超声导波在高压蒸汽管道缺陷检测中的应用

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1、超声导波在高压蒸汽管道缺陷检测中的应用张兰(河南省锅炉压力容器安全检测研究院，河南郑州450008)摘要：为了提高高压蒸汽管道超声检测的效率，研究了超声导波在高压蒸汽管道缺陷检测中的应用。通过试验对比，设计并实践了高频导波换能器，确定了高压蒸汽管道高频导波检测灵敏度，为实现高压蒸汽管道快速检测提供了一种方法。关键词：超声导波；蒸汽管道；快速检测中图分类号：TH49；TQO55．8；TE973．6文献标识码：B文章编号：1001—4837(2012)11—0069一o4doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2012．11．014Applicat

2、ionofUltrasonicGuidedWavetoDetectInspectionofHigh—pressureSteamPipeZHANGLan(TheBoiler&PressureVessslSafetyInspectionInstituteofHenanProvince，Zhengzhou450008，China)Abstract：TheultrasonictestingtechniqueSapplication，basedontheultrasonicguidedwavetheoryfordefectdetectioninsuchfieldasthe

3、steampipelineunderhighpressure，wasresearchedinthisexperimentinordertoimproveitSeficiency．Ahighfrequencyguidedwavetransducerwasdesignedandmanufac—tured，andthedetectionsensitivityofthehighfrequencyguidedwavetechniquewasdetermined，bymeansofcomparingthemultitudedataobtainedfromdifferentm

4、ethodswithspecificparameter，thus，ahigheffi—cienttechniquewithcapabilityofquickdetectioninhighpressuresteampipelineisrecommended．Keywords：ultrasonicguidedwave；steampipeline；hiefficient厚范围均可被检测，这就意味着可同时实现管道0引言内部缺陷和表面缺陷检测，从而提高检测效率]。对于管道结构，尤其是高压蒸汽管道采近年来，由于高压蒸汽管道开裂导致的失效用超声导波检测技术能大大提高检测效率。

5、文中事故时有发生，并造成人身伤亡事故，严重影响大着重对多角度高频导波换能器的设计、检测灵敏型特种设备的安全运行uJ。因此实现对高压蒸度及导波检测的应用进行论述。汽管道裂纹的快速、有效检测显得尤为重要。超声导波检测与传统的超声检测相比，有两个明显1超声导波检测原理的特点：一方面，可以一次传播比较远的距离；另一方面，由于超声导波在管材内部及内外表面在无限均匀介质中传播的波称为体波，在有都有质点的振动，声场遍及整个管壁，因此整个壁限边界限制的介质中传播的波称为导波。导超声导波在高压蒸汽管道缺陷检测中的应用波是由于声波在介质中的不连续交界面间产生多参数J。不同频率的换能

6、器产生的导波模态也次往复反射，进一步产生一系列复杂的干涉和几不相同j，将直接影响到导波检测灵敏度。针何弥散而形成的，如图1所示。对高压蒸汽管道裂纹缺陷，为了提高缺陷回波的信噪比和灵敏度，通过试验对比，选择最佳的折射角度和激发频率来设计高频导波传感器。2．1试块制作为了保证试验结果能够满足现场管道导波检测的要求，采用与被检对象相同规格和材质的管段制作了对比试块。在对比试块表面制作了模拟图1导波产生原理示意裂纹缺陷，按照分布位置划分为内壁缺陷和外壁缺陷，按照缺陷的延展方向分为周向缺陷和轴向2导波换能器设计缺陷；内、外壁模拟裂纹等间距制作，两者间隔距离应保证内外壁裂纹

7、反射信号不应相互干扰，且超声导波的检测灵敏度与导波换能器有直接内外壁裂纹信号不应与试件边界信号相互干扰。的关系，频率和角度是影响导波换能器性能主要具体参数见表1。表1高压蒸汽管道导波检测对比试块试块名称材质规格／ram模拟裂纹／mm对比试块A335P910448．3×40×200o0×0．4×1．52．2导波换能器角度的选择化曲线如图4所示。频率低于1MHz时反射强根据理论分析，对于有机玻璃和钢构成的界度迅速降低；频率从1MHz降低到0．3MHz时，面，第一临界角为27．6。，第二临界角为57．7。，为模拟裂纹反射强度下降20dB。了减少导波的模态数量，因而选择

8、27．6。一57．7。(