电磁超声扭转波检测钢管缺陷的实验研究.pdf

《电磁超声扭转波检测钢管缺陷的实验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年第33卷第2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)23电磁超声扭转波检测钢管缺陷的实验研究汪玉刚，王丽，武新军(华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074)摘要：扭转模态T(0，1)超声导波具有无频散的特点，便于信号分析与处理。在分析电磁超声扭转波传感器换能原理的基础上，搭建了电磁超声扭转波钢管缺陷检测实验平台，采用350kHz的T(0，1)模态导波，在中25mmx2800mm壁厚2．5mm的钢管上检测出20％壁厚损失的周向平底

2、刻槽与中5mm通孔缺陷，检测信号的信噪比较高。实验结果表明：这种电磁超声扭转波方法可以应用于钢管缺陷检测。关键词：电磁超声检测；扭转波；钢管；周向刻槽与通孔中图分类号：TG115文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)02-0023-03ExperimentalresearchondefectdetectionofsteelpipebasedonelectromagneticultrasonictorsionalwaveWANGYu-gang，WANGLi，wUXin-jun(Schoo

3、lofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：TheT(0，1)modeultrasonicguidedwaveoftorsionalmodehasafeatureofnodispersion，whichmakesitconvenienttoanalyzeandprocesssignals．Onthebasisofanalyzingtransd

4、ucingprincipleofelectromagneticultrasonictorsionalwavetransducer，alaboratoryplatformforsteelpipedefectsdetectionisbuilt．TheT(0，1)modeguidedwaveof350kHzisusedtodetectthecircumferentialflatbasenotchwith20％wallthicknesslossandthethrough—holedefectof5mmina2

5、．8meter—longsteelpipeof25mmwhosewallthicknessis2．5mm．signal—to—noiseofdetectingsignalishigh．Experimentalresultsshowthatthemethodofelectromagneticultrasonictorsionalwavecanbeusedtodetectsteelpipedefects．Keywords：electromagneticultrasonicdetection；torsion

6、alwave；steelpipe；circumferentialnotchandthrough—hole0引言传感器，其缺陷识别与定位能力均较差。超声导波由于具有单点激励即可实现大范围检测的优2013年，HirotsuguOgi等人提出了一种利用电磁超声势，成为了无损检测的研究热点J。对于管道而言，主要传感器(electromagneticacoustic~ansdueer，EMAT)在铝管有纵向、扭转和弯曲3种模态的导波，其中扭转模态中中激励扭转波的方法，通过测量波速变化实现管道壁厚减7(0，1)模

7、态导波具有无频散的优点，便于信号分析与处薄检测。但由于电磁超声机理的复杂性，HirotsuguOgi理，被广泛应用。利用压电陶瓷可以在管道上激励出的结构可否用于铁磁性管道还未可知，基于此，本文主要研扭转模态导波，但耦合剂的使用不当会对检测结果造成较究铁磁性管道的扭转模态导波激励方法，搭建实验平台，研大影响。目前，公认比较好的激励方法是采用铁钴带粘究该方法应用于周向平底刻槽与通孔的人工模拟缺陷检贴管道的磁致伸缩方法，即将铁钴带沿管道周向粘贴，通过测。外加线圈与铁钴带磁场的正交作用，在铁钴带中产生扭转1检

8、测原理振动，进而带动管道粘贴处振动，形成扭转模态导波并在管基于EMAT方法的钢管扭转模态导波激励传感器结构道中传播，实现缺陷检测’。该方法中，被粘贴的铁钻带如图l所示，由永磁铁、跑道线圈与钢管试件三部分组成。属于一次性使用材料，使得此方法的检测成本较高，且沿周沿钢管圆周方向上布置跑道线圈，如图1(a)中所示，跑道向贴附管道的铁钴带本质是单通道传感器，相对于阵列式线圈直线段部分与管道轴向平行，采用极性方向相反的永收稿日期：2013-07-03基金项目：国家