和发展

相控阵超声后处理成像技术采用离线计算的方式对超声回波数据进行分析,实现缺陷的成像及评价,与基于实时成像的常规相控阵超声检测技术相比,成像更清晰,缺陷表征能力更强。近年来,相控阵超声后处理成像技术逐渐成为研究热点,国内外相关学者相继建立全聚焦成像、向量全聚焦成像、波数域成像和时间反转成像等一系列基于全矩阵数据的后处理成像算法,检测精度及缺陷表征尺寸极限取得了很大突破。为此,从全矩阵数据的基础理论出发,介绍基于虚拟聚焦思想和频域反演思想的相控阵超声后处理典型成像算法的基本原理、技术特点、研究进展及应用现状,总结当前发展存在的问题和不足,预测相控阵后处理成像技术的未来发展。     

聚乙烯燃气管道电熔接头熔区应力分析

电熔焊接是聚乙烯管道最常用的连接方法之一,电熔接头的设计对管道系统安全至关重要。电熔接头焊接界面应力分布的准确分析是电熔接头设计的基础。采用理论公式推导和有限元分析相结合的方法,研究电熔接头在内压、轴向力和温度变化作用下的应力分布情况,发现接头焊接界面应力分布呈现中间小、两边大的规律。定义端部应力集中系数为界面峰值应力与平均应力的比值,分析得到应力集中系数随熔区长度的关系,结果可为基于内压与轴向力的电熔接头熔区设计提供理论参考。     

基于单方向周向兰姆波超声换能器铝管的缺陷定位

用于管道周向超声检测时,管材的对称结构和传统的电磁超声换能器(Electromagnetic Acoustic Transducer,EMAT)的多方向发射特性、以及缺陷两侧可同时产生反射等使得采集的回波信号十分复杂,并且难以保证回波信号和缺陷位置对应关系的唯一性。设计了用于管道周向检测的单方向EMAT,建立了有限元模型,仿真实现了周向Lamb波的单方向激励和传播过程,分析了单方向周向Lamb波在管道内的传播规律;在此基础上,研究了换能器位置、缺陷位置与超声传播路径之间的关系,得到了一种用于管材缺陷的定位方法,回波信号对应唯一缺陷位置。最后,对铝管管道上各位置缺陷进行了仿真、实验研究,证明了本方法的正确性和可行性。     

聚乙烯管道热熔接头冷焊缺陷的微波检测和真密度测试研究

以聚乙烯（ PE）管道热熔接头为检测对象,使用微波扫描和真密度测试的方法研究热熔接头中的冷焊缺陷。首先对无缺陷的热熔接头进行微波扫描检测,得到的微波扫描图像作为参考;然后对不同焊接条件下得到的含有冷焊缺陷的热熔接头进行微波扫描检测,得到具有不同特征的扫描图像。对这些扫描图像进行分析,可以判别导致聚乙烯管道热熔接头冷焊缺陷的焊接工艺问题。利用真密度方法对不同热熔接头进行了测试,测试结果验证了微波扫描法对聚乙烯管道热熔接头冷焊缺陷检测的有效性和可靠性。     

基于ResNet模型的聚乙烯燃气管道接头缺陷识别算法

接头是聚乙烯燃气管道容易出现危害性缺陷的薄弱环节，需对此薄弱区域进行定期检测，以确保聚乙烯燃气管道的安全运行。为提高聚乙烯燃气管道接头缺陷图像识别能力，提出了一种基于ResNet网络模型的改进型卷积神经网络识别算法。首先运用Laplacian算子、中值滤波等方式实现对PE燃气管道接头缺陷图像的预处理；然后，将dropout层和ELU函数加入在ResNet34网络模型中完成图像识别模型的构建；最后，采用改进的ResNet34网络模型通过试验对包含6种热熔缺陷类型的数据集进行训练和测试。试验结果表明，改进后的ResNet34网络模型对缺陷图像的训练正确率可达到97.3%,且拥有比原始的ResNet34网络模型和DenseNet网络模型更高的正确率，验证了此模型对于热熔接头缺陷图像识别的有效性。     

微波扫描法检测聚乙烯管道热熔接头缺陷初探

以聚乙烯管道热熔接头为检测对象,使用微波扫描的方法检测热熔接头中不同类型的缺陷.首先对无缺陷的热熔接头进行微波扫描检测,得到的扫描图像作为参考图像.然后对含有裂纹、冷焊等不同缺陷的聚乙烯管道热熔接头进行微波扫描检测,得到具有不同特征的扫描图像.对这些扫描图像进行分析可以判别缺陷的类型.最后,利用拉伸力学测试的结果,初步验证了微波扫描方法对聚乙烯管道热熔接头缺陷检测的有效性.     

矩阵换能器超声三维成像方法研究*

针对常规超声检测难以直观地显示被检对象缺陷的形状及走向等问题,开展矩阵换能器超声三维成像方法研究。超声三维成像技术具有直观显示被测对象内部缺陷三维特征的优点,基于矩阵换能器的超声三维成像方法具有扫查速度快、分辨率高等优点,是当前超声三维成像技术的研究热点。本文介绍了矩阵换能器体扫查原理及其控制方法;提出了矩阵换能器体扫查时三维体数据采集方法和数据融合算法;基于矩阵换能器和相控阵板卡系统对铝标样等试样进行了体扫查检测实验,采用等值面和体绘制两种算法对缺陷进行三维成像,并对单一缺陷进行了定量分析,定量精度较高。研究结果表明,矩阵换能器超声三维成像方法能够表征缺陷的三维形貌特征,在无需移动换能器的情况下便可实现缺陷三维检测,是超声三维检测的有效方法。     

聚乙烯燃气管道热熔接头缺陷检测系统设计及实现

为甄别片源真伪及提高热熔接头缺陷识别效率和精度,基于改进的ResNet34网络模型设计出聚乙烯燃气管道热熔接头缺陷检测系统。通过加入Droupt层和修改激活函数对ResNet34网络模型进行改进,并在此基础上对采集的数据集进行学习训练;再以训练模型为支撑设计系统总框架和功能模块;最后,基于Python语言完成聚乙烯燃气管道热熔接头缺陷检测系统的开发。测试结果显示：该系统对热熔接头缺陷的平均识别准确率为92.7%,且平均每张缺陷图像识别的时间不超过0.6 s。该系统具有较高的识别效率和准确率,可以实现聚乙烯燃气管道热熔接头缺陷的快速识别。     

复合材料曲面构件缺陷超声三维成像方法

针对目前复合材料曲面结构缺陷检测技术存在的检测结果不直观、效率低等问题,提出一种基于超声相控阵的缺陷三 维成像方法。 使用三维激光扫描仪获取曲面的点云模型,通过平行截面法规划检测路径,然后使用相控阵轮式探头采集超声图 像数据。 利用均匀三次 B 样条函数拟合检测路径与曲面,根据扫查步长和图像序列关系计算超声图像数据点的空间位置以生 成超声点云集。 最后利用体素化降采样方法对超声检测结果进行重建,实现复合材料内部缺陷的三维成像。 实验结果表明,本 文方法的缺陷成像结果与 CT 检测结果的平均误差为 1. 14 mm,能够快速准确地重建缺陷的位置、形状与尺寸信息,实现复合材 料曲面样件内部缺陷的精确表征。     

基于有限元建模的复杂部位的相控阵柔性探头研究

相控阵超声检测技术可以用于井口装置内的检测,但井口装置的表面粗糙、曲率不匹配等原因影响缺陷检测.针对井口装置复杂部位检测准确性研究,为确保相控阵超声检测技术检测阀体、弯头等复杂部位缺陷的可靠性,本文基于有限元仿真对检测过程进行模拟,通过构建含有缺陷的井口装置进行检测实验,并验证分析.     

管道阀门腐蚀缺陷的热成像检测研究

为了在线检测煤化工阀门内壁冲刷腐蚀现象,采用流场分析软件对水煤浆球阀进行了流固耦合流场模拟计算,并对阀门流场特点进行了分析。利用电磁线圈激励红外热成像法,搭建了在线检测实验台,对缺陷钢板进行了热成像原理分析;预制了阀门和管道缺陷,并对其进行了热成像实验研究。研究结果表明:阀门的冲刷腐蚀最容易出现在进出口的金属密封环部位及其附近区域的阀体内表面,可通过红外成像无损检测法检测阀门及管道冲刷腐蚀缺陷;线圈激励时间越长,激励电流越大,越容易检测出缺陷; U型缺陷比V型缺陷更容易被检测到。     

2024铝合金薄板搅拌摩擦焊接头缺陷超声无损检测

采用自制相控阵超声探头对薄板铝合金搅拌摩擦焊接头进行无损检测,通过金相试验分析,验证焊接接头存在隧道、孔洞和未焊透等典型缺陷。结果表明,自制相控阵超声探头能较好地检测出搅拌摩擦焊接头中隧道、孔洞和未焊透缺陷,从前进侧入射超声对典型缺陷的检测效果优于后退侧入射。