超声导波在压力管道腐蚀检测中的应用.pdf
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1、第 1 1 期 5 7一 超声导波在压力管道腐蚀检测中的应用 郭宏川 ( IN J l I 省 自贡市特种 设备监督检验所 , 四川 自贡 6 4 3 0 0 1 ) 摘 要 在用压力管道的失效多数是由腐蚀减薄或局部腐蚀泄漏引发的。常规检测方法 ( 射线、超声波、磁粉、渗透检 测 )针对性不强,盲目性大。本文主要介绍 了目前检测领域的新技术一超声导波在压力管道腐蚀检测中的应用特点,以及 与常规检 测方法相 比较 的优缺点 。 关键词超声导波;压力管道;腐蚀检测;应用 1 概 要 1 1 压力管道的特点 压力管道 与锅 炉 、压力容器 的结 构、用材 、 使 用环境等各方面存在很大 的不同,具有
2、如下特 点:( 1 ) 种类多,数量大,设计 、制造 、安装 、应 用等 管理环节 多;( 2 ) 长细 比大 ,跨越 空间大 ,边 界条件复杂 ;( 3 ) 现场安装工作量大;( 4 ) 材料应用 种类多,选 用复杂 ;( 5 ) 管道及 其元件 生产厂家规 模 较小,产 品质 量保证较差 ;( 6 ) 长输 管道与燃气 管道基本上为埋地敷设,热力管道为管沟敷设 。 1 2常规方法 的优缺点 现行压 力管道检验 的常 规方法有射线检测 、 超声检 测和磁粉 检测 、渗透 检测【 ” ,主要用于焊 接缺陷 以及使用过程 中产 生的裂纹等新增缺 陷。 在 压力管道检测应用 中的优 点有 :直观
3、、技术成 熟、简单方便 ;不足有 :采 用超声和射线等常规 无损检测方法对压力管道焊 缝 内部检验的盲 目性 大 。超声检测 易受检验人 员的工作状态 、技术水 平 能力和责任心 的影 响,超 声检测还受到管道直 径和壁 厚的限制 ;射线检测对裂 纹类缺陷的检 出 灵敏度 受照射 角度 的影 响较大 ,易出现对严重缺 陷 的漏检 ;磁粉 检测只限于铁磁性材料 ;渗透检 测 只限于开 口型缺陷,并对检测表面 的粗糙度 、 环境温度 、光照强度等有一定具体要求。 对压力 管道失效案列 的统计分析发现 ,多数 案例都是腐蚀减 薄或局 部腐 蚀泄漏 引发 的,常规 检测方法在压 力管道腐蚀 检测 中针
4、对性不强 、盲 目性大,因此,完全有必要引入新 的检测方法 。 2 管道超声导波检测原理及适用范围 2 1 导波 的概念 1 9 5 9 年 ,D C Ga z i s 提 出了线弹性理论 ,推导 出了纵 向模态和扭转模态 导波在 空心圆柱壳中传 播 的理论表达式并进 行了数值计 算,建立了弹性 管的导波理论 。 所谓 导波 ,就 是 导波 中的 弹性 波 。当介 质 的几何尺 寸小于波 长时,介质不 能视为无限大, 纵波和横波不 能同时独立存在 ,这时弹性波在 介 质 中的传播依赖于介 质的几何结 构,就产生了导 波 。导波 的形成机 理极其复杂 ,其 由弹性波在 介 质界面上不 断反射 、
5、折射 、干涉 以及波 形转换 而 形成的 2 ,其过程如图1 所示。 图1 导波形成过程示意图 导波 具有频 散性和多模态性 。由于导波 的相 速度和频率有关 ,对于检测 的窄带脉冲 ,不 同频 率成分具有不 同的传播速度 ,从而 导致 导波波包 的形状发生变化 ,产生频散现象 。管道 中的导波 有纵向模态 、扭转模态和弯 曲模态 ,常用 的检测 导波模态是L ( 0 ,2 )模态和T ( 0 ,1 )模态 。 2 2导波检测 的基本原理 导波检测 系统通常 由探头 、导波激励单元 、 导波接收单元和检测信号处理单元组成 。导波激 励单元产生导波信号并将其放大 ,施加在探头上 作者简介:郭宏川
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- 超声 导波 压力 管道 腐蚀 检测 中的 应用
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