管道环焊缝相控超声检测系统设计

传统的单探头超声检测精度低、效率差，严重影响了管道环焊缝缺陷检测自动化程度的提高，为此将超声相控阵技术移植到管道环焊缝缺陷检测，设计了一套管道环焊缝缺陷检测系统，给出了检测系统的硬、软件设计．在硬件设计中，通过Matlab编程优化阵列换能器的参数，解决了一系列技术难点．试块和模拟管道的实验结果表明，该系统具有良好的超声发射与接收合成能力，而且对管道焊缝缺陷的检出率和缺陷定位均迭到检测要求，同时也证明了阵列换能器参数优化设计方法的可行性。     

JTUIS系列超声成像无损检测系统

ＪＴＵＩＳ系列超声成像无损检测系统是在集成现代超声无损检测、计算机、数控和精密仪器等多种技术的基础上研制成功的 .该系统能进行Ａ、Ｂ、Ｃ扫描 ;能实现缺陷的定位、定性和定量分析 ,检测缺陷准确可靠 ;能进行材料声速的测定 .试验结果表明 :该系统性能稳定、分辨率高、可靠性好 .该系统能直观地再现被测物体内部缺陷的位置、形状、尺寸等信息 ,可以广泛运用于锻、铸、焊以及机加工工件的检测 .该系统包括 5个部分 :①超声波发射和接收系统 ,包括超声探伤仪 (ＣＴＳ - 2 3Ａ )和聚焦探头 ;②数据采集和图像处理系统 ,包括微机和多功能…     

旋转式全覆盖壁厚检测技术的研究

石油管道在出厂前,必须进行全覆盖壁厚检测.为了对石油管道进行全覆盖测厚,文章研究了旋转式32通道壁厚检测技术.基于多路聚焦超声探头测量原理,采用超高压时分复用激励电路、专用的回波信号处理电路和FPGA数字信号采集、逻辑处理、选择控制等关键技术,结合阵列式探头围绕石油管道旋转,形成了旋转式32通道壁厚检测系统,达到对石油管道全覆盖壁厚检测的目的.实验和使用表明,检测系统的速度、精度和稳定性满足生产实际需要,检测石油管道速度可达45 m/min,检测误差在±0.1 mm以内.     

功率超声激励非线性振动测试装置设计与实验研究

针对超声热成像检测中非线性振动问题,设计了激光探头夹持装置,构建了一套非接触式激测振系统,开展了功率超声激励下变幅杆振动特性响应试验,验证激光测振系统的有效性.在此基础上,开展了功率超声激励下试件振动特性影响试验,重点研究了耦合剂和粗糙度对振动特性的影响.结果表明:耦合剂能增强缺陷生热是因为提高了超声能量的传递效率,增...     

基于纵向超声导波的管道焊缝缺陷识别研究

为了更有效地识别管道焊缝缺陷,提高焊接管道在使用过程中的安全性,采用数值计算和数值模拟相结合的方式,提出了一种基于纵向超声导波检测管道焊缝缺陷的检测方法,该方法通过观察导波在焊缝缺陷前后的传播特征,以入射波与透射波峰值点之比作为损伤指标,得到损伤指标的变化情况,同时识别出了焊缝缺陷的位置与大小。为了验证文中方法的有效性,利用ANSYS软件建立了含有不同缺陷的焊接管道模型,并模拟了超声导波透过焊缝区域时的传播过程,分析了其传播特性,得到不同损伤参数(厚度和角度)对损伤指标的影响规律。数值算例表明,该方法可以有效地识别出焊缝缺陷的位置并对其进行大小评估,所提出的损伤指标与损伤参数之间具有较好的线性关系。     

激光在金属中激励超声脉冲的研充

报道了用Q开与YAG激光器在金属中激励超声脉冲,以及激光能量、材料表面状况和材料中人工缺陷对激光激励超声脉冲影响的研究结果,它对于研究激光与物质的相互作用以及将激光超声用于无损检测都是有益的。     

激光超声的铝板缺陷可视化检测方法

为了提高激光超声检测铝板缺陷的最大振幅超声波C扫描图像的质量并精确识别缺陷大小,在算法上,提出滤波和差分相结合的数据处理方法;在实验上分别用不同频率不同角度的超声换能器对铝板缺陷扫描激励检测确定最优检测参数.实验结果表明:超声换能器与铝板之间90°倾角耦合时虽然可以有效识别表面缺陷,但45°倾角耦合时,超声换能器对铝板...     

高频可变焦的超声显微术

在超声显微成像领域, Fresnel声学透镜作为传统球面声学透镜的一种相互补充形式, 最近受到人们的关注. Fresnel声学透镜的优点之一是平面结构, 因此制作简单. 另外一个优点就是它的会聚焦点可以随频率沿深度方向进行扫描. 研究了圆环形Fresnel表面换能器阵在固体中产生的声场和高频聚焦特性. 理论分析和实验皆表明, 这种表面阵列不但可以工作在很高的频率(如400 MHz), 而且当激励频率改变时, 会聚声场的焦点可以沿深度方向进行扫描, 即B扫描成像中的动态扫描. 基于这种聚焦原理, 研制了可调焦高分辨超声显微成像系统, 并对已知样品的小孔缺陷进行了内部的检测和成像实验.     

超声内检测含缺陷管道壁厚确定方法

超声内检测器检测含缺陷管道时,回波信号高度敏感于探头与管道的空间相对方位,是影响管壁厚度检测精度的关键影响因素之一。利用自主研制的A扫描超声内检测实验装置,针对DN219×7.48 mm、Q235碳钢外壁含体积型缺陷管道,开展超声探头与被测管道分别在正对状态和存在轴向错位、环向错位以及两种错位共存4种状态下的超声检测实验,获得了不同空间姿态下的回波信号。分析了回波信号的时域波形特征,基于提取的时域特征参数,建立了管道壁厚计算过渡方式,并确定了壁厚计算方法。发现能确定含缺陷管段壁厚的错位范围比确定无缺陷管段壁厚的错位范围小;轴向错位对信号中缺陷底面回波特征的影响比环向错位大。结果表明:提出的含缺陷管道壁厚计算方法能准确确定管道壁厚,计算壁厚与实际壁厚最大误差小于5%,说明检测精度满足工程需要。     

基于形态学的焊缝X射线图像缺陷检测

通过对焊缝X射线图像进行垂直扫描,提取扫描线的线灰度曲线,提出了焊缝缺陷位置的检测算法.应用形态学滤波和分水岭变换对缺陷轮廓进行提取,实现了焊缝X射线图像缺陷的检测.对图像的实测结果表明,该方法能有效地对焊缝缺陷位置进行检测.     

焊缝特征导波模态的分析与应用

为满足焊缝快速高效无损检测需要,并提高超声导波对焊缝缺陷的灵敏度,研究高频下的焊缝导波模态尤为重要。基于COMSOL软件建立了二维对接焊缝半解析有限元模型,通过数值模拟与分析发现,频率大于300 kHz时焊缝中SH_(w1)模态几乎无频散、泄露小,适合于长距离快速焊缝检测。通过试验验证了SH_(w1)模态导波在对接焊缝中的传播特性,确定了最佳激励频率范围为320~360 kHz;并对焊缝中直径为3 mm的预置孔洞缺陷实现了检测,定位精度高于2.5%。     

超声波探伤检测的影响因素分析及监督与控制

由于石油管道其所处工况和环境相对恶劣,易泄漏甚至爆炸,因此石油管道焊缝无损检测是石油管道的重要课题。介绍了超声波探伤检测技术的基本原理,详尽地分析了影响野外超声波探伤质量的原因。和其他的无损探伤检测方法相比,超声波探伤检测成本低、检测速度快,并且能及时检测出焊缝内部质量的缺欠。最后对一个实例进行了分析,并且针对监督检查超声波探伤提出了相应的措施。     

在A型显示超声波探伤中用多维决策方法对焊接缺陷定性分类的试验研究

本文运用模式识别中的统计决策方法对焊接缺陷超声回波信号进行分类识別,以达到区分平面型焊接缺陷(裂纹)和体积型焊接缺陷(夹渣、气孔)的超声回波信号之目的。试验研究表明,本文采用的方法具有一定的可靠性和可行性。经过对32个实际焊接缺陷超声回波信号的分类识别,平面型缺陷的正确分类率为86%,体积型缺陷的正确分类率为78%;总正确分类率为81%。     

超声探伤仪性能测试系统的研究与设计

为实现超声探伤仪性能测试自动化,提高测试效率和精度,研究并设计了一套超声探伤仪性能测试系统。系统以工控机作为中心处理单元,数据采集卡、超声波发射/接收卡实现了数据信号的采集和传输,通过GPIB总线来连接测试平台和待检仪器,简化了系统硬件组成。系统软件以Visual C++2008作为开发平台,采用模块化和结构化思想编写程序,具有良好的扩展性。采用小波分析方法对超声回波进行滤波,有效抑制了信号中噪声对测试精度的影响。试验结果表明,所开发的测试系统能够准确测试超声探伤仪器各项性能参数,实现了测试的智能化。     

铁路货车轮轴多通道超声波探伤仪的设计与实现

为更好地实现货车轮轴的定期检测,设计了基于ARM处理器和现场可编程门阵列FPGA的多通道超声波探伤仪。该仪器采用标准C语言编制应用程序软件,其显著特点是数据存储量大、操作简单、流程清晰,用户只需根据仪器界面提示选择相应操作,程序便自动测试并显示测试结果。货车轮轴探伤检测结果表明,仪器对货车轮轴上的缺陷能够准确地进行定位和定量。     

超声微锻造辅助激光熔丝增材制造数值模拟研究

激光熔丝增材制造技术能大大提高制造效率,但制件存在复杂的残余应力,导致制件内部缺陷多.为了解决这些问题,将超声微锻造与滚压相结合对制件表面进行高频率击打,使金属表层产生塑性变形,将原有的拉应力转变成压应力.以TC4为研究对象,利用ANSYS对激光熔丝过程进行热-结构耦合数值模拟,并施加超声滚压微锻造,分析微锻造前后应力场的变化情况.研究结果表明:激光熔丝熔覆层应力分布更加均匀,拉应力减小,甚至转化为压应力,有效地抑制制件内部缺陷的形成.     

表面波的非接触式产生与接收

给出一种表面波非接触式产生与接收新方法。理论上分析了利用脉冲激光照射试件表面产生表面波的机理；给出了共焦Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ干涉仪超声探测系统及其工作原理；利用红宝石脉冲激光器产生表面波，共焦Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ干涉仪超声探测系统接收表面波，实现了表面波的非接触式产生与记录，同时，将该技术成功地用于表面微小开口缺陷的非接触检测。结果表明，该方法对于表面缺陷的检测是行之有效的。     

天然气管道拘束焊缝复合加载条件下的抗裂性研究

天然气管道在服役过程中,常受到复杂的外部载荷,在金口焊缝处易发生泄露或开裂。针对天然气管道金口焊缝拘束状态,设计了一套自拘束焊接装置,模拟了金口焊缝的拘束状态;并通过复合加载试验及应力应变检测,探讨了全尺寸管道拘束焊缝在复合加载条件下的抗裂敏感性。试验结果表明:拘束焊缝管道无论在内压+静态弯曲复合加载,还是在内压+冲击弯曲复合加载条件下,其抗开裂性均比无拘束焊缝管道差,缺陷开裂敏感性高。含缺陷管道对外部冲击载荷更为敏感,外部动载更易造成含缺陷管道开裂。在复合加载过程中,拘束焊缝管道缺陷尖端的最大应变值小于无拘束焊缝管道缺陷尖端的应变,无拘束焊缝可承受更大的塑性变形。含缺陷管道对弯曲加载速率较为敏感,弯曲加载速率增大,缺陷更易开裂。