薄板腐蚀缺陷兰姆波成像检测的有限元模拟

基于A0模式兰姆波对薄板腐蚀缺陷进行成像检测,在频率一定时,由于腐蚀造成板厚的改变将进一步影响检测兰姆波速度的变化,通过检测兰姆波波速的变化可以对板材腐蚀类缺陷进行监测.根据A0模式兰姆波的频率特征,测量发射探头与接收探头之间的兰姆波走时,结合波的实际传播路径,计算出实际检测兰姆波的速度,采用联合迭代重建技术(SIRT)对走时数据进行群速度图像重建.基于有限元数值方法,采用A0模式兰姆波对薄铝板中的腐蚀类缺陷进行模拟检测,给出了成像检测结果.     

球罐对接焊缝超声TOFD及超声相控阵检测实验研究

对与球罐材质相近,厚度、坡口形式和焊接工艺相同定制的对接焊缝试块,利用超声衍射时差法(TOFD)检测技术和超声相控阵检测技术进行检测,分析比较两种方法的检测结果.实验结果表明,超声TOFD检测可以高效和精确地检测出焊缝中的缺陷,但它存在近表面和近底面盲区;超声相控阵检测可以借助探头声束的聚焦和可转向的特点,检测出焊缝近表面和近底面的缺陷.因此,将两种检测方法结合使用,可以有效提高焊缝近表面检测效果,提高缺陷的检出率,实现缺陷的精确定位和定量.     

识别薄板中兰姆波和体波的阶梯板方法

斜探头在某些频率下激励出的兰姆波,其群速度与体波的传播速度相近,所以通过判断传播速度不易区分出兰姆波和体波。通过数值模拟和实验,分别研究了激励频率为2 MHz的纵波和S0模态兰姆波在阶梯板上的反射特性,发现:在阶梯板上入射S0模态兰姆波时,有反射回波;而入射纵波时,无反射回波。基于这种反射特性的差别,提出了一种利用阶梯板区别薄板中兰姆波和体波的方法,该方法可用于确认探头的激励特性。     

PE管焊缝缺陷超声检测效果的模糊评价

针对聚乙烯管道运行过程中因存在缺陷而导致的安全风险,采用超声波技术检测聚乙烯管热熔焊接(特别是现场焊接)焊缝处的各种缺陷,并对缺陷的检测效果展开模糊评价。通过选用和制作不同类型的超声探头和PE管焊缝缺陷试块,分别采用5种定制探头检测及分析4种常见的PE管焊缝缺陷:气孔、夹杂、裂纹、脱层。在不同探头对各种类型缺陷的检出率和定量效果的基础上,利用模糊评价方法评估其检测效果,并验证其正确性。结果表明:不同类型探头对PE管缺陷检出率和定量效果差异明显,可通过选用适合的超声波探头检测PE管焊缝缺陷。     

多缺陷兰姆波拓扑成像

将时间反转理论与拓扑优化思想结合在一起,引入了直接声场和伴随声场的概念。通过将时间反转后的兰姆波散射信号作为伴随声场中的二次激励源,实现了信号在缺陷处的聚焦,并根据时域拓扑能量公式计算出检测区域内各点的拓扑能量值,从而对薄板内多缺陷进行表征。有限元仿真和实验表明：在多缺陷情形下,延迟叠加法（Delay and Sum,DAS）因受瑞利准则的约束而在缺陷间距小于分辨率阈值时,无法对缺陷位置进行定位;时域拓扑能量法通过兰姆波时间反转聚焦、图像融合,不仅提高了缺陷检测分辨率,还消除了多模式、有噪声环境下伪像的干扰。有效推动了兰姆波在板类结构无损检测中的应用。     

用二维傅里叶变换识别兰姆波模式的研究

本文用二维傅里叶变换信号处理进行了兰姆波模式分析。通过理论计算与实验结果的比较表明,二维傅里叶变换技术能有效地分析识别兰姆波模式。实验中,采用直探用与可变角探头作为超声波换能器做了接收宽带兰姆波信号的对比。     

表面裂纹的激光超声可视化兰姆波检测研究

兰姆波在板材的缺陷检测中具有重要的地位,但兰姆波在裂纹检测过程的可视化实验研究较少。通过激光超声可视化技术,观察了激光激励出的宽频兰姆波在0.4 mm深、0.2 mm宽的裂纹上的反射和透射现象;并利用带通滤波技术,研究了不同中心频率的兰姆波在裂纹上的散射特性。结果发现:兰姆波在裂纹上发生了模态转换现象,出现了传播速度较快的兰姆波模态;并随着兰姆波频率的增加,反射兰姆波的能量增强。该研究为板中裂纹的兰姆波检测提供了实验参考。     

超声波探伤中两种缺陷测长方法的比较

以钢板中规则缺陷以及平板对接焊缝缺陷为研究对象,按照JB/T4730.3-2005标准,利用横波探头对钢板中规则缺陷以及焊缝中已知缺陷用不同的测长方法测长,通过一系列的试验工作获取钢板及平板对接焊缝中缺陷长度的超声检测数据,并与缺陷的实际尺寸进行比较,为实际工作中选取恰当的缺陷测长方法提供有价值的参考。     

稀疏重建的兰姆波结构损伤定位

研究了基于稀疏重建算法的兰姆(Lamb)波损伤成像方法。利用损伤的稀疏性,对测量信号在字典中寻求其稀疏表示,通过稀疏重建方法得到定位缺陷的图像。由兰姆波信号传播模型理论,计算检测区域所有可能出现缺陷位置对应传感器接收到的散射信号波形,以此组成过完备字典;并通过梯度投影算法从字典中搜寻匹配的原子,匹配原子在字典中的位置对应于缺陷在检测区域中的位置。仿真实验采用多模态兰姆波进行损伤定位,结果表明稀疏重建方法在低噪声情况下可以实现对单个、两个缺陷的定位,和延迟求和成像方法对比,稀疏成像具有更少的噪声干扰及伪像。     

一维准周期声子晶体板中兰姆波的禁带特性分析

结合超胞法,利用有限元软件COMSOL计算了兰姆波在一维准周期声子晶体板中的频带结构,研究了其禁带特性和波动局部化现象。讨论了超胞的选取,通过模态图和位移矢量图进行了兰姆波的模态分析;讨论了结构参数和材料参数对兰姆波禁带的影响,其中结构参数包括板厚与晶格常数之比L/D和填充率,材料参数包括组元材料的密度和弹性模量。本文研究结果为实现对兰姆波传播的控制和调节提供新的思路,为准周期声子晶体板用于声学功能器件的设计制作提供一定的理论基础。     

交流电磁场技术在凝汽器换热管与管板连接焊缝检测中的应用

凝汽器的换热管与管板连接焊缝处存在缺陷造成泄漏将严重影响生产。介绍了焊缝表面交流电磁场检测技术的原理、方法,制作了对比试样并进行了测试分析,通过讨论缺陷影响交流电磁场检测信号的变化规律,对缺陷和交流电磁场信号之间的对应关系进行了分析和研究。实际检测结果表明:采用交流电磁场技术检测凝汽器换热管与管板连接焊缝缺陷是可行的。     

TA2圆管辊弯成型边波缺陷及机理研究

目的 为消除TA2薄壁圆管在辊弯成型过程中产生的边波缺陷,研究分析不同成型方法中TA2薄壁圆管焊缝处纵向应力及应变大小的变化规律。方法 运用专业型钢软件COPRA RF和有限元MSC.MARC商业软件建立符合生产标准的三维薄壁圆管模型,展开多机架连续辊弯成型过程的有限元仿真,并进行辊弯成型试验验证。结果 试验结果表明,成型方式不合理是引起TA2薄壁圆管辊弯成型边波的重要原因。随着道次间成型结束后塑性应力与纵向应力的累积,TA2薄壁圆管焊缝处出现褶皱现象,即薄壁圆管产生边波缺陷。通过有限元分析及TA2纯钛薄壁圆管生产试验验证发现,基于普通成型法加工的薄壁圆管焊缝处失稳区辊弯纵向应变波动峰值由0.6%降低到基于上山法成型的0.3%。结论 使用上山法可以消除TA2纯钛薄壁圆管在辊弯加工工艺中产生的边波缺陷,提高了产品精度并为后续装配提供了保障,研究结果为消除工业纯钛圆管边波缺陷奠定了良好的理论基础。     

基于熔池图像特征的焊缝质量指标设计与分析

目的 熔池是焊缝形貌的动态成形特征,建立熔池图像质量与焊缝形貌之间的映射关系能促进焊接质量实时智能检测。方法 采用暗通道处理法进行滤波降噪,差分融合算法融合暗通道图和直方均衡化图。结果 利用所述算法对5种焊缝缺陷对应的熔池图像进行处理能有效滤除点状噪声,并且图像的清晰度和对比度较原图增大了两倍及以上。结论 设计融合图像及焊缝形貌评分指标,建立熔池–焊缝评分方程,验证了熔池图像预测焊缝缺陷等级的可行性。     

兰姆波检测参数曲线的应用研究

为了推广应用兰姆波进行无损检测,对兰姆波检测参数曲线进行了研究。通过对兰姆波频率特征方程的对称模式和反对称模式两种情况进行算法分析,用VC++软件加以编程实现,设计了专门用于绘制兰姆波参数曲线的软件,同时依据激励角频散曲线设计了兰姆波换能器的斜楔结构参数,并制作了兰姆波换能器,进而解决了兰姆波检测参数曲线的绘制和应用问题,所绘制的参数曲线适用于不同材质、不同型号的金属薄板兰姆波检测。     

超声检测中的兰姆波层析成像

兰姆波作为超声导波，可以对薄板类结构实现大范围快速的检测。然而，从兰姆波数据中提取定量信息时对检测人员的技术素质提出了很高的要求。文章用兰姆波层析成像仿真实现了铝板中不同缺陷的重建图像。结果表明：采用滤波反投影算法得到的层析图像给出了关于缺陷位置和类型的信息，从而使技术人员可以方便地识别出材料中的缺陷。     

超声波探伤应用实例

焊缝中焊接接头余高及接头中未焊透、禾融合、裂纹等危险性大的缺陷往往会影响焊接产品的质量。我单位近年来对江西省内钢结构焊接产品进行检测,发现由于焊接工人操作不当,焊缝根部成型较差,在实际检测过程中当探头K值与前沿距离选择不当时,经常会遇到根部焊缝余高反射波、一次反射波扫查的缺陷反射波、根部焊缝余高的反射波扫查到缺陷的回波混淆不清,缺陷定位不准等现象。超声波探伤实际操作中通过选择合适探头K值、前沿距离,确定合适的扫查高度,可以减少或消除根部焊缝余高反射对缺陷回波判定的不利影响,提高探伤的准确度。     

超声波检测焊缝缺陷深度的不确定度评定

采用GUM法对超声波检测焊缝缺陷深度的测量不确定度来源进行了分析,并对检测过程中的测量不确定度进行了评定。结果表明:超声波检测焊缝缺陷深度的不确定度来源主要有超声波探伤仪水平线性误差、斜探头性能以及试块规格;为了得到精确的测量结果,测试前应对超声波探伤仪水平线性误差进行检查并确保其在合适范围内,然后选用合适的探头及试块。     

某天然气站场管道典型管件内腐蚀原因分析

针对某气田天然气站场典型管件直角弯头内腐蚀严重减薄的现象,首先利用CFD软件进行管件内部流场分析,然后对切割试样内壁腐蚀产物进行了扫描电镜分析及XRD物相分析,再对管件焊缝热影响区进行了金相检验及其材料的化学成分分析。综合分析结果表明:该管件腐蚀的直接原因是水沉积产生的二氧化碳腐蚀与高流速下的冲刷腐蚀,间接原因是焊接缺陷促使腐蚀过程加速。     

自动超声串列检测工艺对双面埋弧焊钢管焊缝检测结果的影响

根据DEP 31.40.20.37:2013的要求,采用折射角为45°的两组探头,对610 mm×15mm双面埋弧焊钢管焊缝进行自动超声检测,分别从焊缝两侧对焊缝中心部位缺陷进行串列检测。串列检测过程中发现,人工参考反射体的回波信号微弱且不稳定,且检测探头实际位置与按主声束中心声束所得出的理论位置存在较大偏差。通过理论分析和试验验证,发现检测工艺中焊缝余高对检测结果产生了较大的影响。最后根据问题产生的原因对检测工艺进行了调整,有效解决了串列检测中存在的问题。     

焊缝余高引起的一种超声检测回波信号的正确辨识

焊缝余高引起的非缺陷回波信号可能会出现在一次波声程以内,影响对缺陷回波信号的正确辨识。分析了一个可疑的回波信号,总结了一种正确辨识缺陷回波信号的方法。结果表明:该焊缝中的反射回波为非主声束轴线入射到内焊缝焊角上的反射回波,而非缺陷回波。当检测过程判断缺陷的信息量少时,发现可疑缺陷后,应首先对回波信息进行正确定位,不能确认是焊缝缺陷的情况下,可利用CAD等作图软件对超声检测的声束路径进行分析,辨别超声检测回波信号的真正反射面,从而对超声检测回波信号进行准确判断。