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基于COMSOL的超声导波检测锚杆锚固密实度研究

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河南理工大学学报（自然科学版） 2020年第6期39卷 170-176页

作者：王云刚邓万九徐彦茹刘春生河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454000 河南理工大学煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454000 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 武汉长盛煤安科技有限公司湖北武汉430000

为研究锚杆锚固密实度与超声导波反射波之间的关系,利用COMSOL数值模拟软件对超声导波在不同频率、不同锚固密实度下的锚固锚杆中传播进行数值仿真,结果表明:(1)不同频率下,锚杆末端反射波接收的时间均随着锚固密实度的降低逐渐减少,锚... 详细信息

为研究锚杆锚固密实度与超声导波反射波之间的关系,利用COMSOL数值模拟软件对超声导波在不同频率、不同锚固密实度下的锚固锚杆中传播进行数值仿真,结果表明:(1)不同频率下,锚杆末端反射波接收的时间均随着锚固密实度的降低逐渐减少,锚杆末端反射波被接收的时间与锚固密实度之间相关性良好;(2)随着锚固密实度降低,反射波波形趋于复杂,在10%锚固密实度条件下,导波在不同锚固界面之间的反射叠加会影响波峰时间点的读取,影响导波在锚固段传播时间的计算;(3)对不同频率条件下的数据进行线性拟合发现,50 kHz频率下的拟合直线误差更小,更利于锚杆锚固长度检测。研究结果提供了一种锚杆锚固质量的定量分级评价方法。

关键词：锚固密实度超声导波检测群速度锚固质量 COMSOL有限元

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磁致伸缩管道缺陷超声导波检测系统研制

电测与仪表 2013年第9期50卷 21-25,104页

作者：魏争黄松岭赵伟王珅清华大学电机系电力系统国家重点实验室北京100084

针对传统无损检测方法无法应用于占压和穿越油气管道缺陷的在线检测,研制出一套新型磁致伸缩管道缺陷超声导波检测系统。详细论述了检测系统的主机控制、激励、信号调理、上位机软件以及换能器等功能单元的实现方案。实验结果表明,本系... 详细信息

针对传统无损检测方法无法应用于占压和穿越油气管道缺陷的在线检测,研制出一套新型磁致伸缩管道缺陷超声导波检测系统。详细论述了检测系统的主机控制、激励、信号调理、上位机软件以及换能器等功能单元的实现方案。实验结果表明,本系统具有换能器能量转换效率高、激励和接收参数程控可调、可检测不小于5%管道截面损失的单个缺陷,检测结果信噪比和缺陷定位精度均较高等优点,完全适用于占压和穿越等环境下油气管道缺陷的在线检测。

关键词：磁致伸缩超声导波检测占压和穿越管道电磁超声换能器

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充粘液管材超声导波检测模式及频厚积的选择

无损检测 2008年第10期30卷 707-710页

作者：项延训他得安华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 复旦大学电子工程系上海200433

对超声纵向导波在充粘性液体管材中的轴向功率流分布进行了计算和分析,结合了系统中导波传播的衰减系数分布曲线,以此确定了用各模式检测管材的最佳频厚积范围以及其适合检测的缺陷位置。分析表明:频厚积在0.07 MHz·mm以下,用L(0,1)模... 详细信息

对超声纵向导波在充粘性液体管材中的轴向功率流分布进行了计算和分析,结合了系统中导波传播的衰减系数分布曲线,以此确定了用各模式检测管材的最佳频厚积范围以及其适合检测的缺陷位置。分析表明:频厚积在0.07 MHz·mm以下,用L(0,1)模式检测较为理想,检测管内壁缺陷时更为灵敏;在0.09～O.16 MHz·mm之间用L(0,2)模式检测及在0.18～0.28 MHz·mm之间用L(0,3)模式检测时较为理想。轴向功率流分布能有效地选择检测的最佳导波模式及频厚积。

关键词：超声导波检测充粘液管材轴向功率流衰减系数分布

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输气管道超声导波检测技术

无损检测 2008年第9期30卷 617-619,634页

作者：王禹钦王维斌陈长坤佟文强刘广文中国石油管道研究中心廊坊065000 青海油田边远油田开发公司花土沟816400

介绍了超声导波检测埋地管道的特点和应用。重点描述天然气输气站场的在线超声导波检测过程和结果的分析诊断。开挖验证结果与分析诊断结论相符。实践证明,长距离超声导波检测技术是站场快速检测的有效方法,能够在最少开挖和最少剥离防... 详细信息

介绍了超声导波检测埋地管道的特点和应用。重点描述天然气输气站场的在线超声导波检测过程和结果的分析诊断。开挖验证结果与分析诊断结论相符。实践证明,长距离超声导波检测技术是站场快速检测的有效方法,能够在最少开挖和最少剥离防腐层的情况下,全面检测埋地输气管道。检测和分析结果准确可靠,能够作为修复的依据。

关键词：超声导波检测埋地管道腐蚀

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超声导波检测技术在管道检验检测中的应用

化工装备技术 2011年第6期32卷 53-55页

作者：茅根新顾素兰何磊上海宝钢工业检测公司

介绍了应用于管道腐蚀检测的超声导波检测技术,并以检测案例来说明该技术在现场的应用情况。

关键词：超声导波检测管道腐蚀检测案例

超声导波检测技术在埋地占压管道检测与风险分析中的应用

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无损检测 2012年第3期34卷 35-37页

作者：王遂平龙媛媛张春茂刘瑾刘超胜利油田技术检测中心腐蚀与防护研究所东营257000 中国石化集团国际石油勘探开发有限公司北京100083

针对油气输送管道被占压后存在重大安全隐患,且目前国内外对占压管道尚无成熟可靠的检测技术的难题,利用Wavemaker G3超声导波检测系统对某529mm原油长输管道选取了8区段进行了检测试验。结果表明,超声导波技术对于埋地占压管道的单... 详细信息

针对油气输送管道被占压后存在重大安全隐患,且目前国内外对占压管道尚无成熟可靠的检测技术的难题,利用Wavemaker G3超声导波检测系统对某529mm原油长输管道选取了8区段进行了检测试验。结果表明,超声导波技术对于埋地占压管道的单项检测距离为10～15m,对于占压距离检测分析。利用检测结果综合分析了高速公路、高层建筑、普通平房等不同类型的占压对管道的危害性,并提出了适宜的建议措施。

关键词：埋地管道占压超声导波检测风险分析

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基于时间反转的钢杆超声导波检测技术研究

基于时间反转的钢杆超声导波检测技术研究

作者：刘凌汐哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

作为结构中的承重部件,钢杆在长期的使用过程中会由于疲劳、腐蚀以及生产过程的工艺缺陷等因素发生断裂失效,造成严重的事故。因此,对钢杆实行无损检测就变得十分必要。然而,在传统的超声导波无损检测过程中,导波在缺陷处发生模态转换,... 详细信息

作为结构中的承重部件,钢杆在长期的使用过程中会由于疲劳、腐蚀以及生产过程的工艺缺陷等因素发生断裂失效,造成严重的事故。因此,对钢杆实行无损检测就变得十分必要。然而,在传统的超声导波无损检测过程中,导波在缺陷处发生模态转换,导致缺陷回波信号波形改变、幅值减小,进而影响检测的效果。为了解决现有钢杆超声导波检测过程中因模态转换产生的缺陷回波波形失真以及幅值减小的问题,本文提出了一种基于时间反转的超声导波检测方法,使缺陷处的反射回波幅值得到聚焦放大,进而增强导波检测效果。通过理论推导、仿真分析和数值模拟实验的方法,在以下几个方面对基于时间反转的钢杆导波检测过程进行了研究:确定了适合进行检测的导波模态和频率范围,依据钢杆中超声导波的频散方程,在MATLAB中编写程序求解绘制频散曲线,选取了L(0,1)模态作为本文检测的激励模态。分析了钢杆直径对纵向模态导波频散曲线的影响,结果表明随着钢杆直径的增大,适合进行检测的导波频率范围会越来越小。提出了基于时间反转的钢杆超声导波检测方法,推导了钢杆中多模态导波的时间反转聚焦过程,分析了聚焦信号的成分。在MATLAB软件中仿真检测过程,研究时间反转的聚焦性能。结果表明,时间反转方法能够解决导波在缺陷处因模态转换引起的回波波形失真问题,实现了对缺陷回波信号的聚焦放大,提高导波检测的效果。对钢杆的导波时反检测法进行了有限元分析,模拟实际的检测情况,研究时间反转的聚焦作用。通过比较模拟结果与常规导波检测的模拟结果,验证了时间反转能够聚焦缺陷信号,增强导波检测能力。将首次回波信号中的缺陷部分用不同长度的时间反转窗进行截取,研究窗长度对聚焦效果的影响。结果表明,时反窗所截信号中含有的缺陷信息越完整,聚焦的效果越好。对不同尺寸的缺陷进行了导波检测的数值模拟,研究了时反前后缺陷反射系数随缺陷径向、周向和轴向三个方向尺寸的变化情况,为缺陷的定量分析提供了依据。在此基础上,定义损伤指数来判定钢杆的损伤程度,分别给出了不同径向深度、不同周向长度的缺陷与损伤指数的定量关系。

关键词：钢杆超声导波检测时间反转信号聚焦模态分析

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超声导波检测在压力管道检验中的应用

石油石化物资采购 2021年第14期 61-62页

作者：刘金东天津滨海概念人力资源有限公司

在化工及其相关类工厂中大量压力管道被集中在管廊上,沿着装置或在厂区外布置。管廊上压力管道的距离长,离地距离高,而常规检测技术是单点检测,对于数量庞大的管道,其检测成本高,效率低。超声导波检测技术具有检测距离长,效率高且可以... 详细信息

在化工及其相关类工厂中大量压力管道被集中在管廊上,沿着装置或在厂区外布置。管廊上压力管道的距离长,离地距离高,而常规检测技术是单点检测,对于数量庞大的管道,其检测成本高,效率低。超声导波检测技术具有检测距离长,效率高且可以同时检测管道内外壁的优点。超声导波检测技术作为一种长距离、全范围的检测手段,已经发展成为重要的管道检测技术。

关键词：超声导波检测压力管道检验应用

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管道超声导波检测技术研究进展

无损检测 2024年第11期46卷 81-90页

作者：左万君戴西斌江华江西省检验检测认证总院特种设备检验检测研究院南昌330000 江西省检验检测认证总院特种设备检验检测研究院抚州分院抚州344000

超声导波检测技术是一种通过分析导波在管道中的传播特性来检测管道损伤的无损检测技术,在无损检测领域具有重要意义,尤其在管道损伤检测中应用广泛。首先,简要介绍了超声导波及其检测技术的基本原理,重点介绍了导波的激励与接收、导波... 详细信息

超声导波检测技术是一种通过分析导波在管道中的传播特性来检测管道损伤的无损检测技术,在无损检测领域具有重要意义,尤其在管道损伤检测中应用广泛。首先,简要介绍了超声导波及其检测技术的基本原理,重点介绍了导波的激励与接收、导波的频散和多模态特性,以及导波的衰减特性。其次,综述了超声导波换能器和超声导波信号处理技术的研究进展,其中,重点关注了压电换能器、磁致伸缩换能器和电磁声换能器的优化与设计,以及针对小缺陷信号的增强与识别和导波多模态分离的应对策略。最后,展望了超声导波技术在未来的发展方向。

关键词：无损检测技术超声导波检测超声导波换能器信号处理