【正文】 同時，在焦距比探頭直徑大得多的情況下，可以認(rèn)為 MP? 隨 ? 的變化很小，可近似為常數(shù)。本實驗室關(guān)于探頭聲場的測定都采用球靶法。 探頭一旦確定，排除外界環(huán)境的干擾（如水溫等），它的聲場空間分部也就確定了 [39]。但是隨著晶片尺寸的增大，聲束聚焦后焦柱長度縮短，這又對無縫鋼管檢測不利，因此晶片直徑也不能過大，特別是小口徑薄 壁管不能用太大尺寸晶片 [16][38]。 ， 20176。而聚焦探頭聲束則不會擴散，反而會出現(xiàn)二次聚焦現(xiàn)象。 15% 20~40 177。 10% 10~25 177。例如，射線照相法是以像質(zhì)計的可分辨影像作為比較的依據(jù)；磁粉檢測用靈敏度試驗片的可顯性來衡量磁化規(guī)范是否合理；滲透檢測是以發(fā)現(xiàn)人工表面 缺陷的數(shù)量級來表示其檢測靈敏度和可靠性；超聲檢測則以各種標(biāo)準(zhǔn)試塊和對比試塊作為比較的依據(jù)，試塊上具有特定尺寸的規(guī)則反射體為所求量提供了一個固定聲學(xué)特性，以此作為比較的基準(zhǔn)。輸入環(huán)節(jié)主要完成操作給定；輸出環(huán)節(jié)主要是執(zhí)行控制信號；反饋環(huán)節(jié)主要是反饋執(zhí)行機構(gòu)（電機）的限位信號。 圖 機械系統(tǒng)各運動軸 Mechanical system axis of motion 無縫鋼管缺陷的超聲分析研究畢業(yè)論文 在機械控制系統(tǒng)中， R 軸實現(xiàn)鋼管的旋轉(zhuǎn)運動，驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動直接轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動輪的轉(zhuǎn)動，再通過兩個驅(qū)動輪夾緊鋼管，使其轉(zhuǎn)動。 一般而言，大口徑無縫鋼管的管壁比較厚，又由于它曲率較小，因此探頭與管壁表面較容易耦合。附加變形是由于金屬各部分（各層）的變形不均勻（不協(xié)調(diào)）所產(chǎn)生的。 圖 超聲 A 掃描示意圖 Schematic diagram of ultrasonic Ascan 雖然波形檢測受檢測條件與人為因素較大，但作為最基礎(chǔ)的檢測方式，超聲B 掃描，超聲 C 掃描以及相控陣掃描等成像檢測技術(shù)都離不開超聲波回波信號的分析處理等，所以在小口徑無縫鋼管缺陷超聲檢測分析過程中波形檢測顯得極為無縫鋼管缺陷的超聲分析研究畢業(yè)論文 重要，這就要求檢測人員對無縫鋼管的超聲檢測的關(guān)鍵參 數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，最為準(zhǔn)確的檢測到鋼管的缺陷。 第五章對本論文研究結(jié)論進(jìn)行總結(jié)。 (a) (b) 圖 μ＋ （ Micro plus） 16 通道數(shù)字式超聲波管道檢測系統(tǒng) μ + (Micro plus) 16channel digital ultrasonic pipe inspection system （ a）壓力管自動掃查裝置；（ b）管道超聲 檢測掃查器 誠然，通過國內(nèi)學(xué)者與專家的努力，我國無縫鋼管超聲檢測水平與國際水平的差距正在縮小，但目前我國超聲檢測大部分還集中在手持式單 /多通道超聲波儀研制，通過波形判斷來對缺陷進(jìn)行判定檢測。為此，他們先在標(biāo)準(zhǔn)試塊上掃描成像，確定缺陷樣件的錯位量，然后用其去修正其它 C 掃描圖像，如圖 所示為文獻(xiàn)提供的某一圓形缺陷修正鋸齒錯位前后 C 掃描圖像 [26]。 天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院劉懌歡等同志利用內(nèi)置旋轉(zhuǎn)式超聲波檢測技術(shù)（簡稱 IRIS）對鋼管內(nèi)壁和外壁進(jìn)行全面檢測 , 并對其進(jìn)行精確定量 [24]。在圖 (b)中加入了彩色二維帶狀圖像，但就設(shè)備設(shè)計特性而言，這種二維帶狀圖更適合于 電阻焊接（ ERW）管材進(jìn)行焊縫和熱影響區(qū)（ HAZ）的檢測 設(shè)計， 氣動懸掛可以使檢測頭跟蹤管材的移動，并在出現(xiàn)燒剝孔或卷材板之間的對接焊縫時，基于渡越時間分析的獨特算法 （公司專利） 可以對燒剝 區(qū)域進(jìn)行自動檢測，并將反饋信息發(fā)送到 PLC，以自動調(diào)整 每個 水楔 ， 檢測頭的旋轉(zhuǎn)能力可以使每個探頭在 120~+120度之間獨立移動 ，如圖 所示為 ERW 檢測系統(tǒng) 自動焊縫跟蹤 ，但是對于無縫鋼管而言，如外折在 鋼管外表面呈螺旋形狀且螺距較大、分布于局部或全長，這使得跟蹤范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于焊縫跟蹤的范圍，雖然采用自動跟蹤對于缺陷的描述較為直觀形象，但局部跟蹤不能反映缺陷在整個無縫鋼管中的位置分布 [19][20]。 GE 公司的管材超聲檢測設(shè)備中 GRPPAT 檢測系統(tǒng)、“ CLUSTER”檢測系統(tǒng)以及 ROT 系列檢測系統(tǒng)采用的是 UNIVIS 軟件，可顯示多通道 彩色帶狀模式條線圖，如圖 所示。 無縫鋼管缺陷的超聲分析研究畢業(yè)論文 圖 便攜式 IRIS 9000 軟件系統(tǒng) Portable IRIS 9000 software systems 美國 GE 公司擁有的 Krautkramer（德國 KK 公司） 超聲波大型鋼管檢測設(shè)備 GRPPAT，該設(shè)備采用最新相控陣檢測技術(shù)，實現(xiàn)全管體縱向，橫向，斜向（ 0176。 超聲波檢測方便簡單通用；靈敏度較高，指向性較好；可以檢測鋼管表面及其內(nèi)部缺陷。 磁粉檢測作為一項較為成熟的無損檢測技術(shù)，具有自身的特點：顯示直觀；檢測靈敏度高；適應(yīng)性好；效率高、成本低、設(shè)備簡單，操作方便，檢測速度快，費用低廉，但是，它只適用 于檢測鐵磁性金屬材料；只適用于檢測鋼管表面與近表面缺陷；通常用目測檢查缺陷，磁痕的判斷和解釋需要檢測人員有較高的經(jīng)驗與水平 [11]。 ⑶ 渦流檢測 渦流檢測是建立在電磁感 應(yīng)原理之上的一種無損檢測方法，適用于導(dǎo)電材料。 目前，國內(nèi)鋼管的射線檢測的標(biāo)準(zhǔn)有《 SY/T 石油天然氣工業(yè) 承壓鋼管無損檢測方法 埋弧焊鋼管焊縫缺欠的射線檢測》。 無損檢測的目的在于：檢測各種設(shè)備或工業(yè)系統(tǒng)在制造、安裝、使用過程中存在的不完整性及缺陷情況，以利改進(jìn)這些設(shè)備、工業(yè)系統(tǒng)的制造工藝，提高 產(chǎn)品質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)故障，保證他們安全、高效、可靠地運行。 金相檢驗是指在金相顯微鏡下觀察、辨認(rèn)和分析金屬材料的微觀組織狀態(tài)和分布情況。工藝性能檢驗包括鋼管的壓扁試驗、環(huán)拉試驗、擴口試驗和卷邊試驗、彎曲試驗等。在軋管機處產(chǎn)生的擦傷，如無均整工序而是冷拔工序，鋼管的擦傷呈軸向方向的直線；如通過均整，鋼管的擦傷呈螺旋狀。 ⑿ 凹面（碰癟） ， 鋼管的凹面 （碰癟） 是指鋼管表面局部向內(nèi)凹陷，管壁呈現(xiàn)外凹里凸而無損傷現(xiàn)象。結(jié)疤一般不生根，容易剝落，呈局部的零星分布。有過燒的鋼管應(yīng)判廢品。 ⑷ 軋折，鋼管的軋折是指鋼管管壁沿縱向局部或通長呈現(xiàn)外凹里凸的皺折，外表面呈條狀凹陷。鋼管內(nèi)表面不允許有內(nèi)折，局部內(nèi)折應(yīng)切除，全長內(nèi)折應(yīng)報廢。各標(biāo)準(zhǔn)中，對產(chǎn)品質(zhì)量的有關(guān)要求主要包括：化學(xué)成分、幾何尺寸精度、表面與內(nèi)部質(zhì)量、物理化學(xué)性能、工藝性能和金相組織以及對特殊用途的鋼管提出的特殊要求等 [1]。超聲成像掃描分析代替常規(guī)波形判定已經(jīng)成為主流趨勢，要實現(xiàn)成像應(yīng)用最為廣泛的是 Visual C++ 與 OpenGL（ Open Graphics Library）。 本文應(yīng)用實驗室超聲檢測設(shè)備對無縫鋼管缺陷進(jìn)行 檢測參數(shù) 優(yōu)化，檢測的目的是為了用超聲成像技術(shù)來對缺陷進(jìn)行無損分析 ； 在此基礎(chǔ)之上利 用 Visual C++ 與 OpenGL（ Open Graphics Library） 對現(xiàn)有超聲成像軟件進(jìn)行二次開發(fā)， 真實的反映缺陷的形貌、 方位以及取向 ，并通過實例對無縫鋼管缺陷加以分析。 研究主要結(jié)論如下： ⑴ 無縫鋼管水浸聚焦檢測的參數(shù)的優(yōu)化是無縫鋼管超聲成像的基礎(chǔ)，通過一系列的優(yōu)化實驗也暴露出傳統(tǒng)超聲波形檢測的不足之處：波形檢測受 外界干擾大，對缺陷的判斷缺乏直觀性與重現(xiàn)性；當(dāng)量法只是 評判自然缺陷當(dāng)量的依據(jù) ，卻不是缺陷的真實反映， 對缺陷缺少整體分析的能力。前者由 Microsoft 開發(fā) , 它不僅是一個 C++編譯器，而且是一個基于 Windows 操作系統(tǒng)的可視化集成開發(fā)環(huán)境（ Integrated Development Environment， IDE）。其中，鋼管的表面與內(nèi)部質(zhì)量的 檢查（驗）主要包括人工肉眼檢查與有∕無損檢測。 ⑵ 直通內(nèi)折，鋼管的直道內(nèi)折是指鋼管內(nèi)表面呈現(xiàn)對稱或單條直線形的折無縫鋼管缺陷的超聲分析研究畢業(yè)論文 疊。鋼管的軋折可用肉眼觀察，鋼管不得存在軋折。當(dāng)有爭議時，可采用金相檢驗及其他方法鑒定。鋼管表面允許存在深度未超過壁厚負(fù)偏差的局部微小結(jié)疤。鋼管外徑不超過負(fù)偏差的凹面允許存在，超過的應(yīng)予切除。在輥道等運輸工具處造成的擦傷為直線狀，其方向位置隨產(chǎn)生原因而有所不同。針對鋼管質(zhì)量 缺陷 的有損檢驗主要有低倍 檢驗、金相檢驗以及掃描電子顯微鏡（ SEM， Transmission Electron Microscope）分析等。借以判斷和評定金屬材料質(zhì)量的一種檢驗方法。所以，作為一門獨立的綜合性應(yīng)用技術(shù)學(xué)科，無損檢測技術(shù)水平的先進(jìn)性與否是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步以及工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 ⑵ 漏磁檢測 漏磁檢測是指鐵磁性材料被外磁場磁化后，材料內(nèi)表面、外表面和內(nèi)部缺陷會在材料表面形成漏磁場，通過傳感器對材料表面進(jìn)行掃查，將表面缺陷漏磁場轉(zhuǎn)化為缺陷信號來發(fā)現(xiàn)缺陷位置和缺陷參數(shù)的一種無損檢測技術(shù)。當(dāng)導(dǎo)體置于交變磁場之中，導(dǎo)體中就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種電流稱為渦流。 國內(nèi)關(guān)于無縫鋼管的磁粉檢測可以參考國際標(biāo)準(zhǔn)《 ISO 136651997 Seamless and welded steel tubes for pressure purposes—Magic particle inspection of the tube body for the detection of surface imperfections》等。但是，由于超聲檢測的特性，如果利用水浸檢測法，會對鋼管有一定的氧化腐蝕；檢測速度也沒有漏磁檢測與渦流檢測快 [15][16]。~20176。 ROTA 系列檢測系統(tǒng)采用的是 NUscan 軟件，這 是一個專利成像軟件，可提供 A， B， C 掃描和對被檢部件缺陷的準(zhǔn)確顯示功能 ，如圖 所示 [18]。 (a) (b) 圖 在線∕離線 ERW 檢測系統(tǒng) Online / Offline ERW detection system (a) 機械系統(tǒng)； (b)軟件系統(tǒng) 圖 ERW 檢測系統(tǒng) 自動焊縫跟蹤 ERW detection system of automatic weld tracking 國內(nèi)無縫鋼管的超聲檢測研究現(xiàn)狀 目前，國外許多公司的超聲設(shè)備的先進(jìn)性主要是體現(xiàn)在一些關(guān)鍵技術(shù)上，國無縫鋼管缺陷的超聲分析研究畢業(yè)論文 內(nèi)由于機械制造加工水平相對落后，精密程度較低，從而對產(chǎn)品的功能性、可靠性和美觀性等方面有較大 影響，故國內(nèi)無縫鋼管生產(chǎn)廠家的管材超聲檢測設(shè)備主要還是依賴于進(jìn)口。內(nèi)置旋轉(zhuǎn)式超聲波檢測技術(shù)是利用反射鏡的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)周向的掃查 , 從而達(dá)到對管子進(jìn)行全面掃查的效果。這不僅改善了成像的質(zhì)量，更重要的是對缺陷的精確定位、定量分析意義重大。 綜合無縫鋼管的超聲檢測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀可見伴隨著計算機技術(shù)，傳感技術(shù)以及自動控制技術(shù)的發(fā)展，超聲檢測技術(shù)正向快速化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、程序化和規(guī)范化的方向發(fā)展。 無縫鋼管缺陷的超聲分析研究畢業(yè)論文 第二章 無縫鋼管缺陷超聲檢測與關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化 利用超聲波技術(shù)來對無縫鋼管缺 陷開展無損方式的分析工作，首先是要用超聲波來精確的檢測到缺陷，否則，用超聲 成像技術(shù) 來分析缺陷就成為空談。 缺陷形貌對檢測的影響分析 應(yīng)用波形檢測通常是根據(jù)缺陷回波波高來確定其大小，而波高的大小與缺陷的實際尺寸往往不是一致的，甚至有很大差距，這是因為缺陷回波波高與缺陷形狀、取向、大小和性質(zhì)等因素都有關(guān)系。金屬的附加變形會帶來一系列的不良后果，如由金屬的附加變形所引起的附加應(yīng)力（內(nèi)應(yīng)力）容易導(dǎo)致毛 管的內(nèi)、外表面和內(nèi)部產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，并使得所需變形能量增大等 [1][32][33]。但小口徑無縫鋼管曲率較大，一方面直接接觸法耦合效果不佳，另一方面由于聲束在管壁內(nèi)的能量擴散已經(jīng)變得相當(dāng)嚴(yán)重，所以不能用接觸法檢測，這就要選擇水浸式聚焦檢測法，它的最大優(yōu)勢在于可以減 少由于小口徑無縫鋼管曲率較大而引起的聲束能量擴散損失，如圖 所示。 X、 Y 軸的直線運動采用滾珠圓柱滑軌導(dǎo)向，滾珠絲杠傳動，驅(qū)動電機帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，形成直線運動。 檢測系統(tǒng)運動部分的輸入環(huán)節(jié)由系統(tǒng)軟件執(zhí)行；檢測系統(tǒng)運動部分的輸出環(huán)節(jié)由控制、驅(qū)動和執(zhí)行三部分組成。 超聲檢測對缺陷尺寸的量化通常用當(dāng)量法來評判，這就使無縫鋼管試樣人工缺陷的刻傷顯得尤為重要。 高壓鍋爐管 177。 高壓鍋爐管 L4 177。 在 小節(jié)說明缺陷的取向性對于檢測影響很大，但使用聚焦探頭的情況下，缺陷的取向性對回波幅度的影響遠(yuǎn)小于平探頭。的人工平底孔 ，之后更換平探頭同參數(shù)逐次檢測。所以，在 GB/T 577720xx 標(biāo)準(zhǔn)中對單探頭鋼管檢測規(guī)定晶片的長度或者尺寸規(guī)定為不大于25mm，人工缺陷長度小于 20mm時不大于 12mm[37]。相比于平探頭，評估水浸聚焦探頭聲場特性有四個重要參數(shù)：孔徑（晶片有效直徑）、焦距、焦柱直徑以及焦柱長度 [40]。 球靶法原理認(rèn)為直徑非 常小的小球所反射的聲壓與小球所在位置的聲壓呈正比關(guān)系。因此積分號內(nèi)分母中的 MP? 也可以提到積分號外。 如果在此處不考慮聲壓隨時間的變化以及僅關(guān)注相對聲壓，那么 jte? 這項與積分號前面的常數(shù)項都