油罐罐底导波检测中的斜端面反射现象

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1、科研成果与学术交流油罐罐底导波检测中的斜端面反射现象刘丽川１，周勇２，刘正凡３，刘鎏１，郑志伟１，常向东１，严飞宇４（１．后勤工程学院，重庆４０００１６；２．沈阳军区联勤部，沈阳１１０００５；３．７８４７９部队，成都６１００８３；４．７２６１７部队，枣庄２７７０１３）摘要：使用超声导波检测系统研究导波在油罐底板斜端面上的反射现象。依据导波反射与折射原理，通过分析底板导波检测中的回波信号，证实斜端面存在的反射现象，并得到导波行程不变条件下反射回波信号波形幅度随反射点至侧端面距离的变化规律。利用导波反射特性，对特殊位置上的缺

2、陷进行检测，证明了研究结论的正确性。关键词：超声导波检测；反射；油罐底板；斜端面中图分类号：ＴＧ１１５．２８文献标志码：Ａ文章编号：１０００６６５６（２０１０）０４０２３５０３犚犲犳犾犲犮狋犻狅狀犈犳犳犲犮狋狅犳犃狀犵犾犲犱犈狀犱犉犪犮犲犻狀犌狌犻犱犲犱犠犪狏犲犜犲狊狋犻狀犵犳狅狉犗犻犾犜犪狀犽犅狅狋狋狅犿犘犾犪狋犲犔犐犝犔犻犆犺狌犪狀１，犣犎犗犝犢狅狀犵２，犔犐犝犣犺犲狀犵犉犪狀３，犔犐犝犔犻狌１，犣犎犈犖犌犣犺犻犠犲犻１，犆犎犃犖犌犡犻犪狀犵犇狅狀犵１，犢犃犖犉犲犻犢狌４（１．ＬｏｇｉｓｔｉｃＥｎｇ

3、ｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００１６，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈｅｎｙａｎｇＭｉｌｉｔａｒｙＡｒｅａ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００５，Ｃｈｉｎａ；３．Ｕｎｉｔ７８４７９，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００８３，Ｃｈｉｎａ；４．Ｕｎｉｔ７２６１７，Ｚａｏｚｈｕａｎｇ２７７０１３，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｇｕｉｄｅｄｗａｖｅｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｇｕｉｄｅｄｗａｖｅｉｎｔｈｅｏｂｌｉｑｕｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｂｏ

4、ｔｔｏｍｓｉｄｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｗａｖｅｓ，ｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｓａｐｐｒｏｖｅｄｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｅｃｈｏｓｉｇｎａｌｓ．Ｔｈｅｃｈａｎｇｉｎｇｌａｗｓｏｆａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｅｄｅｃｈｏｓｉｇｎａｌｉｎａｎｇｌｅｄｅｎｄｆａｃｅｅｎｄｗｉｔｈｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｓｔａｎｃｅｓｆｒｏｍｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓｐｏｔｔｏｔｈｅｓｉｄｅｗｅｒｅａｔｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉ

5、ｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｔｒｉｐｏｆｇｕｉｄｅｄｗａｖｅｂｅｉｎｇｕｎｃｈａｎｇｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｒｅｕｓｅｄｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓｏｆｓｐｅｃｉａｌｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙ．犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｇｕｉｄｅｄｗａｖｅｔｅｓｔｉｎｇ；Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ；Ｏｉｌｔａｎｋｂｏｔｔｏｍｐｌａｔｅ；Ａｎｇｌｅｄｅｎｄｆａｃｅ导波是由于声波在介质中的不连续交界面

6、间产生时，通常会出现折射和反射两种情况。多次往复反射，并进一步产生复杂的干涉和几何弥散超声波会发生折射，并且波形在界面处会发生而形成的。它主要分为圆柱体中导波以及板中ＳＨ转换。利用Ｓｎｅｌｌ定理可计算出折射角，即犮１ｓｉｎθ２［１］波、ＳＶ波、兰姆波（Ｌａｍｂ）和漏兰姆波等。相对于超＝犮２ｓｉｎθ１（其中犮１和犮２表示波在两种介质中的传播声纵波和横波，超声导波具有传播距离远、速度快的特速度，θ１和θ２分别表示入射角和折射角）。由此可点。作为超声波的一种，导波具有折射与反射的特性。引出临界角的概念，如图１所示（图中Ｌ表示纵

7、波，笔者以油罐底板为试件，通过分析特殊形状底板中导Ｓ表示横波）。由Ｓｎｅｌｌ定理可知，超声波在折射过［２］波的回波信号特征，研究超声导波的反射规律，并利用程中存在两个临界角。这一特性进行罐底板特殊区域的缺陷检测。第一临界角θｃｒ１定义为：－１犮１θｃｒ１＝ｓｉｎ１超声波折射与反射原理犮２Ｌ这种情况下，所有的纵波或是被反射或是转换成界当超声波以一定倾斜角到达两种介质的界面面波，即第二种材料中只有横波。收稿日期：２００９０５１３第二临界角θｃｒ２定义为：作者简介：刘丽川（１９６０－），女，教授，主要从事油气储运工程专－１

8、犮１θｃｒ２＝ｓｉｎ业的教育与科学研究工作。犮２Ｓ２０１０年第３２卷第４期２３５刘丽川等：油罐罐底导波检测中的斜端面反射现象５ｍｍ。边缘板与中幅板之间为搭接焊缝。中幅板犃犅犆犇为含一个直角的四边形，直角边犆犇和犇犃分别为１３３５和６５０ｍｍ，斜边犅犆和犃犅分别为１１４０和５５０ｍｍ，夹角α＝４５°。检测试验前，先进行