基于模式转换波的管道结构TOFD检测近表面盲区抑制方法技术

一种基于模式转换波的管道结构TOFD检测近表面盲区抑制方法，属于无损检测技术领域。该方法采用由超声探伤仪、TOFD探头、倾斜有机玻璃楔块和扫查装置组成的TOFD检测系统，沿管道外壁实施TOFD周向扫查与图像采集。读取扫查图像中缺陷上、下端点模式转换波弧顶位置深度及偏心距，并结合管道曲率半径、TOFD探头中心间距及缺陷端点之间的声传播关系，计算得到近表面盲区内缺陷的深度、长度和倾斜角度。该方法操作简单，无需复杂的信号处理过程，即可大幅抑制管道结构TOFD检测近表面盲区，并能够实现近表面盲区内缺陷的精准定量，可推广应用于工业管道检测。

Near-Surface Blind Zone Suppression Method for TOFD Detection of Pipeline Structures Based on Mode Converted Wave

【技术实现步骤摘要】
基于模式转换波的管道结构TOFD检测近表面盲区抑制方法
本专利技术涉及一种基于模式转换波的管道结构TOFD检测近表面盲区抑制方法，其属于无损检测

技术介绍
管道结构广泛应用于石油化工、电力和天然气等行业。在焊接和安装过程中受人为因素影响，或运行过程中受介质、压力综合作用，管道内部产生不同程度缺陷，必须实施无损检测。超声衍射时差法(TimeofFlightDiffraction,TOFD)是当前应用较广泛的一类无损检测技术，具有检测灵敏度高、精度高和效率高等优点。然而，TOFD检测时直通波信号易与衍射纵波信号混叠，形成近表面盲区。特别是对管道结构实施周向扫查时，表面曲率及探头中心间距增大导致管道近表面盲区深度增加，近表面较大范围内的缺陷难以实现检出与定量。目前，TOFD检测近表面盲区抑制方法主要包括三类：调整TOFD检测参数，如提高检测频率和降低探头中心间距；结合频谱分析和自回归谱外推等方法提高接收信号的时间分辨力；采用经过多次反射后，渡越时间更长的衍射信号进行近表面盲区内缺陷检测。现有方法适用于平板结构的TOFD检测近表面盲区抑制，但未针对性考虑管道结构表面曲率对近表面盲区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模式转换波的管道结构TOFD检测近表面盲区抑制方法，针对管道结构进行TOFD检测周向扫查时，管道曲率导致近表面盲区深度增加，近表面缺陷端点衍射纵波湮没在直通波信号中，难以对缺陷定量的问题，利用模式转换波、TOFD探头中心间距、管道曲率半径和缺陷上、下端点之间的声传播关系，基于费马定理和TOFD周向扫查图像，实现管道结构TOFD检测近表面盲区的大幅抑制，以及缺陷深度、长度和倾斜角度定量；其特征是：所述方法采用如下步骤：(a)TOFD检测参数确定根据被检管道的材料、几何尺寸及待检测范围优选TOFD检测参数，包括TOFD探头频率、楔块角度、探头中心间距、检测增益和采样频率；(b)检测数据...

【技术特征摘要】
1.一种基于模式转换波的管道结构TOFD检测近表面盲区抑制方法，针对管道结构进行TOFD检测周向扫查时，管道曲率导致近表面盲区深度增加，近表面缺陷端点衍射纵波湮没在直通波信号中，难以对缺陷定量的问题，利用模式转换波、TOFD探头中心间距、管道曲率半径和缺陷上、下端点之间的声传播关系，基于费马定理和TOFD周向扫查图像，实现管道结构TOFD检测近表面盲区的大幅抑制，以及缺陷深度、长度和倾斜角度定量；其特征是：所述方法采用如下步骤：(a)TOFD检测参数确定根据被检管道的材料、几何尺寸及待检测范围优选TOFD检测参数，包括TOFD探头频率、楔块角度、探头中心间距、检测增益和采样频率；(b)检测数据采集管道近表面盲区内存在沿轴向分布的面积型缺陷，缺陷上、下端点分别设为A和B；采用步骤(a)中确定的TOFD检测参数，控制TOFD探头沿管道外壁进行周向扫查，获得扫查图像并对直通波校准；(c)缺陷端点深度定位设管道外壁曲率半径为R，壁厚为T，O点为管道圆心，材料横、纵波声速分别为cS和cL；TOFD探头中心间距为2S，两探头连线中心点为O′，直通波脉冲宽度为tp，则管道结构TOFD检测近表面盲区理论深度D为对于缺陷上端点A，设上端点模式转换波弧顶位置对应传播声时为tA，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：金士杰，林莉，马天天，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21