激光超声检测圆柱体表面裂纹的数值研究

激光激发的超声波在圆柱体表面的传播表现出较平板表面更为复杂的特性,为了研究激光超声在圆柱体上沿轴向的传播规律及表面波声场和圆柱表面裂纹相互作用过程,分别建立了带有不同圆柱半径和带有不同裂纹深度的圆柱体模型,数值模拟了激光超声在圆柱体中传播过程及与表面裂纹的相互作用过程,分析了激光激发的Rayleigh波在圆柱体中的轴向传播过程和与裂纹的作用过程,得到了圆柱半径和缺陷深度对表面波传播的影响关系。数值结果表明:随着圆柱半径的增大,Rayleigh波色散程度减弱,Rayleigh波群速度逐渐减小;剪切Rayleigh波与反射Rayleigh波到达时间差与裂纹深度成线性关系。数值结果为圆柱体表面裂纹的激光超声检测提供了有价值的参考。     

石油钻杆管体的裂纹检测研究

为了检测钻杆在使用过程中产生的疲劳裂纹,提高生产安全,降低成本,对φ74×6 mm的石油钻杆管体部位(纵向+周向)裂纹的检测设计了专用试块、探头,制定了超声检测工艺并进行检测试验。研究表明:通过制做合适的试块,设计合理的超声检测工艺,能有效检测管体的纵向和周向裂纹,具有实用性强、灵敏度高、缺陷定位准确等优势。     

基于频率扫描技术的缺陷深度测量方法研究

在介绍多种无损检测方法对裂纹深度测量的基础上，提出了将频率扫描技术应用到交变磁场测量中，利用垂直工件表面的磁场强度在该点磁场强度中的比值作为特征量，实现对缺陷深度的测量的方法。对该测量方法进行了详尽的阐述，实验结果证明该方法可以实现对裂纹深度的测量。文中还对影响测量的多种因素进行了分析。     

基于外穿式交流电磁场检测的钻杆轴向裂纹在役检测技术研究

钻杆是钻井过程中易受破坏的关键部件,在其服役过程中进行检测,对于减少钻具失效事故具有重要意义。针对钻杆在役检测的特点,提出一种新型外穿式交流电磁场检测方法,建立针对钻杆外表面轴向裂纹的外穿式交流电磁场检测有限元仿真模型,分析钻杆表面感应电磁场分布以及裂纹引起的电磁场畸变信号与裂纹尺寸关系,在此基础上提取裂纹识别特征信号,基于仿真模型分析激励线圈提离高度影响,设计开发井口钻杆外表面轴向裂纹在役检测系统,并进行试验测试,仿真和试验结果表明:外穿式交流电磁场检测探头所提取的钻杆轴向裂纹特征信号Bx和Bz分别反映裂纹深度和长度,具有定量识别能力;激励线圈提离高度可满足在役检测需要;外穿式交流电磁场检测系统利用周向阵列检测线圈可有效检测钻杆表面轴向裂纹。     

超声波时差衍射法图像近表面缺陷检测新方法

针对超声波时差衍射法(TOFD)图像近表面盲区问题,提出了一种超声波TOFD图像近表面缺陷检测新方法.首先根据超声波传播时间和深度的关系,提出了通过超声波TOFD图像重构新方法将超声波TOFD图像中深度与时间的非线性关系转换为线性关系,以减小测量误差.然后,为了有效提取混叠直通波中的缺陷信号,提出了基于峰值捕捉和阈值处理相结合的直通波拉直方法.实验结果表明,该方法能有效解决近表面盲区问题,提取混叠在直通波中的缺陷信号.     

基于爬波法的奥氏体不锈钢表面开口裂纹测深试验对比研究

爬波是一种在材料表面下传播的压缩波,其对粗晶组织衰减少,因而特别适用于检测奥氏体不锈钢表面缺陷。制作了奥氏体不锈钢表面开口裂纹缺陷模拟试板,通过开展裂纹测深对比试验,分析爬波法对裂纹深度测量的准确性。根据试验结果,爬波法能够对深度为1至10 mm的切槽进行精确测量,测量精度优于端点衍射波法。     

基于频率扫描技术的裂纹深度检测方法研究

本文在介绍了几种常用的裂纹深度检测方法的基础上,将频率扫描技术应用到交变磁场测量中,以垂直工件表面的磁场强度与总磁场强度的比值作为特征值,实现对缺陷深度的检测。本文分析了激励信号频率对裂纹深度检测的影响,在频率扫描过程中发现特征值开始时随扫描频率的增大而减小,然后又随扫描频率的增大而增大。将特征值最小时的扫描频率命名为拐点频率,在此基础上建立了基于频率扫描技术的裂纹深度检测模型,同时还对拐点频率与裂纹深度的定量关系进行了分析。实验结果证明,该方法可以很好地实现对裂纹深度的检测。     

定量地检测表面缺陷尺寸

焊接结构件的裂纹等表面缺陷,因为应力集中而给材料强度以很大的影响。因此,准确地知道缺陷尺寸,特别是裂纹的深度,这在结构件的安全、可靠性的评价上是很重要的。在维修检查的非破坏性试验中,更要求定量检测出缺陷尺寸。在检测表面缺陷时,通常使用磁力探伤和液体浸透。这些方法能够灵敏地检查缺陷的存在,而不能知道缺陷的深度。做为定量地检查出表面缺陷深度的方法有:涡流法、     

超声锁相热像技术检测接触界面类型缺陷

为了提高超声锁相热像技术(ULT)的检测效率并获得最佳检测结果,对超声波调制、热图序列处理和检测参数选择进行了研究。阐述了超声锁相热像技术的检测原理并进行了理论分析,建立了ULT的检测系统。采用方波调制的超声波激励试件,用红外热像仪记录试件表面热图,并用瞬态处理方法对热图进行锁相处理得到相位图和幅值图实现对缺陷的检测。用该方法检测了钢板表面及近表面的微裂纹(微米级)和铝合金板内不同深度缺陷等接触界面类型缺陷。结果表明,检测A3钢板材料表面(近表面)裂纹时,调制频率可选择0.5Hz,接触压力约0.25kN,激励头与微裂纹的距离对检测结果几乎无影响,激励位置可根据试件结构而确定;由于降低调制频率可提高缺陷的检测深度,检测铝合金材料时,调制频率≤0.3Hz能够探测到4mm深度的缺陷;另外,该方法能够准确检测蜂窝夹层结构的脱粘缺陷。研究表明,研制的检测系统数秒内即可完成对接触界面类型缺陷的准确检测。     

轴类锻件表面裂纹深度简易测定法

介绍用超声波探测轴类锻件表面裂纹深度而设计的超声波测量图尺，说明其原理、制作、使用方法。     

激光激发超声波检测带涂层铝板的表面缺陷

针对带涂层的铝板表面缺陷检测的问题,基于激光超声理论,采用有限元方法模拟了激光激发的超声波在铝板中的生成和传播现象,并分析了缺陷和涂层对超声波传播的影响,最后通过实验验证了激光超声对带涂层铝板上的表面缺陷的检测效果。模拟和实验结果证明:激光超声无损检测技术能够有效地对带涂层的铝板上的表面缺陷进行检测。     

基于LM神经网络的钻杆在线漏磁缺陷识别

石油钻杆的使用情况关系到钻采设备的安全运行.对石油钻杆在线检测,可以节省费用,保障钻采安全.设计了基于LM神经网络的钻杆在线漏磁缺陷识别系统,该系统在钻杆从井口的提升过程中进行缺陷检测,将采集到的数据存到计算机中进行处理,对截取的信号片段利用Levenberg-Marquardt神经网络进行训练,达到对缺陷模式进行定性分类和定量识别.     

内燃机车主发电机磁极螺栓超声波探伤

螺栓在使用过程中受到交变载荷的作用,在螺纹部位容易产生疲劳性裂纹,而由于内燃机车主发电机磁极螺栓进行不拆卸检修,无法采用磁粉探伤的方法验证螺栓螺纹的表面状态。为保证磁极螺栓螺纹表面质量,本文采用10MHzΦ8纵波直探头在螺栓螺帽端面进行超声波检测,能发现螺栓螺纹部位1mm以上的裂纹类缺陷,获得了很好的检测效果。     

钢桥疲劳裂纹几何特征对涡流检测信号影响规律研究

针对常规钢桥面板疲劳裂纹检测手段只能贴合表面进行检测的问题,引入涡流检测方法,实现对钢桥面板表面疲劳裂纹的检测。搭建了涡流检测实验平台,设计研发了涡流检测探头,对不同尺寸疲劳裂纹进行横向扫查,研究了不同长度、宽度和深度特征的疲劳裂纹对检测信号的影响规律。并建立有限元仿真模型,模拟疲劳裂纹扫查过程,验证了钢桥面板疲劳裂纹涡流检测方法的可靠性,为后续疲劳裂纹尺寸精准测量提供依据。实验结果显示：设计的空心圆柱形检测探头能够实现最小尺寸为长度60 mm、宽度0.2 mm、深度5 mm的表面裂纹缺陷的定位检测;检测信号的幅度变化值与裂纹长度、宽度、深度在一定范围内均成正相关,裂纹长度和深度对检测信号影响较大,裂纹宽度对检测信号影响较小。     

基于单幅图像的三维视觉测量与缺陷检测技术研究

研究了一种基于明暗恢复形状的三维视觉测量方法,可以通过单幅灰度图像获取表面三维形貌信息,进而对工件表面加工质艇或缺陷进行检测.本文采用了轴承表面质量进行检测分析,实验证明该三维测量方法能够精确获取工件表面的深度信息,并可以检测出轴承工件的表面缺陷区域的深度信息.同时,该方法具有操作简单,硬件成本低,处理速度快,精度较高的特点,能够用于工业在线检测.     

用LCR波检测零件内部切向应力的实验研究

本文介绍了一种基于声弹性理论,利用临界折射纵波（Critically Refracted Longitudinal．LCR）从表面测量零件内部切向应力的方法．依据固体中超声波传播特性与应力状态的关系,搭建了基于传播声时的实验测量系统．在传播声时的测量中采用“过零检测”方式减小由超声波信号幅度变化造成的误差,利用时间-数字芯片实现高精度的时间间隔测量。     

基于激光电磁超声的裂纹检测研究

为检测内裂纹,建立了一套基于脉冲激光激发、电磁超声探头接收的非接触型超声检测系统。为避免在试件表面产生烧蚀损伤,采用热弹性模式激发超声,采用EMAT探头接收信号。利用出平面EMAT探头和内平面EMAT探头,分别研究了横波与纵波在半圆铝制试块的传播情况。最后,结合阴影法,使用该试验系统测量了试件背面的裂纹,检测得到的裂纹深度与实际深度非常接近。证明在热弹性模式下,激光激发、EMAT探头接收信号的方法对于内裂纹的检测是可行的。     

超声衍射一回波渡越时间方法焊缝裂纹原位定量无损估计

提出结合衍射渡越时间方法和脉冲回波方法的超声波焊缝裂纹原位检测方法,对裂纹缺陷的位置与尺寸参数进行了定量无损估计。克服了衍射渡越时间方法难以对近焊件表面裂纹缺陷进行检测的弱点,也避免了为估计裂纹位置而进行的ｘ轴扫描,提高了对焊缝的检测效率。分析了影响方法分辨率和准确度的各种因素,并采用中心频率为 １５ ＭＨｚ的检测超声波对钢板焊缝中不同位置和尺寸的裂纹进行了检测,试验结果证实该方法能够准确估计尺寸小到２ｍｍ的焊接裂纹。     

Φ139.7mm钻杆摩擦对焊焊接接头缺陷产生原因

某φ139.7 mm摩擦对焊钻杆在使用前的检验中发现焊接接头存在超标缺陷,通过宏观和微观分析发现该缺陷为起源于焊接接头工具头内表面的裂纹,系焊接冷裂纹。其产生主要原因是在摩擦对焊后未及时进行消除应力退火,裂纹产生后在随后淬火冷却过程中发生了二次扩展,在消除应力退火、淬火、回火加热过程中发生了氧化,裂纹表面形成了氧化程度不同的氧化膜。     

基于超声波的工件内层表面加工质量的检测

超声波在传播过程中,反射波的时间差与被测量物体的厚度成正比。采用超声波反射波脉冲信号的时间差,来检测工件涂层后内层表面的加工质量,并根据扫描工件表面的测量数据,在计算机上进行三维成像。因此,采用超声波反射波脉冲信号可以完成工件内层表面加工的测量与监测。