在役奥氏体不锈钢螺栓的超声相控阵检测

针对在役奥氏体不锈钢螺栓可靠性检测的需要,仿真分析了超声相控阵在奥氏体不锈钢螺栓中的声场分布情况,观察超声相控阵声场在奥氏体不锈钢螺栓中的覆盖范围,并通过设定检测工艺参数,仿真分析比较在役奥氏体不锈钢螺栓在完好状态和有缺陷时的声场回波情况。在奥氏体不锈钢螺栓相控阵声场仿真计算的基础上,讨论分析不同脉冲重复频率对检测结果准确性的影响,并给出如何消除脉冲重复频率产生的幻影回波伪缺陷信号的方法;最后结合仿真计算和脉冲重复频率工艺优化方法,应用超声相控阵方法成功检测出含裂纹缺陷的在役奥氏体不锈钢螺栓,验证了在役奥氏体不锈钢螺栓超声相控阵检测工艺的准确性。     

基于声场计算的管道曲率对焊缝二次波检测的影响

超声检测小径管焊缝时的缺陷定量与内壁曲率的关系鲜有研究。基于声场计算模型,研究了斜探头发射声束经不同曲率的小径管内壁反射后的散射声场,并以此计算出焊缝中点状、条状和球状三种不同反射体的回波信号。与DL-1试块DAC曲线作对比,得出了小径管内壁曲率对焊缝二次波检测的影响规律,为小径管二次波或多次波反射法检测评定缺陷的大小提供了理论依据。     

基于超声散射法的微小缺陷及近表面缺陷的检测

针对常规超声检测法存在对(?)1.0 mm以下的微小缺陷漏检及近表面检测存在盲区的问题,提出一种超声垂直发射背向散射的检测方法。分析了散射模式的声场传播特性,阐明了该模式的检测原理。通过对不同类型和尺寸的人工缺陷检测,分析了该散射方法的检测信号、检测灵敏度及成像图形;通过有限元分析,对散射波声场分布的可靠性进行了验证。结果表明,超声散射法能够识别常规超声检测方法容易漏检的微小缺陷及无法辨别的近表面缺陷,可有效检测(?)0.4 mm的微小缺陷及埋藏深度1.0 mm的近表面缺陷。     

核级高密度聚乙烯管道热熔接头的相控阵超声检测

针对HDPE(高密度聚乙烯)管道热熔接头超声检测声衰减大,检测信噪比低等问题,通过CIVA仿真软件中的超声模块对厚壁HDPE管道进行声场仿真,研究了探头频率、晶片尺寸和阵元排列对管道热熔接头中声场分布的影响,优化了检测用相控阵超声探头参数。采用优化的探头和检测工艺在含标准反射体和典型缺陷的试件上进行声场仿真和检测试验,结果表明,提出的检测工艺可全部检出■914.4 mm管道中预设的不同深度和类型的典型缺陷,整体检测效果较好。     

超声探头发射声场模拟及其缺陷响应研究

在超声检测时需要通过大量的实验才能实现缺陷的定量,确定合适的检测方案。通过建立基于多元高斯声束的探头发射声场模型,研究不同探头发射频率、探头尺寸、探头类型及不同界面下探头发射声场的分布规律,得出各检测参数对探头发射声场的影响,从而为确定合适的探伤方案提供一定的理论指导;基于建立的探头发射声场模型,结合波恩近似算法,建立夹杂类缺陷回波模型,并且通过实验验证了该模型的有效性,为夹杂类缺陷的定量分析提供了一定的理论指导。     

一种超声波探伤近距离缺陷定量方法的可行性研究

针对目前应用比较广泛的超声波探伤近距离缺陷定量一直沿用效率比较低的当量试块比较法的不足，进行了一系列的试验，对固体介绍中超声波近距离声场声压的分布情况进行了研究。并对其和理论声场声压分布不同的原因进行了分析，论证了一种新的近距离缺陷定量方法的可行性，为寻求新的超声波近距离缺陷定量方法奠定基础。     

超声爬波检测CO_2焊打底层裂纹的探讨

探讨了超声爬波的声场特征。对不同型式、不同参数的爬波探头作了筛选,从中选定适用于检测CO2衬垫焊打底层纵向裂纹的爬波探头。较好地解决了此类焊缝中近表面危害性缺陷的检测问题。     

基于CIVA仿真的铜合金导条超声检测研究

通过使用CIVA仿真软件对超声探头的超声声场进行建模仿真,可以得知超声探头在铜合金导条内部的超声声场分布同超声探头的焦距和直径密切相关.仿真结果表明,针对不同的缺陷检测需求,应选择合适的超声探头进行超声检测.对比试验也验证了结果的可靠性.     

超声波检测对直缝埋弧焊钢管的质量控制

在双面埋弧焊钢管焊缝超声检测中,如何鉴定、判别回波超标是个关键问题。通过分析双面埋弧焊钢管焊缝实际超声波检测的特点,包括超声回波信号的偏析、夹杂、裂纹和母材分层等引起超声缺陷信号或非缺陷信号和钢管曲率半径对缺陷定位的影响,总结出耦合剂反射波、焊缝表面焊痕反射波、焊缝上下错位引起的反射波以及焊缝余高或咬边形成的非缺陷波四种伪缺陷波的成因和鉴别方法,提高了伪缺陷波判别的准确性,为直缝埋弧焊钢管实际超声波检测提供了新的思路和方向。     

超声检测声场计算模型的建立与仿真软件的开发

基于瑞利积分和Pencil法,建立了声场半解析法计算模型;基于基尔霍夫近似,GTD和波恩近似理论,建立了超声场与缺陷相互作用的半解析法计算模型。以半解析法计算模型为核心,开发了超声检测计算分析系统UT-CAS。该系统可实现超声检测发射声场和缺陷回波声场的快速计算,可应用于探伤工艺设计、声场和缺陷信号辅助分析以及无损检测人员培训等。     

刚性球形微粒在超声波聚焦区内的散射

声散射问题的研究一般建立在入射波为平面波的基础上。而在医学诊断和工业无损检测领域中广泛采用的是超声聚焦换能器，因此有必要进行聚焦区内的散射场分析。以凹球面超声换能器为研究对象，假设聚焦区存在一刚性球形微粒，对此时的散射场进行分析。通过分析聚焦声场的特性，得到了聚焦区附近的瞬时声压表达式。建立了散射边界条件，并运用柱函数的加法定理，通过理论推导得到了聚焦区内刚性球形微粒的散射声压表达式。最后对其散射远场声压的空问分布特性进行了数值计算。     

用于无损检测的电磁超声换能器研究进展

电磁超声换能器(EMAT)是一种通过电磁耦合方法产生和接收超声波的换能器。由于EMAT具有非接触性、无需耦合剂等优点,受到广大无损检测与评估工作者的广泛关注。从物理原理出发,介绍了EMAT过程数学建模、装置设计以及工程应用等方面的研究现状,并对其发展趋势作出了展望。     

基于电磁超声表面波干涉增强的钢板表面检测

电磁超声检测在具有非接触优势的同时,存在换能效率低、信号噪声大的不足。利用电磁超声无需耦合剂对声波传播无干扰的特点,研究了基于声波干涉增强的钢板表面缺陷超声检测方法。在制作了一种用于扫查检测的电磁超声表面波传感器的基础上,搭建了相应的试验平台,对钢板表面人工刻槽进行了检测。试验结果表明:当传感器与刻槽满足一定的位置关系时,超声信号将增强10%~20%。利用此现象进行缺陷评判,可避免分析相对较弱的缺陷回波,为电磁超声检测技术的应用提供了一种新方法。     

电磁超声传感器检测不同材质钢管的试验研究

通过试验确定了不同材质钢管的磁致伸缩曲线，得到了不同材质钢管缺陷检测的电磁超声传感器（EMAT）直流电磁铁的励磁电流与超声波幅值的关系，确定了最佳励磁电流，并得出其变化规律与磁致伸缩曲线变化趋势一致的结论。为电磁超声传感器设计和开发提供了依据。     

Applications of ultrasonic reflection mode conversion transducers in NDE

Linearly polarized ultrasonic shear waves constitute a privileged tool for investigation in the field of mechanical behavior of materials and metallic structures as well as for the determination of acoustical properties of porous materials. These waves are often generated by a piezoelectric plate vibrating in a direction perpendicular to its thickness. However, this way of production presents some difficulties to obtain a perfectly linear polarization. To palliate to this inconvenience, shear waves can be generated by the mode-conversion of a longitudinal wave.This paper deals with the principle and some applications of two types of mode conversion transducers which permit transmitting and receiving shear waves obtained by reflection mode-conversion. These transducers are made up with straight ultrasonic probes coupled, by contact, to acoustic delay lines (or relays) of different geometry. The first type of transducer uses an acoustic relay or delay line of big length. When it is buried in a recipient containing dry sand, it permits the detection of external mechanical disturbances as vibrations and transient shocks. The second type of transducer, for which the delay line has a reduced length, is used for the detection of material anisotropy and for the study of the polarization direction of conventional normal incidence shear wave transducers.     

超声检测过程的数值模拟

简要评述超声检测过程的数值模拟,探讨超声波声场的模拟、超声波和缺陷的相互作用、换能器－缺陷检测系统、超声波在材料和构件中的传播路径、探头设计和超声检测可靠性等。     

电磁超声高温测厚原理及应用案例

电磁超声是超声波无损检测的一个分支。该技术利用电磁场的相互作用,在被测材料表面产生超声波。因此,电磁超声无损检测过程无需使用耦合剂,并且支持非接触检测。不停工情况下的在役管道以及其他压力容器的剩余壁厚测量是当今无损检测领域的一个研究热点。在常温管道测量方面,使用传统的压电超声可以比较精确地测量管道的剩余壁厚。但是,在高温管道测量方面,目前高温耦合剂还是存在易于挥发、效果不稳定的缺点,而且价格昂贵,不利于实际应用。文章介绍了电磁超声测厚的基本原理、电磁超声厚度测量的仪器设备、探头及其使用范围。结合高温管道测厚的实际应用案例,对电磁超声测厚应用进行了阐述、分析和总结。最后得出,电磁超声由于无需接触、不需要耦合剂等特点,对材料的高温测厚具有独特的优势。     

声波散射在焊接板结构超声导波合成孔径阵列成像中的作用

为揭示声波散射在焊接板结构超声导波合成孔径阵列成像中的作用机制,将散射回波矩阵和散射渡越时间矩阵用于分析描述超声水平剪切（shear horizontal,SH）导波声波散射,探讨了焊缝散射和边界散射在导波成像中的作用关系.结果表明,散射矩阵是揭示声波散射在超声导波阵列成像作用机制的有效工具,散射回波矩阵与散射渡越时间矩阵具有相同的散射矩阵因子,导波图像出现与散射矩阵因子成倍数关系的“条带”伪像,图像椭圆簇轨迹特征复杂化,图像背景噪声增强,图像信噪比减小.研究工作可为深入开展焊接板结构超声导波非直线阵列成像算法研究提供基础.     

确定电磁超声换能器钢管检测最佳磁化强度的试验研究

由于电磁超声换能器检测钢管缺陷时,其磁场强度影响超声波幅值,进而影响检测灵敏度。为此设计了确定最佳磁化强度的试验方案,通过试验得到超声波幅值随电磁场激励电流的变化曲线。确定了最佳磁化强度时的激励电流。     

棒材中超声散射场的模拟及信号的识别

棒材是一种应用很广泛的型材,因此棒材的无损检测十分重要。提出一种脉冲超声场模拟的方法,模拟了玻璃棒中的超声波散射声场。通过与动态光弹实验结果比较,解释了圆棒的超声检测中散射波（如瑞利波）的形成机理。在此基础上,用单换能器采集圆棒中的连续回波信号并对信号做相关处理,仅需测量一次棒材的回波信号就可以计算其力学性能结果。该方法对棒材探伤和力学性能评价等方面有很大用途。