压力管道超声导波检测的基本原理
超声导波检测技术
超声导波的基本原理-导波概念
• 而在一弹性半空间表面处，或两个弹性半空间表面处，由 于介质性质的不连续性，超声波经过一次反射或透射而发 生波形转换。随后，各种类型的反射波和透射波及界面波 均以各自恒定的速度传播，而传播速度只与介质材料密度 和弹性性质有关，不依赖于波动本身的特性。然而当介质 中有多于一个的界面存在时，就会形成一些具有一定厚度 的“层”。位于层中的超声波将要经受多次来回反射，这 些往返的波将会产生复杂的波形转换，并且波与波之间会 发生复杂的干涉。若一个弹性半空间被平行于表面的另一 个平面所截，从而使其厚度方向成为有界的，这就构成了 一个无限延伸的弹性平板。位于板内的纵波、横波将会在 两个平行的边界上产生来回的反射而沿平行板面的方向行 进，即平行的边界制导超声波在板内传播。
导波技术的局限性
• • • • • 1、不能测量管道的真实残余壁厚或最小壁厚。 2、不能区分内外壁损伤。 3、不能确定缺陷的形状和尺寸。 4、轴向裂纹检测局限。 5、不能检测孤立的小的凹坑。（可以检测成串的凹坑） 6、不能空越法与群速度
• 导波具有自己的特性，如频散、群速度与相速度不一致等。 群 • 速度与相速度是导波理论中两个最基本的概念，所谓群速 度是指脉冲波的包络上具有某种特性(如幅值最大)的点的 传播速度，是波群的能量传播速度。而相速度是波上相位 固定的一点传播方向的传播速度。
超声导波的基本原理-导波的频散特性
导波群速度特性曲线
导波相速度特性曲线
导波的优点
• 导波技术现在已经是一种很成熟的技术，是上世纪90年代发展 起来的新的管道腐蚀检测技术，目前，世界上只有三家著名生 产厂商，英国焊接研究所，英国导波公司和美国西南研究院， 导波技术在管道检测中的优势： • 1、检测测量模式中可以测量2-5%管壁损失量，监测模式中可 以测量1%管壁损失量， • 2、位置精度，正负15cm. • 3、测试范围取决于管道状况，对于地上直管道，测试范围从探 头位置起超过150米。适用于架空，穿跨越管道，从遥远的距离 检测难以达到的区域，在管道运行期间在役管道腐蚀状态检测， 基于信号强度和特征对管道的损坏严重程度进行分类。能够区 别焊缝和缺陷。
压力钢管安全鉴定的超声波检测方法与手段
压力钢管安全鉴定的超声波检测方法与手段压力钢管在各个行业中扮演着重要的角色，但由于长期使用及外界因素的影响，压力钢管的安全问题日益凸显。
因此，对压力钢管进行安全鉴定显得尤为重要。
超声波检测作为一种常用的非破坏检测方法，被广泛应用于压力钢管的安全鉴定中。
本文将重点介绍压力钢管安全鉴定的超声波检测方法与手段。
一、超声波检测原理超声波检测原理是利用超声波在介质中传播的特性来检测物体的内部缺陷或异常。
超声波在不同物质中传播的速度、幅度和波形均不相同，通过对这些参数的检测与分析，可以获得被测物体的内部信息。
二、超声波检测设备超声波检测设备是实施超声波检测的核心工具，包括超声波发射器、接收器、传感器和数据处理系统等。
1. 超声波发射器：发射器是用来发送超声波信号的装置，通常采用压电材料制造。
当施加电压或电流时，压电材料会收到激励，产生超声波信号。
2. 接收器：接收器用于接收超声波信号，通常也采用压电材料来转换超声波信号为电信号。
3. 传感器：传感器是将超声波信号与被测物体间的相互作用转化为电信号的装备，其中常用的有接触式传感器和非接触式传感器。
4. 数据处理系统：数据处理系统用于接收和处理传感器传来的电信号，分析超声波的波形、幅度和传播速度等参数，并将检测结果输出。
三、超声波检测方法1. 接触式超声波检测：接触式超声波检测是指将传感器直接贴附在被测件的表面进行检测的方法。
它包括直接贴附法、浸水法和耦合法等。
这种方法适用于对较小的被测件进行检测，但对被测件表面的平整度要求较高，且受到液体介质的干扰。
2. 非接触式超声波检测：非接触式超声波检测是指在没有物理接触被测件的情况下进行检测的方法。
主要包括气射法、磁致伸缩法和光声法等。
该方法适用于对大型、复杂形状的被测件进行检测，具有操作方便、速度快等优点。
四、超声波检测手段1. A扫描：A扫描是超声波检测中最基本的手段，用于检测被测物体内部的缺陷、异物、腐蚀等情况。
超声导波在压力管道检验中的应用
超声导波在压力管道检验中的应用摘要：超声导波检测技术属于先进无损检测技术之一，在现阶段的检测工作中应用相对广泛。
这一技术具有检测距离更远、速度更快且成本低廉的优势，同时能够检测到常规检测无法检测的特殊位置。
本文对超声导波技术进行了简要的介绍，并对应用这一技术常用的检测方法和实际应用进行了分析，希望能为超声导波检测技术的推广有所帮助。
关键词：超声导波技术；压力管道；实践引言近些年来国家经济实力发展迅猛，不同类型不同作用不同规模的压力管道逐渐投入到使用当中，随着使用时间的增长，维修养护工作的压力也在逐渐增大。
传统的检测工作使用的是超声或射线逐点检测，这样的检测方法效率低成本高。
现阶段超声导波技术主要应用于长输管道的检测，普及程度还不够高。
1 超声导波检测技术的特点基于实际应用情况调查可知，超声导波技术主要被应用于管道及管状设备的检测，主要用于检测无缝管和纵焊管。
应用超声导波技术进行检测主要有以下几个优点：一是以一个检测点为基础，对被检测管道的两个方面几百米的范围内进行检测，传统的超声波检测一次只能覆盖一个点，检测覆盖率太低，无形的增加了技术人员的工作压力；二是能够对埋地管道等特殊管道进行有效的检测，常规检测技术面对特殊管道时无法发挥作用；三是超声导波技术的速度和效率都更高，检测覆盖面积更大能够更有效降低漏检的概率；四是相对传统检测方法能够更好的感应横截面的金属缺陷情况，检测深度能够更好的满足检测需求。
与之对应的超声导波检测技术的缺点主要包括三个方面：一是定性定量的准确程度不足，发现可疑位置需要配合其他检测手段进行二次检测；二是在点状缺陷和轴向条状缺陷的检测方面相对力度不足；三是检测过程中经过管道焊接处时，会在一定程度上降低检测的长度和准确性。
2 超声导波检测技术原理2.1技术原理概述导波的原理与平板波非常接近，相对的波频率会更低一些，能够贯穿整个管道壁，同时以管道壁为媒介传播到百米之外的位置。
这一过程中如果遇到有缺陷或结构形变的管壁，脉冲波会被反射，技术人员可以通过传感器获得准确的消息。
超声波检测技术在压力管道对接焊缝中的应用
超声波检测技术在压力管道对接焊缝中的应用【摘要】压力管道的对接通常发生于高温高压环境中，为了确保其焊接质量，后期需对其进行无损检测，但传统的焊接方法存在许多缺陷，比如检测精度低、操作繁琐、成本高昂，而且还会对人体健康造成严重的危害。
因此，为了确保压力管道对接焊缝的质量，我们必须采用一种安全、准确、高效、无损的检测技术。
超声波检测技术具有极高的灵敏度和无损性，在该工程中得到了广泛的应用。
本文将深入探讨超声波检测技术在压力管道对接焊缝检测中的原理、方法、实际应用以及存在的问题。
【关键词】超声波检测技术；对接焊缝；压力管道1.压力管道焊接中常见的内部缺陷1.1焊接裂纹裂纹是压力管道焊接中最普遍的问题，它可以分为四种：热裂纹、冷裂纹、再热裂纹以及层状裂纹。
这些裂纹会对焊接结构造成严重损害，尤其是在制造高温压缩机时，更易引起严重的安全隐患。
焊缝裂缝是一种可以持续发生的缺陷，它可以随着工作环境的变化而发生变化，最终导致压力管道的损坏。
经过调查发现，其出现的原因有：①在焊接过程中，由于内部应力的作用，焊缝中的低熔点杂质可能会受到损害，特别是在外部应力较大的情况下，这些杂质可能会在结合力较弱的部位发生破坏，导致出现热裂纹。
②由于过热区和熔合区的塑性和韧性较差，焊缝金属中含有较多的氢，当结合应力较大时，这些氢会被释放出来，易产生冷裂纹，导致焊接裂纹的扩展，使焊接质量受到影响。
1.2气孔当焊接熔池处于高温状态时，其中的气体会被迅速释放出来，但是当这些气体被冷却之后，仍然可以存留在焊缝中，从而产生气孔。
这些气孔的存在会严重影响焊缝的质量，不但会削弱焊缝的有效工作截面，降低其机械性能，还会削弱其结构的紧实度，导致渗漏。
由于潮湿的焊接环境，使得焊接材料的药皮出现了裂缝、脱落、变质等问题，而且，焊丝和坡口的质量也未能达到理想的标准，这些都成为了造成此类缺陷的重要原因。
1.3夹渣由于坡口角度过小、熔渣未能完全清除、焊接电流不足、熔深不够深、未及时清除熔渣、接头处理不够完善，以及坡口处存在腐蚀或淤积物质，导致焊接后形成非金属夹杂物，即所谓的夹渣，严重影响了焊缝的塑性和韧性。
压力管道超声导波检测技术研究
压力管道超声导波检测技术研究摘要：压力管道广泛应用在石油化工、工业生产、热力传输等关键领域，担负着各种高温高压、易燃易爆以及有毒介质的生产输送。
因此，需要定期对压力管道进行检验检测，保障其运行安全，而传统的无损检测方法费时费力，鉴于此，本文就压力管道超声导波检测技术展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：压力管道；超声导波检测；技术研究1.超声波检测研究概况超声波检测中，声波分为体波和导波两种。
体波是当声波在无限大或半无限大介质中传播的声波，分为纵波和横波等，体波的传播速度取决于传播介质的特性，与频率无关。
导波是声波受到界面的影响，声波会在界面来回反射，此时声波将出现频散现象，即波速与频率相关，从而导波的特性常通过频散曲线来表示，具有群速度和相速度，如图1、图2所示。
图1铝板中相速度曲线图2铝板中群速度曲线1.1国内研究概况研究者们首先对导波的群速度、相速度以及导波传播过程中的反射、折射等现象进行了探索，并用实验进行了论证。
然后研究者们逐步对导波在波导中传播的频散特性进行了研究，分析总结了导波传播中出现的模态转换现象，并给出了合理的解释。
在20世纪早期，人们开始研究超声导波在有界的不同形状的介质中传播的相关特性，并重点研究了导波在平板中的传播特性，进而通过获得的相关结论对导波在圆柱空心管中的传播进行了预测和分析，并对超声导波在无限长圆柱管中的传播特性进行了研究。
1.2国外研究概况外国学者对超声导波技术研究较早，始于20世纪初期。
国外科学家在假设导波的传播为轴对称运动的基础上，基于板壳理论对超声导波在空心圆柱壳中的传播进行了分析及研究。
另外详细分析了轴对称和非轴对称模态导波的性质和板壳理论和轴对称假设的局限性，并提出了自己的线弹性理论；同时，运用得到的频散方程对超声导波在板中和圆柱壳中的传播进行了分析和比较。
2.压力管道特点（工业管道）我国当前对工业管道所输送工业介质的不同来划分成工艺管道、公用工程管道和其它辅助管道这几大类。
超声导波检测技术在压力管道检测中的应用_1
超声导波检测技术在压力管道检测中的应用发布时间：2022-03-29T01:29:10.319Z 来源：《科学与技术》2021年32期作者：刘栋[导读] 本文对超声导波检测技术在压力管道检测中的应用进行分析，以供参考。
刘栋中油抚顺石化设备技术开发有限公司送压力的影响，高压状态下的液体或气体输送考验着压力管道这个管线的安装质量，对压力管道的强度以及整体性能都要较高要求。
如果不能及时发现安全隐患并及时防治，就可能发生重大生产安全事故。
本文对超声导波检测技术在压力管道检测中的应用进行分析，以供参考。
关键词：超声导波；检测技术；压力管道；应用引言超声无损检测具有无辐射、安全检测和检测设备携带方便等优点，可以较好地解决界面脱粘、宏观缺陷和胶层厚度等检测问题，成为检测粘接界面质量的重要手段之一，也是目前解决粘接界面质量评价困难的一种有效方法。
1概述国内外学者利用不同超声检测方法研究了多层结构粘接界面质量问题。
利用超声透射方法从理论上分析透射系数与粘接界面质量的关系。
利用脉冲回波法研究了多层结构中脱粘缺陷的超声检测方法，实现了缺陷的定位和定量分析。
利用超声纵波法对粘接结构的声反射和声透射进行了研究，并利用界面弹簧模型从理论上给出了不同界面刚度系数下的反射波谱。
板状粘接结构中对称和反对称纵波与界面的相互作用，给出了纵波垂直入射和斜入射时的声波特性。
与上述超声透射或反射等检测方法相比，超声导波具有检测频率低、声衰减小和检测距离长等优点。
另外，频散特性沿薄层传播的导波可以同时激发出法向和切向应力，其传播特性不仅与材料的纵波声速、横波声速、厚度和密度等参数有关，还受界面粘接质量的影响。
利用剪切水平导波评估了不同粘接强度的剪切接头，发现接头粘接强度对水平剪切波一阶模态的频散特性影响最大，提出了采用水平剪切波一阶模态在剪切接头中传播的时间来判断粘接质量的方法。
在层状各向异性复合板中Lamb波传播特性以及界面层对层状各向异性复合结构Lamb波的影响。
管道超声导波检验
目录
• 超声导波检验技术概述 • 管道超声导波检测系统组成 • 管道超声导波检测实验方法 • 管道超声导波检测结果分析 • 管道超声导波检测技术应用案例 • 挑战与展望
01
超声导波检验技术概述
超声导波基本原理
超声导波产生
通过特定频率的超声波在管道壁内激发导波，导 波沿管道传播。
信号特征提取方法
时域分析
通过提取信号的时域特征，如峰值、均值、方差等，来描述信号的 波形变化。
频域分析
将信号转换到频域，提取频谱特征，如主频、频带宽度等，以反映 信号的频率成分。
时频分析
结合时域和频域分析方法，提取信号的时频特征，如短时傅里叶变换、 小波变换等，以全面描述信号的时变特性。
缺陷识别与定位算法
管道变形监测
通过在工业管道上安装超声导波传感器，实时监测管道的变形情况，及时发现潜在的安全 隐患。
裂纹检测与评估
利用超声导波信号处理技术，对工业管道的裂纹进行精确检测和评估，为管道的维修和更 换提供依据。
提高管道运行安全性
通过定期对工业管道进行超声导波检测，及时发现并处理管道缺陷，提高管道运行的安全 性。
磁致伸缩传感器
基于磁致伸缩效应，实现声波的发射和接收 ，具有高灵敏度和宽频带响应。
光纤传感器
利用光纤传输超声信号，具有抗电磁干扰、 耐高温高压等优点。
信号发生与接收模块
信号发生器
产生特定频率和幅度的超 声导波信号，驱动传感器 进行发射。
信号放大器
对接收到的微弱超声信号 进行放大，提高信噪比。
滤波器
超声导波检测与其他无损检测技术的融合
将超声导波检测与其他无损检测技术（如射线检测、涡流检测等）相结合，实现优势互补，提高管道检 测的全面性和准确性。
超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究
超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究超声导波检测技术是一种应用于结构健康监测和无损检测的有效手段。
通过在管道表面激发超声导波，可以对管道内部及周围的缺陷进行评估和检测，实现对管道的损伤和腐蚀程度进行实时监测。
因此，超声导波检测技术在压力管道检测中得到了广泛的应用。
本文将探讨超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究。
一、超声导波技术原理超声导波检测技术是通过在压力管道表面激发超声波，并通过接收器接收并分析超声波信号，从而实现对管道状态进行诊断。
在压力管道检测中，可以通过精确控制激发超声波的波长、频率和传播方向，来检测出管道中的各种缺陷和损伤，如管道内部的裂纹、腐蚀、磨损等。
超声导波技术根据超声波在不同介质中的传播特性和面对波的特性，可以分为纵波、横波和剪切波。
其中，纵波是波速最快的一种，它沿着管道的轴向传播，可用于检测管道内部的缺陷和腐蚀；横波是波速较慢的一种，它沿着管道的周向传播，可用于检测管道弯曲处的缺陷和损伤；剪切波也是一种周向传播的波，其传播速度介于纵波和横波之间，主要用于检测管道表面附着物和松动部分。
二、超声导波技术在压力管道检测中的应用1. 检测管道内部的裂纹和腐蚀在使用超声导波技术进行内部检测时，激发的超声波会沿着管道轴向传播，并通过管道内部存在的裂纹、腐蚀等缺陷时产生的反射和散射，形成不同的信号。
总的来说，由于缺陷处所引起的超声波的反射和散射等情况与管道本身的特性如弯曲、直径大小等关联较小，因此可以使用超声波检测技术来精确检测管道内部的裂纹和腐蚀。
特别是采用多通道捕获和分析技术，可以实现对管道整个截面的检测和分析。
2. 检测管道表面的附着物和松动处超声导波技术还可以用于检测管道表面的附着物和松动处。
在横波的传播过程中，其波形可以受到管道表面的附着物和松动处的影响。
因此，通过分析横波波形的特征，可以得出附着物或松动处的存在情况，从而及时进行处理和维护。
此外，由于横波能穿过附着物，因此超声导波技术还可以用于检测附着物和管道之间的空隙。
超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究
超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究超声导波检测技术是一种用于检测金属管道中内部缺陷的非破坏性检测方法。
目前，它已经成为压力管道检测领域中最为常用和可靠的方法之一。
本文将详细介绍超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究。
一、超声导波检测技术的原理超声导波检测技术是一种基于声学原理的检测方法，通过在金属管道中传播超声波来检测管道中的内部缺陷。
超声波会在管道内部产生反射和散射，并且不同频率的超声波会因为管道不同部位的结构差异而受到不同的影响，从而形成不同的回波信号。
这些信号可以通过电子仪器进行处理和分析，通过对其波形、振幅、时间等特征进行分析，可以确定管道内部的缺陷类型和位置。
1. 腐蚀检测超声导波检测技术可以通过检测管道表面和管道内部的缺陷来对管道进行腐蚀检测。
管道表面的腐蚀可以通过超声波的散射来检测，而管道内部的腐蚀可以通过超声波的回波信号来检测。
这样可以便于管道维护人员及时发现管道的腐蚀情况，进行维护和修复。
2. 破裂检测破裂是压力管道的常见缺陷之一，超声导波检测技术可以有效地对破裂进行检测。
当管道内部存在破裂时，超声波会产生不同的特征信号，通过对这些信号进行分析可以确定管道的破裂位置及程度。
3. 焊缝检测超声波会被焊缝表面的几何形状和物理性质影响，在焊缝中存在的缺陷可以通过超声波的回波信号来检测。
这种检测方法可以有效地检测管道焊缝的质量，确保管道的安全和可靠性。
4. 垂直管道检测垂直管道常常受到热膨胀和冷缩等环境因素的影响，容易引起管道的内部缺陷，给管道的使用带来安全隐患。
超声导波检测技术可以通过对管道上下方向的检测，对垂直管道的内部缺陷进行有效地检测，并确保管道的安全和可靠性。
5. 隐蔽部位检测有些压力管道的结构较为复杂，隐蔽部位容易受到损坏。
超声导波检测技术可以通过检测管道内部声波的传播速度和振幅等特征，对隐蔽部位进行检测，并可以有效地检测到管道的缺陷。
1、非破坏性检测方法，不会对管道本身造成任何损伤。
超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究
超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究发布时间：2021-04-22T14:38:11.737Z 来源：《工程管理前沿》2020年第36期作者：林文举周吉军[导读] 超声检测的原理是将超声波射入被测对象中，如果被测对象中存在缺陷，林文举周吉军新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院新疆 830000【摘要】：超声检测的原理是将超声波射入被测对象中，如果被测对象中存在缺陷，那么在缺陷界面处的声阻抗会发生变化，超声波经过此处会发生反射现象，这种不同的反射波信号包含缺陷的相关信息，从而对缺陷的大小和数量等信息做出分析。
超声导波检测方法还具有灵敏度高、检测成本低、现场使用方便，对检测人员及环境无害等优点。
本文首先对超声导波的分类、原理进行分析，然后对其在压力管道检测中的应用进行研究。
【关键词】：超声导波检测；压力管道；应用引言随着检测技术的发展，管道无损检测技术也由此悄然兴起，常见的管道损伤检测技术主要包括涡流检测法、超声检测法、漏磁检测法、超声导波检测法等。
与其它检测方法相比，超声导波检测法具有检测效率高、检测速度快，适应不同尺寸与厚度的管道等优点，因此超声导波技术在管道损伤检测等领域得到了快速发展和广泛应用。
1.超声导波的分类一类称为纵波，也可称为疏密波或P波；另一类称为横波，也可以称为剪切波或S波，横波又分为水平偏振波（SH波）和垂直偏振波（SV 波）。
这两类波在介质中传播时，由于两者具有不同的传播特征和传播形式，故不会出现波形之间的祸合。
如果根据频率范围进行分类，可将声波划分为三类：次声波（频率低于20Hz的声波）、可闻声波（频率介于20Hz~20KHz之间的声波）、超声波（频率高于20KHz的声波）。
本文研究选取的频率为超声范围。
如果弹性介质不是无限大的，由于介质的不连续性，弹性波在两种介质的交界面处会产生透射和反射而发生波形转换，后续各种类型的反射波、折射波和界面转换波均己各自恒定的速度传播。
管道超声导波检测原理
管道超声导波检测原理
管道超声导波检测是一种非破坏性检测技术，用于检测管道内部的缺陷、腐蚀、磨损等问题。
其原理是利用超声波在管道壁内部传播时的特性来检测管道的健康状况。
首先，超声波是一种机械波，它可以在固体材料中传播。
当超声波遇到材料的界面或者缺陷时，会发生反射、折射或散射，这些现象可以被探测到并用来分析材料的性质。
在管道超声导波检测中，通常会使用多个传感器，将超声波引入管道内部。
超声波会沿着管道壁传播，并在遇到缺陷或改变材料性质的地方发生反射。
通过分析反射的强度、时间和位置，可以推断出管道内部的问题。
此外，管道超声导波检测还可以利用不同频率的超声波来探测不同深度的问题，从而实现对管道壁厚度、腐蚀程度等多种参数的检测。
总的来说，管道超声导波检测利用超声波在管道内部传播时的
反射、折射和散射等特性，通过分析这些特性来检测管道的健康状况，是一种准确、可靠的非破坏性检测方法。
超声导波检测在压力管道检验中的应用
超声导波检测在压力管道检验中的应用摘要：为确保压力管道的安全，在新安装或在用检验时，必须对管道进行无损检测，以发现各种焊接缺陷或使用过程中产生的裂纹类缺陷，并加以消除。
关键词：超声导波检测；压力管道；检验；应用引言虽然一般常规无损检测器在管道检测中有着很多优点，比如技术成熟、便于操作，只要对操作人员进行简单的培训，就可以很快运用专业设备进行操作。
但常规无损检测技术都存在一个致命弱点：检测过程都是逐点扫描式，所以常规无损检测技术不能有效地应用于工业管道长达上千公里的检测中去。
而超声导波检测技术和模态声发射技术可以有效解决这一问题。
一、超声导波的产生以及基本原理在应用超声波进行检测时候，被检测的对象常常会被当成是一个理想化的模型，认为是一个具有均匀的无限介质，基于这种情况，体波可以分为两种形式：纵波（或称疏密波、无旋波、拉压波、P波）和横波（或称剪切波、S波），它们以各自的速度传播而无波形耦合。
在这种情况下，进行超声波的传递是没有任何形状变化的声波，而超声导波检测技术，就是通过超声波在传递的过程中，由于介质的不理想状态产生的波变，对被检测介质状态进行判断分析的检测技术。
利用超声导波进行薄壁管的检测原理是，在理想的状态下超声波的传递是与一般的超声波一样在传递的过程中具有一定的形状和连续性，而正是由于薄壁管的介质有一定的特殊性，在传递的过程中超声波会发生不同形状的变化，通过相应的设备来捕捉这些形状的波变，来实现对于薄壁管质量的检测。
超声导波，又称为是制导波，它产生的原理是与薄板中的兰姆波激励机理相似，通过在有限的介质中进行往返的反射产生复杂的叠加干涉以及几何弥散形成的。
但是，在一定厚度的管壁中进行适当的波形传播，与一般情况下超声波的探伤频率相比要低很多，导波的使用频率会控制在100kHz以下，因此导波对于单个的缺陷检测灵敏度与正常情况下超声波的检测具有很大的不同，导波检测距离一般是在20m～30m之间，并随着距离的远近而发生很大的变化，这种性质的导波在进行使用中的管道内外壁腐蚀以及焊缝危险性缺陷的检测具有很大的优势，它能够完成管道在役状态的快速檢测，内外壁可一次探测到，也能检出管子断面的平面状缺陷。
超声导波检测技术在压力管道检测中的应用
超声导波检测技术在压力管道检测中的应用摘要：近年来，我国的现代化建设的发展迅速，压力管道工程建设的发展也日新月异。
管道是世界上主要的运输工具之一，其具有运输量大、经济效益高，持续运输等诸多特点。
在压力管道运输中，受管道自身质量、环境、输送介质腐蚀等因素的影响，压力管道容易出现管壁穿孔、介质泄漏等诸多问题，这不仅影响了管道运输的效率与安全，而且造成了一定的资源浪费和环境污染问题，有必要做好管道运输过程的系统检测。
新时期，超声导波检测技术的发展与应用为压力管道检测工作开展提供了技术支撑。
关键词：超声导波检测技术；压力管道检测；应用引言目前检测管道的方式较多，可以全面了解在役管道的安全状况，其中超声波检测应用广泛，不仅可以利用超声技术检测管道焊缝的缺陷，还可以利用超声技术定点侧厚，对于管体整体的内检测技术随着技术的发展越来越普及，但是有些管道常规的检测手段难以实现，比如有保温层的管道，小管径穿越的管道和套管内的管道，且该特殊部位存在薄弱点，平时难以检测，出现问题难以发现等问题，因此在不影响正常运行的条件下，对特殊位置的检测存在迫切需求。
在石油石化厂内，纵横交错、鳞次栉比的管道安全问题尤其突出，管道内的介质是高温、有毒或易燃易爆的油气化工介质，腐蚀造成的穿孔泄露将造成不可估量的损失，因此及时查找出管体的缺陷是保障安全的重要措施。
1超声导波检测原理超声导波检测激发的是一种机械弹性波，能沿着结构件有限的边界形状传播并被构件边界形状所约束、所导向，因而称为超声导波。
在管道的散射曲线中只有扭力波的声速是唯一恒定不变的，不随导波的频率改变而变化，而且扭力波只在固体中传播，管道内传输的液体对其传播特性任何没有影响，超声导波技术在管道检测中通常采用扭力波模式。
虽然超声导波的传播特性很复杂，在传播过程中伴随着不断的反射和折射，但正确选择导波模式和频率，并控制其传播方向，导波可以从其传感器位置，沿着管道快速传播，完成长距离管道的100%体积扫描检测。
工业管道完整性监测中超声导波的应用.docx
工业管道完整性监测中超声导波的应用管道作为化工企业常见的特种设备，承载着物料的传输。
由于管道工作条件恶劣，容易产生腐蚀、疲劳破坏等缺陷，严重时会引发泄露。
因此，对管道完整性进行监测和诊断成为化工企业压力管道巡检员日常维护的重要组成部分。
然而常规测厚方法对埋地或带保温架空管道完整性测定非常困难，超声导波在少开挖、局部拆保温的情况下对管道环节面壁厚腐蚀量检测具有技术优势，近年来逐渐应用于管道监测中。
1超声导波检测原理1.1模态的选择导波在管道中传播时，遇到缺陷会发生散射、反射等现象，可以通过研究导波的传播特性来评价管道结构的完整性。
导波传播具有频散性和多模态性，其可用频散曲线来表示，如图1所示。
空心圆管中的超声导波有三种模态，分别为纵向模态L（0，m），扭转模态T（0，m）及弯曲模态F（n，m），其中n=1,2,3……,m=1,2,2……，分别表示周向阶次和导波模数。
相速度曲线，纵坐标（km/s）,横坐标频率（kHz）。
从频散曲线可知，T（0，1）、L（0，1）在一定的频率下表现出非频散特性，是目前常用于工业检测的两个模态。
1.2换能器的选择针对不同的模态，传感器的选择不同。
L（0，1）模态导波为纵向对称模态，选用长度伸缩型压电陶瓷。
当在压电陶瓷上下两极加电压时，压电陶瓷在长度方向上伸缩，其伸缩振动的频率与上下两极所加电压频率相等，为使经过此压电陶瓷片激励出的振动信号在管道中只出现轴对称导波模态，可在被测管道外壁沿周向均布一系列相同规格的压电陶瓷片。
T（0，1）扭转波主要利用了磁致伸缩效应，当铁磁体磁化时伴有晶格的自发变形，即沿磁化方向伸长或缩短。
由于磁致伸缩效应的存在，当铁磁材料被外界磁场磁化时会产生一定大小的应变。
如果将铁磁性材料置于交变的磁场中，材料内质点将产生与交变的磁场同频率的磁致伸缩形变。
当这种伸缩振动以波的形式在试件中沿介质边界传播时，就形成了磁致伸缩导波。
通过施加直流偏置磁场Hs，可增强铁磁性材料的磁致伸缩形变，提高磁致伸缩导波的能量。
超声导波检测技术原理
超声导波检测技术超声导波（Ultrasonic Guided Wave）检测技术利用低频扭曲波（Torsinal Wave）或纵波（Longitudinal Wave）可对管路、管道进行长距离检测，包括对于地下埋管不开挖状态下的长距离检测。
超声导波（也称为制导波）的产生机理与薄板中的兰姆波激励机理相类似，也是由于在空间有限的介质内多次往复反射并进一步产生复杂的叠加干涉以及几何弥散形成的。
但是对于管道检测，在一般管壁厚度下要产生适当的波型，则需要使用比通常超声波探伤低得多的频率，导波通常使用的频率f＜100KHz，因此导波对单个缺陷的检出灵敏度与通常使用频率在MHz级别的超声检测相比是比较低的，但是导波检测的优点是能传播20~30米长距离而衰减很小，因此可在一个位置固定脉冲回波阵列就可做大范围的检测，特别适合于检测在役管道的内外壁腐蚀以及焊缝的危险性缺陷。
低频导波长距离超声检测法用于管道在役状态的快速检测，内外壁腐蚀可一次探测到，也能检出管子断面的平面状缺陷。
超声导波应用的主要波型包括-扭曲波（Torsinal Wave，也简称为扭波）和纵波（Longitudinal Wave）。
扭曲波的特点是能够一边沿管子周向振动，一边沿管子轴向传播，声能受管道内部液体影响较小（在导波检测时，液体在管道中流动是允许的），回波信号能包含管轴方向的缺陷信息，通常能得到清晰的回波信号，信号识别较容易，在应用中需要换能器数量少，重量轻、费用省、因管内液体介质而产生的扩散效应较小，波型转换较少，检测距离较长，对轴向缺陷灵敏度高。
纵波特点是一边沿管子轴向振动，一边沿管子轴向传播，回波幅度与缺陷性状关系不大，回波信号不如扭波清晰，因为受管内流体流动的影响，也受探头接触面的表面状态影响较大（油漆、凹凸等）受被测管内液体介质流动的影响很大。
超声导波检测装置主要由固定在管子上的探伤套环（探头矩阵）、检测装置本体（低频超声探伤仪）和用于控制和数据采样的计算机三部分组成。
压力钢管安全鉴定的超声波检测原理与应用
压力钢管安全鉴定的超声波检测原理与应用压力钢管在石油、化工、天然气等领域中广泛使用，而其安全问题一直备受关注。
为了保障压力钢管的安全运行，超声波检测成为一种常用的非损伤检测方法。
本文将介绍压力钢管安全鉴定的超声波检测原理与应用。
一、超声波检测原理超声波检测原理基于声学传导和反射的原理。
当超声波经过钢管内壁时，会受到内壁上的缺陷、异物或腐蚀的影响，从而发生反射或散射。
通过测量超声波的传播时间和信号强度变化，可以确定钢管内部的缺陷位置和大小。
超声波检测主要通过探头将超声波引入钢管内部，并接收反射回来的超声波信号。
根据超声波传播速度和被测材料的声速特性，可以计算出超声波在钢管内部的传播时间。
当超声波遇到缺陷时，部分能量会被缺陷吸收或反射，导致传播时间和信号强度发生变化。
二、超声波检测应用1. 缺陷检测超声波检测可以准确地找出钢管内部的缺陷，如裂纹、夹杂物等。
通过检测缺陷的位置、大小和形状，可以评估钢管的安全性，并采取相应的修复措施。
2. 壁厚测量超声波检测可以测量钢管的壁厚，从而判断钢管的剩余寿命和抗压能力。
测量结果可以提供钢管的健康状态，防止因壁厚减少而引发的事故。
3. 腐蚀评估超声波检测可以检测钢管内壁的腐蚀程度，可以快速准确地评估钢管的腐蚀状况。
这对于预防钢管腐蚀引起的泄漏和断裂具有重要意义。
4. 连焊缺陷检测超声波检测可以检测连焊处的缺陷，如焊接接头、焊缝夹杂等。
及时发现和修复这些缺陷可以增强钢管的强度和耐用性。
5. 其他应用领域除了压力钢管，超声波检测还广泛应用于其他领域，如航空航天、汽车工业、建筑工程等。
在这些领域中，超声波检测可以用于零部件的缺陷检测和材料的性能评估。
三、总结超声波检测作为一种先进的非损伤检测方法，在压力钢管安全鉴定中发挥着重要作用。
其原理简单、操作方便，并且具有高灵敏度和准确性。
通过超声波检测，可以及时发现钢管内部的缺陷，评估钢管的健康状况，并采取相应的维修和保护措施。
超声波管道检测技术原理
超声波管道检测技术原理
超声波管道检测技术是一种非破坏性检测方法，主要用于检测管道内部的问题，例如管道壁面缺陷、腐蚀、裂纹等。
其原理是利用超声波在介质中传播的特性来实现检测。
超声波是一种高频声波，其频率通常在1MHz至10MHz之间。
在管道检测中，通常采用探头将超声波引入管道内部。
超声波在管道中传播时，会遇到介质的界面。
当超声波传播到不同介质的界面时，会发生折射、反射和散射。
通过分析接收到的超声信号，可以判断管道内部是否存在缺陷。
在管道检测中，常用的超声波检测方法有脉冲回波技术和传递法技术。
脉冲回波技术是指在探头向管道内发送短脉冲超声波信号后，接收探头接收到的回波信号，并通过分析回波信号的幅值、时间等参数来判断管道内部的问题。
传递法技术是指在探头向管道内发送连续超声波信号后，接收探头接收到的传递超声波信号，并通过分析传递超声波信号的幅值、频谱等参数来判断管道内部的问题。
总的来说，超声波管道检测技术利用超声波在管道内部传播的特性，通过分析超声信号来检测管道内部的问题。
这种方法具有非破坏性、无污染、快速、高精度等优点，因此在管道行业中得到广泛应用。
超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究
超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究一、超声导波检测技术概述超声导波检测技术是利用超声波在材料中的传播特性来检测材料内部的缺陷情况的一种方法。
它通过在材料中引入超声波，利用超声波在材料内部的传播特性和反射特性，来检测材料中的缺陷和变化。
与传统的超声波检测技术相比，超声导波技术在材料中的传播距离更远，能够有效地检测材料中的细小缺陷，因此在检测灵敏度和有效性上有着更明显的优势。
二、超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究1.适用范围超声导波检测技术在压力管道检测中的应用范围非常广泛，可以对各种类型的管道进行检测，包括金属管道、复合材料管道等。
在管道的壁厚较大的情况下，超声导波检测技术同样能够发挥其优势，准确地检测出管道壁内部的缺陷情况。
2.检测原理超声导波检测技术通过在管道中引入超声波，利用超声波在管道内部的传播特性和反射特性，来检测管道内部的缺陷情况。
超声波在管道内部的传播受到管道壁厚、材料性质、管道内部的缺陷等因素的影响，根据超声波的传播时间、幅度、频率等参数来判断管道内部的缺陷情况。
3.优势和局限性超声导波检测技术在压力管道检测中具有以下优势：（1）灵敏度高：超声波在材料中的传播特性使得超声导波检测技术对于材料内部的细小缺陷具有很高的灵敏度，能够有效地检测出管道内部的腐蚀、疲劳等问题；（2）定位准确：超声导波检测技术能够对管道内部的缺陷进行准确定位，帮助工作人员快速找到管道内部存在问题的位置；（3）非破坏性：超声导波检测技术是一种非破坏性检测方法，不会对管道本身造成损坏，能够保持管道的完整性。
超声导波检测技术在压力管道检测中也存在一定的局限性，包括：（1）受材料影响：不同材料的超声波传播特性不同，因此在实际应用中需要对不同材料的管道进行适当的参数调整；（2）较高的技术要求：超声导波检测技术对操作人员的技术要求较高，要求操作人员具有一定的专业知识和经验。
三、超声导波检测技术在压力管道检测中的应用案例超声导波检测技术在压力管道检测中已经得到了广泛的应用，下面通过具体的案例来说明其应用效果。
压力管道的快速精准检测——超声异波探伤技术原理介绍
压力管道的快速精准检测——超声异波探伤技术原理介绍作者：暂无来源：《中国质量技术监督》 2016年第6期本文介绍了超声波导波技术，并结合衍射时差法超声检测技术对压力管道进行快速精准的检测的原理。
文/王亮朱光艺买买提艾力·肉孜艾红长输管道、民用燃气、热力管道以及锅炉用管道常采用优质无缝钢管加工而成，在使用过程中常因无缝钢管原始缺陷、磨损、腐蚀、变形、裂纹等原因而发生破坏。
特别是管道中存在轴向缺陷时（如裂纹、划伤、重皮、折叠等缺陷），对管道的安全运行危害很大。
管道检验的常规方法存在严重的不足：逐点扫查式的工作过程导致工作量巨大，效率低下，漏检率高。
对于长达数公里的管道而言，若进行全面检测，任务将是非常艰巨，且可靠性差。
近年来,一种能够进行快速、长距离、大范围、先进的管道无损检测方法，即超声导波（Ul t r a s o n i cG u i d e d W a v e s）技术逐渐发展成熟。
在固体中传播的超声导波，由于本身的特性，沿传播路径衰减很小，可以克服逐点扫描法的缺点进行长距离、大范围的全面检测，其检测速度快、可靠性高。
在快速检测的基础上，有效利用衍射时差法超声（TOFD）检测技术对发现的有怀疑缺陷处进行精准的检测，可以实现对缺陷的精确判断和测量。
对比试样用钢管与被检验钢管应具有相同的名义尺寸并具有相似的化学成分、表面状况、热处理状态和声学性能。
制作对比试样用钢管上不得有影响探伤设备综合性能测试的自然缺陷。
人工缺陷形状如图1、图2、图3：检验纵向缺陷和横向缺陷所用的人工缺陷应分别为平行于管轴的纵向槽口和垂直于管轴的横向槽口，其断面形状均可为矩形或V形图。
矩形槽口的两个侧面应相互平行且垂直于槽口底面。
当采用电蚀法加工时，允许槽口底面和底面角部略呈圆形。
检测时，根据需检测的管道缺陷走向，先将管子外表面任意环向或纵向50m m宽放置导波探头区域的油漆、氧化皮除去；如图6所示，以利于管子表面与探头圆弧的接触和声耦合，耦合剂采用黏度较大的机油。
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压力管道超声导波检测的基本原理
导波是频率为20 kHz至100 kHz的声波，能够在穿透整个管壁基础上，沿着管壁传播，距离可达上百米。
在其传播过程中，遇到结构形状变化、异质体或相关缺陷时，会沿管壁发生脉冲波的反射，相应的传感器可以接收到。
由此可知，大范围远距离扫查和完全覆盖管壁是超声导波这一检测技术的特点。
固定在管道周围的探头卡环可以发射低频导波，为了保证管道表面和探头压电晶片的良好接触，需要在探头的背面采用机械或气体施加一定的压力，此过程并不需要液体耦合。
为了使得声波能够沿轴对称传播，对于管道环向的超声波探头，应当均匀地等间隔排列。
材料的厚度、声波的频率则是影响导波传播的因素，管壁截面积发生一定的增加或减少，会按照一定的比例反射到探头。
管道周向壁厚的增加在环形焊缝中是对称的，在分析这种管道的特征部位时，应当注意反射声波的对称性。
厚度的减薄则在腐蚀区域表现出不对称性，这就使得入射声波的散射可能在一定程度上附加到反射波中。
同时，还会发生一定的模式转换，所以，模式转换组分应加到组成的反射波模式中。
不统一的声源在模式转换声波中存在，造成其能够趋于产生相应的管道弯曲波，对称波和弯曲波能够被超声导波检测系统进行相应的区分和检测，并进行相应的显示。