導(dǎo)波檢測無損評估領(lǐng)域的方法

導(dǎo)波檢測在無損評估領(lǐng)域?qū)俜椒ㄖ唬@種方法采用機(jī)械應(yīng)力波沿著延伸結(jié)構(gòu)傳播，傳播距離長而衰減小。導(dǎo)波檢測廣泛應(yīng)用于檢測和掃查大量工程結(jié)構(gòu)，特別是各地的金屬管道檢驗。有時單一的位置檢測可達(dá)數(shù)百米。同時導(dǎo)波檢測還些應(yīng)用于檢測鐵軌、棒材和金屬平板結(jié)構(gòu)。

中文名導(dǎo)波檢測

外文名Guided Wave inspection

導(dǎo)波檢測原理：

盡管導(dǎo)波檢測通常被認(rèn)為是超聲導(dǎo)波檢測或遠(yuǎn)程超聲波檢測，但是從根本上它與傳統(tǒng)的超聲波檢測并不相同；與傳統(tǒng)超聲波檢測相比，導(dǎo)波檢測使用非常低頻的超聲波，通常在10~100千赫。有時也使用更高的頻率，但是探測距離會明顯減少。另外，導(dǎo)波的物理原理比體積型波更加復(fù)雜。很多理論在其他個別的文章中有所闡述，這里將更多的討論導(dǎo)波檢測的實(shí)踐。

導(dǎo)波檢測技術(shù)歷史

對于導(dǎo)波在結(jié)構(gòu)中傳播的研究可以追溯到20世紀(jì)20年代（1920s）；主要啟蒙于地震學(xué)領(lǐng)域。從那以后，開始致力于導(dǎo)波在圓柱狀結(jié)構(gòu)的傳播方面的分析研究；在20世紀(jì)90年代（1990s）早期，導(dǎo)波檢測被認(rèn)為僅僅是應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)的無損檢測方法。如今，導(dǎo)波檢測作為完整健康監(jiān)測計劃應(yīng)用于石油產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

導(dǎo)波檢測技術(shù)如何應(yīng)用（管道檢測）

與傳統(tǒng)的超聲波不同；有多種導(dǎo)波模式用于管道幾何學(xué)，通常歸類為三組，分別是扭轉(zhuǎn)模式、縱向模式和彎曲模式。這些波型模式的聲學(xué)性能是管道幾何學(xué)、材料和頻率的函數(shù)。通常通過典型的圖表分布曲線的數(shù)學(xué)模式來預(yù)測波型模式的性能。 [1]

管道的導(dǎo)波測試，低頻率傳感器陣列覆蓋管道的整個圓周，產(chǎn)生的軸向均勻的波沿著管道上的傳感器陣列的前后方向傳播。扭轉(zhuǎn)波模式是使用的，縱向模態(tài)的使用有所限制。設(shè)備運(yùn)用傳感器陣列的脈沖設(shè)置激發(fā)和探測信號。

在管道橫截面變化或局部變化的地方會產(chǎn)生回波，基于回波到達(dá)的時間，通過特定頻率下導(dǎo)波的傳播速度，能準(zhǔn)確地計算出該回波起源與傳感器陣列位置間的距離。導(dǎo)波檢測使用距離波幅曲線修正衰減和波幅下降來預(yù)計從某一距離反射回的橫截面變化。距離波幅曲線通常通過一系列已知的反射體信號波幅例如焊縫進(jìn)行校準(zhǔn)。

一旦設(shè)置好距離波幅曲線，信號振幅和缺陷橫截面變化能較好地關(guān)聯(lián)。導(dǎo)波檢測不能直接地測量剩余的壁厚，但是它可以將缺陷嚴(yán)重程度分成幾種類別。這樣操作的其中一個原理是通過激發(fā)信號開啟模式轉(zhuǎn)換，軸對稱導(dǎo)波模式的部分能量轉(zhuǎn)換成彎曲模式。模式轉(zhuǎn)換的總量可精準(zhǔn)地預(yù)計缺陷在圓周范圍的分布，再參考橫截面的變化量，操作人員就可以進(jìn)行嚴(yán)重程度分類。

導(dǎo)波檢測的典型結(jié)果是通過A掃的方式顯示反射波幅與傳感器基陣位置的距離。在過去的幾年里，一些的系統(tǒng)已經(jīng)開始提供C掃的結(jié)果，可以很容易地解讀每一個特征的走向。在檢驗大型管道時，這顯然非常有用。

特征

優(yōu)勢

1. 長距離檢驗----能達(dá)到上百米 的檢驗距離

2. 接觸受限----對保溫管，能夠最小限度地移除保溫層；對管道支撐下的腐蝕，無需升起管道；對高空的檢驗，腳手架的需求能簡化到限度；可檢驗穿越公路的埋地管道；

3. 數(shù)據(jù)能被記錄；

4. 完整的自動化數(shù)據(jù)收集。

劣勢

1. 數(shù)據(jù)的解釋高度依賴于操作人員；

2. 很難發(fā)現(xiàn)小的點(diǎn)蝕缺陷；

3. 對緊挨附件的檢驗區(qū)域，效率不高。