非均质各向异性焊缝超声波检测声场特性应用研究

核电主管道粗晶奥氏体不锈钢焊缝为非均质各向异性焊缝,其超声检测在行业内难度较高。文中使用CIVA软件模拟了纵波斜探头、相控阵探头、普通TRL探头与TRL相控阵探头的声场,从声压分布与-6dB声束宽度角度对比分析了声场特性,通过对非均质各向异性焊缝的缺陷响应模拟对声场特性进行了应用。研究结果表明, TRL相控阵探头经过声束聚焦后,声场能量集中,具有较高的检测灵敏度和分辨力,在检测非均质各向异性焊缝时具有明显优势。该研究得出了焊缝超声检测探头声场特点,并对缺陷检测结果进行了举例仿真,对超声检测中探头选型以及检测工艺的制定具有重要指导意义。     

大厚度奥氏体不锈钢焊缝的超声探头设计

奥氏体不锈钢在工业中应用广泛,但其在焊接过程中容易产生缺陷,这些缺陷会导致事故的发生。超声检测可以有效地检测出焊缝中的缺陷,但由于奥氏体的晶粒尺寸粗大,会导致缺陷信号被噪声掩盖。针对此问题,本文设计了一组适用于大厚度奥氏体焊缝检测的超声探头,最终提高了检测结果的可信度。     

相位加权的矢量全聚焦超声阵列成像方法研究

常规矢量全聚焦成像仅利用检测信号的幅值信息,其成像质量受噪声、栅瓣和旁瓣等的影响大。综合利用检测信号的幅值和相位信息,本文提出两种相位加权的矢量全聚焦成像方法。首先,对全矩阵数据的相位信息进行分析,提取出两种相位特征参数:相位一致因子(Phase Coherence Factor:PCF)和极性一致因子(Sign Coherence Factor:SCF);然后,将全阵列划分为若干子阵列,分别利用两种相位特征参数对各个子阵列的成像幅值进行加权,求取加权幅值特征向量;最后,对所有子阵列的加权特征向量进行合成,得到两种加权的矢量全聚焦成像,并从中提取出裂纹方向及尺寸等特征信息。将三种矢量全聚焦成像方法应用于不同缺陷检测仿真及实验验证,结果表明,3种方法均可以实现缺陷方向识别与长度定量测量;但相位加权矢量全聚焦成像效果明显优于常规矢量全聚焦成像结果,其成像信噪比及分辨率更高,缺陷角度及长度测量结果更准确。本文研究工作为缺陷无损评价提供了可行的技术手段。     

用于裂纹方向识别的超声散射系数分析方法研究

本文主要利用超声相控阵技术进行了裂纹方向识别研究。首先,对线性超声相控阵探头采集的全矩阵数据进行了全聚焦成像,确定缺陷的位置。然后将线性阵列划分为若干子阵列,研究了缺陷位置处子阵列的散射系数分布,从中提取出缺陷的方向信息。在此基础上,研究了子阵列参数选择(子阵列包含晶片数及相邻子阵列间隔晶片数)及探头位置对裂纹方向识别的影响。通过对散射系数分布图中提取的3个特征指标,角度测量误差、角度分辨率及相对脊带宽度,进行主成分分析,评价了子阵列参数设置(如子阵列包含晶片数及相邻子阵列间隔晶片数)对裂纹方向识别的影响,优化出最佳的检测位置及子阵列参数设置。仿真和检测实验结果表明,当相邻子阵列间隔晶片数为1,包含晶片数为11个时,可以利用超声散射系数分布进行裂纹方向的准确测量,测量误差小于2%。     

相控阵超声波技术在奥氏体不锈钢管道环焊缝检测中的运用

本文通过试验结果表明,相控阵超声波技术能够对一些存在自然缺陷的试块进行全覆盖检测并定量,检测结果误差能够满足ASME规范要求,可以用于核电站奥氏体不锈钢管道环焊缝检测工作。     

焊缝散射对板中超声水平剪切导波直线合成孔径阵列成像的影响

为探讨焊缝散射与板中超声导波阵列成像之间的关系,提出了将散射渡越时间矩阵作为分析工具用来开展焊缝散射对板中超声水平剪切(Shear horizontal,SH)导波直线合成孔径阵列成像影响的研究。运用散射因子和散射渡越时间矩阵描述焊缝散射,结合分析超声SH导波直线阵列信号所特有的圆锥曲线特征和合成孔径成像算法,从导波阵列信号和阵列成像机理出发,重点研究了焊缝散射因子和散射渡越时间矩阵在阵列成像中的作用。结果显示,焊缝散射易造成同一成像散射体反射声波的阵列信号形成"多峰",焊缝散射因子随之同步变大,散射渡越时间矩阵的秩随之成倍数关系增大,导致导波图像相应出现对应倍数的"条带"伪像,图像椭圆簇轨迹特征复杂化,特别是图像背景噪声增幅可达50%,图像信噪比减小幅度可达10%。成像实验验证了理论分析的有效性,表明散射渡越时间矩阵是研究焊缝散射对超声导波阵列成像影响规律的有力工具,该影响规律的揭示可为深入开展焊接板结构超声导波阵列图像处理和图像识别提供基础。     

装配式混凝土结构内部缺陷无损检测试验研究

为了研究装配式混凝土结构内部缺陷的检测方法,设计制作了含有不同类型缺陷的装配式混凝土结构用叠合构件,并对试件内部缺陷进行了基于阵列超声和电磁波雷达的无损检测方法试验研究。结果表明:阵列超声法检测得到的结果与试件内部缺陷设计情况吻合度较高,通过不同二维断面成像的分析,可有效识别混凝土内部孔洞、夹杂及脱空等缺陷;当缺陷与测试面间不存在钢筋或钢筋处于内部缺陷边缘且缺陷尺寸较大时,采用电磁波雷达法可有效地定位混凝土构件内部缺陷,但对于非金属类夹杂或孔洞可能会出现漏检情况。与阵列超声法相比,水平投影定位精度偏差较大,通过后处理软件得到的水平二维图像内部缺陷位置及大小的准确性也有待进一步提高。研究结果可为装配式混凝土结构质量控制和验收提供参考和依据。     

18-8型奥氏体不锈钢焊接热裂纹的分析

<正>0前言18-8型奥氏体不锈钢,包括在其基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高CrNi系列钢,铬、镍含量分别约为19%和10%,在氧化性介质中耐蚀性优良,在工业生产中应用量逐年递增,其在不锈钢的使用中占据主体地位,但焊接时易出现焊接热裂纹。1奥氏体不锈钢焊接热裂纹1.1结晶裂纹奥氏体不锈钢含镍量较高,液、固相线的温度区间较大,焊缝结晶时间较长,且单相奥氏体结晶方向性强,所以杂质偏析比较严重,易产生结晶热裂纹。这是     

全聚焦相控阵超声检测技术在核电站的应用展望

全聚焦相控阵超声检测技术可以实现声压有效区内所有区域的虚拟聚焦,使得该项技术具有更小的近表面盲区、更高的检测灵敏度、更快的检测效率及直观的缺陷信号显示等诸多优势,该项技术在核电站金属部件的在役检查工作中将有广阔的推广应用空间。与此同时,该项技术还存在诸如发射声能较低、成像算法有差异及无国内标准可参考等问题,需要继续讨论和发展。     

VTI介质地震成像技术在地质勘查中的应用

随着地震勘探目标复杂程度的提高,基于各向同性介质假设的基本成像方法越来越难以满足生产实际需要。因此研究在各向异性介质情况下的成像方法,对于各种地下构造勘探以及矿产开发,都有着极为重要的意义。论文推导适用VTI各向异性介质的SSF延拓算子并实现VTI介质炮域单程波叠前深度偏移,对VTI-HESS模型进行了计算验证。相比各项同性介质情况下的偏移成像方法,VTI介质炮域偏移方法加入了各向异性参数的影响因素,其结果与实际勘探资料更加符合,具有更好的成像效果。