非铁磁性管道磁致伸缩式扭转导波检测

利用磁致伸缩扭转导波技术对非铁磁性金属管道缺陷进行检测,探讨其可行性.鉴于不锈钢管在各种行业中得到普遍应用并发挥着极其重要作用,选取不锈钢管作为检测试验样本,以模拟不锈钢管存在的各种类型缺陷;利用研制的导波仪器和磁致伸缩传感器激发T(0,1)扭转导波,分别对各种类型缺陷管道进行测试.研究结果表明:使用磁致伸缩扭转导波技术可以有效地检测出非铁磁性金属管道中的各种缺陷.     

管道中磁致伸缩导波传播方向控制理论与试验

提出了控制磁致伸缩超声导波单方向传播的通用数学公式,总结出实现导波单方向传播控制应同时满足的三个条件:双通道激励源的信号幅值相等,两传感器间距为激励频率下导波波长1/4的奇数倍,双通道相位差为π/2的奇数倍.为了验证此结论的正确性,利用磁致伸缩导波无损检测装置对管道中导波传播方向控制进行了试验.研究结果表明:试验结果与理论计算方法结论相吻合,可为磁致伸缩导波无损检测传感器的设计提供理论依据,为导波检测信号的识别提供帮助.     

磁致伸缩扭转导波小管径弯管检测

针对扭转导波对小管径弯管的检测问题,分别采用数值模拟和实验方法进行研究。使用ANSYS软件模拟扭转导波在弯管中的传播;设计一种针对小管径管道的磁致伸缩扭转导波检测传感器,并对弯管进行检测,建立该传感器的导波激发和接收模型,利用理论模型对实验信号进行解读。研究结果表明:T(0,1)模态导波在小管径管道弯头处发生模态转换,部分T(0,1)模态转换成F(1,1)模态,F(1,1)模态具有方向性,垂直于弯头拱背-拱腹方向;模态转换会造成检测信号的双端面反射现象,第二个端面回波与第一个端面回波幅值比随频率的增大呈减小趋势;传感器激发出的纵向磁致伸缩力会导致实验信号中出现少量纵向模态导波。研究结论为磁致伸缩扭转导波对小管径弯管的检测提供理论指导。     

周向局部加载型磁致伸缩传感器导波特性

针对应用于管道检测的磁致伸缩导波不能提供周向特征的缺点,首先分析了导波产生的机理;然后,基于简正模态展开法建立了周向局部加载型磁致伸缩传感器导波模型,得到了导波能量的周向特征分布特征;最后,用8通道传感器进行了实验验证。实验结果表明:91kHz时传感器激发出L(0,2)+F(1,3)的组合模态,在不同传播距离处,其圆周方向上的导波幅值与理论分布较为吻合。该研究结果可为管道缺陷的周向定位提供理论依据。     

多弯头管道磁致伸缩导波无损检测技术

为了研究超声导波在弯管中的传播特性及检测可行性,使用磁致伸缩导波仪器及传感器对多弯头管道进行了检测实验,并对弯管中导波的传播速度、模态转换、能量衰减等现象进行了探讨。结果表明:当弯管弯曲程度较小时,弯管中导波传播速度与直管中近似;弯管中导波存在明显的模态转换现象;弯管中导波能量随着时间近似呈指数形式衰减,且衰减规律与激励频率存在密切联系。该研究结果可以为复杂结构弯曲管道的导波检测提供参考。     

管道导波无损检测回波信号处理方法研究

简述了导波在管道中传播的频散特性,给出了管道导波无损检测实验信号特征.对管道导波检测的回波信号首先进行Hilbert变换,然后对变换后的信号分别进行加窗函数滤波和小波变换,处理后的缺陷信号明显易于辨别.经过分析比较,结果表明了这两种组合方法用于管道导波无损检测信号处理的效果基本一样,在实际检测应用中,选取其中任一组合方法都是可行的.     

检测探头提离效应对管道漏磁检测影响分析

在管道漏磁检测中,检测探头的提离效应对管道缺陷漏磁检测性能影响较大.在对漏磁检测探头提离效应影响因素分析的基础上,分析了管道漏磁检测探头提离效应影响特性;通过建立的模拟漏磁检测探头提离效应影响分析的实验装置系统,提取了传感器、磁化器在不同提离情况下的检测信号.根据实测数据,研究了漏磁检测过程中提离值对漏磁信号的影响趋势...     

分离谱处理方法在L(0,2)模式超声导波管道检测中的应用

超声导波无损检测技术在管道检测过程中,由于超声导波存在频散和多模式特征,其遇到管道边界和不规则缺陷通常会发生模式转换,导致检测信号分辨率降低。为了将L(0,2)模式导波与其他模式导波分离,提升检测信号分辨率,提出使用分离谱处理方法处理L(0,2)模式超声导波检测信号。在分析该方法工作原理的基础上,优化了其滤波器参数,处理管道不同周向缺陷的检测信号,以信噪比和缺陷杂波比为标准,选择了具有最佳分离效果的SSP信号重组方法。研究结果表明：SSP可以将L(0,2)模式导波与其他模式导波分离,并只保留L(0,2)模式导波;与处理前信号相比,分离谱处理方法信号的分辨率得到了提升,信噪比和缺陷杂波比分别提高了约1.08倍和4.39倍。     

超长波磁场接收天线磁致伸缩噪声研究

研究了海水中超长波拖曳磁场接收天线在地磁场中产生磁致伸缩噪声的机理,导出了计算磁场拖曳天线磁致伸缩噪声功率谱的理论公式,分析了天线灵敏度、电缆特性、地磁场等因素对磁致伸缩噪声的影响.用理论公式对拖曳天线磁致伸缩噪声电压进行了实例计算.试验测试结果表明,计算曲线与测量曲线基本一致,证明了理论公式的正确性.     

基于磁致伸缩式超声导波测温技术基础研究

温度是科学研究中最普遍的物理量,也是生产精密仪器的重要参数,然而国内对于高温环境除热电偶测温传感器外尚无可靠的原位测试方法。依据超声导波测温的原理,设计出一套基于磁致伸缩效应的超声导波测温装置,测试了该装置在常温以及常温(12℃)~600℃的运行情况。实验表明,该装置可以在高温环境下稳定运行,并且得到常温(12℃)~600℃范围内的起始声波和端面回波之间时间间隔△t与介质温度之间的对应关系,为2 000℃以上的高温测量奠定了基础。     

超声导波在管道中传播的可视化模拟研究

利用有限元方法建立管道导波3-D模型,通过在管道中激励纵向超声波,模拟导波在管道中的传播形态。根据回波信号的传播时间计算了纵波传播速度,与频散曲线得到的纵波速度符合较好。从观测点取得的波信号能够反映超声波在管道中传播时存在的反射和衰减现象,动画结果能够形象直观地反映导波在管道中传播的情形,实现了导波传播的可视化模拟。该研究有利于更好地解释导波在管道无损检测中出现的频散特征。     

内腐蚀缺陷尺寸对DN150承插管线承压能力的影响

为了科学地指导DN150承插管线的使用与管理,采用非线性有限元法对带内腐蚀缺陷的DN150承插管线进行了剩余强度的评估。通过分析和计算,研究了腐蚀缺陷宽度、长度和深度对管线极限承载能力的影响。结果表明：腐蚀缺陷宽度对DN150承插管线的承载能力影响很小,可忽略不计;随着腐蚀缺陷长度的增加,管线的承载能力略微减小,当缺陷长度达到150mm,管道失效压力基本不变;随着腐蚀缺陷深度的增加,管道失效压力呈线性递减,其对管道失效压力的影响程度远远大于腐蚀缺陷长度。     

液管道系统动力响应的研究进展

综述了自70年代以来关于输液管道系统的动态响应问题的研究进展情况.根据管路结构的特点,将问题分为两端支撑直管、悬臂管、不稳定流直管、圆柱壳管和曲管5个部分分别进行了阐述.并在此基础上,概括了应用于该领域的一些计算方法.最后,在总结研究成果的同时分析了这一领域的研究趋向.     

基于小波包分析的电磁导波信号缺陷识别

在钢管的电磁导波缺陷检测中,导波信号会不同程度地受到环境噪声污染。针对该问题,提出基于小波包系数区域相关分析的信号处理方法,通过对有缺陷与无缺陷情况的钢管电磁导波检测信号进行小波包分解重构、滤波和区域相关法对比分析,有效地解决了电磁导波检测中钢管缺陷的判别问题。     

板材弹性模量变化对超声兰姆波传播特性的影响

基于超声导波的部分平面波分析方法,以及弹性体中波速与弹性模量的关系,研究了弹性模量的变化对单层固体板中超声兰姆波传播特性的影响.随着弹性模量的变化,兰姆波相速度和表面位移场与弹性模量之间有一定的对应关系.通过对其相速度的研究表明,高阶模式的兰姆波对弹性模量的变化较为敏感.对表面位移场的研究结果为兰姆波模式和频率选择提供了可靠依据.所得结果对应用超声兰姆波评价板材疲劳损伤具有实际意义.     

超声导波检测对接焊缝缺陷试验研究

应用超声导波技术快速扫查的特点对预制缺陷的焊缝进行检测试验，运用导波的直线和旋转角度扫描方式分别对12mm厚V型与16mm厚X型坡口对接焊缝中4种不同类型的缺陷进行探测。所采用的多功能超声检测设备的声定位装置对斜探头和缺陷位置定位。试验表明，在一定的条件下激励导波，能检出不同缺陷的位置和大小，检测结果直观，对实际焊缝缺陷检测具有指导意义。     

舰船管路橡胶减振器的应用

简要分析了管路橡胶减振器对刚性管路的隔振原理,提出了几种通过改变管路布置形式而达到对管路各自由度上减振的方法,阐述了在实际应用中如何调整橡胶隔振器的固有频率而达到对舰船管路良好的隔振.     

水平导向钻随钻地下管线探测预警系统研究

水平导向钻是当前进行非开挖市政建设施工的主流设备,为确保其施工安全,通常采用工作于地面的地下管线探测设备来掌握施工路线附近现有管线的分布状况。但由于探测原理的限制,一直存在探测盲区。本文提出一种新的解决方案,通过引进超声探测技术,将探测系统小型化并置于钻头上,形成随钻地下管线探测预警系统,实现随钻随测,当施工路线附近存在障碍管线时,向钻机操作人员实时告警。试验证明,本文提出的方案是可行有效的。     

紊流时输油管道油流静电带电计算研究

对紊流条件下输油管道内油流静电带电的计算进行了研究。在合理简化紊流扩散系数和油流速度的基础上,推导出油内有关油流带电的电荷输运方程的解析解,并且根据该解析解导出了冲流电流计算公式。该计算公式同时适用于所有电导率范围内液体介质冲流电流的计算。最后利用文中推出的计算公式对一实验油道的油流带电进行了计算,结果显示公式得到的值和实验值非常吻合。