基于超声导波的管道缺陷量化评估仿真研究

超声导波是近年新兴的无损检测技术,相比超声检测和漏磁检测等传统方法,它可提供大范围、全面高效的检测,因此受到越来越多的关注。在基于超声导波的管道缺陷检测中,普遍采用脉冲回波方法,即根据反射回波信号的分析结果获取缺陷信息,目前此技术已可实现管道缺陷的识别和定位。但由于实际管道缺陷形态不规则,产生的反射回波信号往往很复杂,目前还不能实现管道缺陷的量化检测。本文针对此问题,通过有限元仿真方法研究超声导波与管道缺陷的交互过程,提出利用缺陷前后边界分别产生的两个反射信号进行缺陷轴向尺寸的量化评估方法,并进一步通过有限元仿真验证了结论。     

钢质管道3层PE防腐管端头翘边缺陷原因分析

铜质管道3层PE防腐，是目前国内外采用最为广泛的一种管道防腐形式。其主要结构为：底层的环氧粉末层、中间的胶粘剂层、外层的聚乙烯防腐（护）层。本文分析了铜质管道3层PE外防腐管端头翘边缺陷的形成原因，并提出了预防和控制翘边缺陷形成的技术工艺措施。     

超声检测中裂纹型缺陷深度的智能识别

为了实现对裂纹型缺陷深度的定量识别,提高超声检测精度,引入小波分析和人工神经网络技术进行缺陷深度的智能识别,从超声检测的基本原理、缺陷深度表征量的确定、超声回波信号缺陷特征量的小波提取、神经网络的结构参数及训练和测试网络等方面,详细探讨了对裂纹型缺陷进行智能识别的方法,论证了运用神经网络进行缺陷智能定量识别的可行性,构造了智能识别实验系统,并利用该系统对所加工的含缺陷试样进行了定量识别试验与分析,结果表明,小波分析和人工神经网络技术的引入能够为超声检测缺陷的定量识别提供行之有效的途径。     

基于阴极保护的输油埋地管道防腐技术问题探讨

本文主要对基于阴极保护的输油埋地管道防腐技术进行了探讨。本文首先概述了埋地管道防腐与保护，然后对阴极保护技术及参数进行了分析，并对防腐层缺陷对阴极保护电位的影响问题进行了探讨，最后还研究了埋地管道防腐层检测技术。     

天然气管线聚乙烯三层结构外防腐涂层的应用分析

天然气管线外防腐涂层选用过多种涂层,延长管道的使用寿命没有明显提高。经过技术改进与引进,聚乙烯三层结构外防腐涂层达到了防腐要求。虽然在使用过程中存在不足之处,但目前已在天然气管线上广泛应用。     

管道缺陷超声导波监测信号匹配追踪去噪

采用超声导波进行管道缺陷监测过程中混入干扰噪声严重影响缺陷反射回波的提取和识别,提出了一种新的管道缺陷超声导波监测信号匹配追踪去噪方法。将Hanning窗调制的正弦波激励信号经过时间平移和幅值调制作为基本原子形成自定义过完备波形字典,对管道缺陷超声导波监测信号进行匹配追踪稀疏分解,提取其中有效成分进行信号重构,经多次迭代实现信号去噪。对有限元数值模拟和实际管道缺陷监测信号分别采用传统小波阈值和提出的匹配追踪法进行去噪处理,结果表明,当信噪比较低时匹配追踪法明显优于小波阈值法,即使在干扰噪声完全淹没缺陷反射回波的场合,仍然可以提取出清晰干净的缺陷反射回波信号,为正确分析和评估现役管道安全运行状况提供了一条新的途径。     

基于小波包BP网络的超声检测缺陷类型识别

针对A型反射超声波检测仪难以准确识别缺陷类型的问题,探讨了基于小波包和BP神经网络相结合的超声检测缺陷类型识别方法。对检测的多组超声缺陷信号分别进行3层小波包分解,提取小波包频谱能量特征,归一化后构造了各缺陷信号的特征向量,并分别组成训练样本集和测试样本集,用于3层BP神经网络的训练和网络识别效果检验。实验结果表明该方法能准确快速地识别出超声检测缺陷类型。     

基于支持向量机的预应力T梁压浆质量无损检测

利用超声波透射法对预应力T梁束孔管道的压浆质量进行无损检测,并采用以高斯函数为核函数的支持向量机模式识别技术对检测数据进行自动缺陷识别。在检测过程中,首先采用超声波透射法对T梁的压浆质量进行无损检测,接着建立SVM训练和测试样本库,利用该样本库训练得到SVM模型,最后用该模型对检测数据进行缺陷识别,经对识别结果进行开窗验证。研究结果表明:采用支持向量机算法识别结果准确、可靠;与人工神经网络算法相比,支持向量机算法在训练速度、可靠性等方面都表现出了优越的性能。     

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。     

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%。     

限幅采样技术在激光超声无损检测中的应用

基于超声信号在金属介质缺陷处发生回波现象,提出一种单位限幅数字还原采集的方法,用于回波弱信号还原。将激光超声技术、声电耦合技术和电学检测技术相结合,利用脉冲调制的单频激光源,作用于金属激发超声波,使用单位限幅数字还原的方法,抓取超声信号传输特征。超声波信号数据采集抓取完成后发送到上位机软件,对信号进行分析和处理。通过实验测试验证,使用上述信号还原方法,依托高速FPGA开发平台,提高了系统对回波弱信号的采集能力和金属缺陷判断的能力。     

基于小波包变换的超声回波信号特征提取

超声检测技术中,缺陷的定性分类这一技术难题至今尚未得以彻底解决。文章介绍了一种基于小波包变换的多尺度空间能量特征提取方法,并对实测的超声缺陷回波信号进行了特征提取;进而采用基于距离的类别可分性判据对提取结果进行了评价。结果表明:该方法提取的缺陷回波信号特征值,其可分性测度均值达91.7%,从而证明该方法对超声检测缺陷回波信号的特征提取是相当有效的。     

金属材料内部非金属夹杂超声检测的数值模拟

在金属材料内部夹杂物的超声检测中,如何通过检测获得的回波信号辨识夹杂物的属性和位置,一直是其重点和难点问题.通过建立包含夹杂物缺陷的二维金属板模型,采用有限元数值模拟的方法,对材料内部超声波场进行计算,获得了两种最典型的夹杂物Al2O3和TiN,以及二者在材料内部不同深度时的超声回波信号.研究了夹杂物类型和夹杂物深度对超声回波时域波形以及对界面波、夹杂物缺陷回波和底面回波频谱分布的影响规律.     

基于归一化尺度计盒维数的超声波分形特征研究

基于归一化尺度计盒维数方法研究了超声波分形特征．提出了将时间尺度与幅值尺度归一化的计盒维数方法来快速计算超声回波分形维数；在此基础上，对管道中缺陷超声回波的分形维数进行了计算与统计分析，得到了超声回波的分形维数的统计分布规律．研究结果表明，超声回波具有分形标度不变性，计盒维数能够反映超声回波信号波形的复杂程度和不规则程度，这种方法可以在超声自动检测中用来快速判断缺陷的有无．     

喷涂铝覆盖层在实海浪花飞溅区的腐蚀行为

采用热喷涂工艺制备铝涂层,并对部分试样涂刷有机涂层(氯化橡胶面漆)进行封闭处理;通过外海现场挂片试验研究其防腐性能,并利用电子扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层表面形貌及腐蚀产物进行观测分析.研究结果表明;喷铝涂层的结构以平行层面的层片形状为主,局部有不规则颗粒和条丝状体;喷铝涂层与基体相互间结合以机械咬合为主,有机层封闭喷铝涂层的孔隙和缺陷,有效隔绝腐蚀介质的侵入,起到了有效的防腐效果.     

埋地管道防腐层缺陷检测技术及其应用

研究了防腐层缺陷检测技术。比较了多种检测技术的优缺点．综合分析埋地管道检测技术组合方法及其实际应用。     

磁致伸缩超声导波的包覆层轻烃管道检测试验分析

采用磁致伸缩传感器(Ms S)超声导波检测系统,对带包覆层轻烃管道进行在线检测。研究了不同检测频率、管道直径对管道缺陷检测定位精度的影响,并分析了带有黏弹性包覆层环氧树脂对超声导波信号的影响。对114 mm和80 mm两类管道,以三通、弯头等近似为缺陷,分别使用32 k Hz和64 k Hz探头进行检测。检测结果表明:不同检测频率时管道缺陷检测精度不同,频率越高,定位精度越高。管道的直径对导波信号缺陷检测精度有重要影响,采用32 k Hz频率对80 mm管道的定位精度为9.3 cm,远高于114 mm管道的定位精度(17.6 cm)。黏弹性包覆层对检测信号有强烈的衰减,平均衰减速率约为1 d B/m。     

铝合金轮毂铸造缺陷超声波检测系统的研究

针对铝合金轮毂铸造缺陷造成的汽车安全隐患问题,利用铝合金轮毂铸造缺陷超声波检测技术和原理,采用水浸式超声波检测方法对铝合金轮毂铸造缺陷进行检测,并利用小波变换时频图及超声C图像判断铝合金轮毂的铸造缺陷特征。研究结果表明:水浸式超声波检测技术对铝合金轮毂铸造缺陷的检测,结合超声波A型波和时频图可以判断出铝合金轮毂内部是否有缺陷存在及缺陷的大小和位置,且通过超声波A型波转换得到的超声C图像可以更加直观地判断出缺陷的特征。可见,我们设计的铝合金轮毂铸造缺陷超声波检测系统可用于缺陷检测。     

煤矿机械在役轴类零件超声检测现状及展望

随着工业4.0和中国制造2025的全面推进,为应对装备制造业发展的新形势,确保质量为先,未来对煤矿机械智能检测与评价技术的需求将会越来越多。全国煤矿兴起智能化建设的高潮,煤矿装备将向着高转速、高功率方向发展,关键零部件的无损检测技术将面临新的挑战。总结了煤矿机械轴类零件无损检测现状,指出了在役轴非拆卸检测存在的问题,主要是因为缺陷回波、结构回波和转换回波在时域上混叠造成缺陷漏检,因为界面压力改变超声波的传播行为造成缺陷定量误差。分析了超声无损检测技术的发展现状和趋势,超声检测将向着无损定量评价、大数据分析、在役检测和计算超声学的方向发展,指出了煤矿机械在役轴类零件超声非折卸检测面临的关键难题,要对在役条件下超声回波产生机理、超声信号反卷积处理和基于大数据的缺陷智能评价这3方面进行深入研究,为缺陷信号提取和缺陷准确定量分析提供理论支持,实现在役轴类零件缺陷检测和剩余寿命预测,以确保煤矿机械安全运行。     

基于LS-SVM的超声导波管道缺陷二维重构

针对当前超声导波检测中的缺陷成像技术难点,提出了基于支持向量机的缺陷轮廓重构方法.通过实验和有限元仿真相结合的方式,获得不同大小缺陷的检测信号.采用最小二乘网络学习算法,选取缺陷回波数据作为支持向量机的输入,缺陷轮廓数据作为输出.建立了缺陷回波到缺陷二维轮廓的非线性映射,实现了缺陷轴向宽度和径向深度的二维轮廓重构,并与径向基神经网络重构效果进行了对比.实验结果表明,该方法速度快、精度高、泛化能力好,是管道超声导波定量化、可视化检测的一种可行方法.