超聲相控陣測(cè)量裂紋高度與缺陷定性研究.pdf

1、壓力容器和管道由于受到應(yīng)力或腐蝕作用產(chǎn)生局部高應(yīng)力區(qū)。當(dāng)應(yīng)力積累到一定程度會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋。疲勞裂紋一般出現(xiàn)在工件內(nèi)表面和近內(nèi)表面,可能導(dǎo)致斷裂或失穩(wěn)擴(kuò)展,嚴(yán)重危害設(shè)備安全使用。所以對(duì)底面開口裂紋進(jìn)行檢測(cè)尤為重要。
　　本文首先介紹了超聲相控陣檢測(cè)技術(shù),包括聲場(chǎng)理論、檢測(cè)原理、工作方式、相控陣檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)和研究趨勢(shì)。探討了相控陣各參數(shù)對(duì)聚焦聲場(chǎng)的影響,在此基礎(chǔ)上,給出各參數(shù)的最佳取值范圍。詳細(xì)論述超聲相控陣仿真模型和測(cè)量底面開口裂紋高

2、度的方法,為超聲相控陣仿真和實(shí)驗(yàn)建立了理論基礎(chǔ)。
　　超聲相控陣相對(duì)到達(dá)時(shí)間技術(shù)(RATT)檢測(cè)測(cè)量底面開口裂紋高度的仿真實(shí)驗(yàn)中,模擬仿真了相控陣偏轉(zhuǎn)不同角度時(shí)的聲場(chǎng)分布和缺陷相應(yīng),依據(jù)仿真結(jié)果確定了在不同情況下測(cè)量底面開口裂紋高度的最佳檢測(cè)角度。通過仿真超聲相控陣檢測(cè)測(cè)量?jī)A斜不同角度的底面開口裂紋,確定在最佳檢測(cè)角度下的最小可分辨裂紋長(zhǎng)度,并給出了相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果和相對(duì)誤差。超聲相控陣點(diǎn)聚焦 RATT測(cè)量底面開口裂紋高度的仿真實(shí)驗(yàn)

3、結(jié)果表明點(diǎn)聚焦檢測(cè)模式能有效提高檢測(cè)測(cè)量精度,但是檢測(cè)范圍小。
　　通過采用超聲相控陣絕對(duì)到達(dá)時(shí)間技術(shù)(AATT)檢測(cè)技術(shù)對(duì)不同厚度試塊中人工裂紋的高度進(jìn)行檢測(cè)仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)量,并對(duì)焊縫中的自然裂紋進(jìn)行了AATT檢測(cè)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與常規(guī)TOFD測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明AATT從單側(cè)對(duì)底面開口裂紋進(jìn)行定量可以達(dá)到與常規(guī) TOFD同樣的測(cè)量精度。本文還討論了超聲相控陣點(diǎn)聚焦對(duì)缺陷定位和定量的能力。
　　采用超聲相控陣扇掃檢測(cè)