超声波探伤仪对无缝钢管缺陷检测的应用研究

超声波探伤仪对无缝钢管缺陷检测的应用研究

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时间:2019-03-01

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1、万方数据分类号:TH89密级:公珏单位代码:10086超声波探伤仪对无缝钢管缺陷检测的应用研究TheApplicatioHofUl

2、rasonicFlawDetectorofSeamlessTubeDetectionReseal:.ch学位申请人:刘成果指导教师:孙维连教授学科专业:机械工程学位类别:工学硕士授予单位:河北农业大学答辩日期:二。一四年五月二十五日万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得塑三垦壅些盘堂或其

3、它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:飒.呔卷签字日期:z。,午年(月9日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塑皇垦垒些盘茔有关保留及使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门(机构)送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权塑皇堡盔些盘堂可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等方法加以保存或编成学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)学位论文作者签名:吠朱导师签名:签字日期:≥矿l午年f月f’7日签字日期:b。

4、脚年,月、7日学位论文作者毕业后去向:工作单位:通讯地址:电话:邮编:一园施W-_彳7一>移万方数据摘要采用拉拔、轧制、挤压或者穿孔等方法生产的无缝钢管表面没有接缝,与焊管相比有其独到的优势,其技术性能、质量标准和生产成本的消耗都使之呈现出较强的市场竞争力。当今工业中无缝钢管主要应用于液体的输送,在汽车、建筑、桥梁及航空等工业领域被广泛应用,但是有缺陷的钢管往往在工程中造成严重的人身财产安全威胁,所以其质量问题也日渐受到人们的重视,超声检测也由此因其准确、高效、无损伤等优点而进入人们的视线。本文首先对超声检测的理论基础进行介绍。超声波因其在介质中传播的诸多特性而被拿来用作探

5、伤,例如其在介质中反射、折射、散射、衍射、衰减、声速以及谐振等的变化可以测知物体的尺寸、表面、组织、内部缺陷等变化。对于常用的超声波横波、纵波以及双晶探头分别在结构与功能上进行研究,并且通过比对最终选择于本课题最为适用的探头为实验对象。通过对超声波的透射、反射和衰减等规律的分析,结合相关公式与检测要求,在经过计算比对后,确定探头的工作频率、灵敏度、晶片直径等参数,使其能够完成对无缝钢管的高准确率的检测。然后再经过对有缺陷钢管的实际检测,确定探头检测时的扫查方式,使得超声波探头的声束覆盖率达到最大化的应用,尽量避免漏检的情况发生,使资源能够得到最高效的利用。数据采集方面则要考

6、虑到实际检测时的一些要求,需要实现其多通道、高分辨率等,通过对市面相关产品性价比的对比最后选择美国NI公司生产的PXI一5105来作为本课题的数据采集卡,并通过软件平台完成其对超声波信号的采集处理功能的设计。无缝钢管中比较常见的一些危害性缺陷如裂纹、分层等,对其成因与特征作了详细的分析研究,并且列出这些常见缺陷的典型缺陷波型。通过裂纹与分层缺陷的典型试样,对检测到的回波信号与缺陷波形相比对,对探头的检测结果可靠性进行了分析,最后得出实验室条件下检测结果准确可信的结论。之后通过带平底孔的试样对探头进行标定并绘制其TcG补偿曲线。由于被检测物本身的区别或者耦合剂的不同,再者由于

7、背景环境,往往在实际的检测工程中造成很多与有效信号相叠加的噪声信号,严重者致使检测结果无效,所以对采集信号的去噪处理也很重要。本文对常见的干扰噪声特点进行分析,并对传统的滤波方式加以介绍。再此基础上引入了频谱分析法、小波分析法等常用的超声滤波方法。其中小波分析法又因其在超声波去噪上的优势而被采用,本文通过其与傅里叶变换的结合接连引入模极大值重构滤波、阈值滤波与空域相关滤波等方法,这几种滤波方法在经过定性的比较之后得出最为满意的方案。小波域阈值滤波法有滤波效果好并且计算量小的优点,因此成为最好选择。最后是在LabVIEW软件平台上完成对超声数据的去噪模块的设计,验证得到满意的

8、效果。关键词:无缝钢管;无损检测;超声波:探头;数据采集;去噪处理万方数据TheResearchonUltrasonicDetectionDeviceOfSeamlessSteelPipeAuthor:LiuChengguoMajor:MechanizmionEngineeringSupervisor:SunWeilianAbstractseamlesssteeltubesdrawingusingmethodssuchasextrusionorperforationoftheproduction.thereiSno

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