【摘要】：球罐是一種鋼制壓力容器,廣泛應(yīng)用于石油、液化天然氣等物質(zhì)儲(chǔ)藏中,其本體是由多塊球殼板經(jīng)過(guò)焊接組成,而球殼板的焊接質(zhì)量將直接影響整個(gè)球罐的使用壽命。超聲TOFD檢測(cè)作為無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域新興的檢測(cè)技術(shù),對(duì)厚壁球罐對(duì)接焊縫具有檢測(cè)速度快,檢出率高等優(yōu)勢(shì),被廣泛運(yùn)用于球罐對(duì)接焊縫檢測(cè)中,但超聲TOFD檢測(cè)技術(shù)仍具有局限性。本文主要針對(duì)在球罐對(duì)接焊縫檢測(cè)中超聲TOFD檢測(cè)技術(shù)中存在近表面盲區(qū);探頭聲束擴(kuò)散角使接收探頭接收到缺陷端點(diǎn)附近產(chǎn)生的冗余信息,導(dǎo)致圖像橫向分辨率低;超聲TOFD檢測(cè)圖像中缺陷的特征識(shí)別較為困難三方面的局限性展開研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)比較研究選擇不同頻率、不同晶片尺寸和不同折射角度的探頭,掃查次數(shù)和探頭中心間距(PCS)等參數(shù)對(duì)超聲TOFD檢測(cè)結(jié)果的影響。(2)研究TOFD檢測(cè)盲區(qū)和相控陣檢測(cè)基本原理,同時(shí)使用超聲TOFD和相控陣兩種檢測(cè)方法對(duì)存在人為設(shè)計(jì)的近表面裂紋缺陷焊縫試塊進(jìn)行掃查。結(jié)果表明:超聲相控陣可以檢測(cè)到定制試塊焊縫近表面裂紋,相控陣對(duì)缺陷的定量誤差小于3.00mm,而TOFD檢測(cè)對(duì)缺陷的定量誤差小于1.00mm,相控陣對(duì)缺陷的定量誤差較大。使用超聲TOFD和相控陣檢測(cè)兩種方法同時(shí)對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè),既可減小TOFD檢測(cè)盲區(qū),也可實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的準(zhǔn)確定位和定量。(3)基于合成孔徑聚焦原理,建立了超聲TOFD檢測(cè)D掃圖像的合成孔徑聚焦數(shù)學(xué)模型,使用超聲TOFD檢測(cè)儀器對(duì)定制T-B試塊中焊縫實(shí)行非平行掃查,得到試塊焊縫的D掃查圖像,運(yùn)用建立的SAFT數(shù)學(xué)模型處理D掃圖像;并將經(jīng)SAFT處理后圖像中測(cè)量的缺陷長(zhǎng)度與拋物線指針和端點(diǎn)6dB長(zhǎng)度測(cè)量?jī)煞N方法進(jìn)行比較。結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)SAFT處理后的D掃圖像橫向分辨率更高,在缺陷長(zhǎng)度定量絕對(duì)誤差為小于0.5mm,長(zhǎng)度定量更精確。(4)研究邊緣檢測(cè)方法,選取了適用于TOFD灰度圖像中缺陷邊緣特征提取的Canny算子,將傳統(tǒng)Canny算子進(jìn)行改進(jìn),利用改進(jìn)Canny算子提取圖像中缺陷特征。結(jié)果表明:改進(jìn)Canny算子更能有效的提取缺陷特征信息,避免了圖像中灰度變化較弱的邊緣特征信息的丟失,對(duì)缺陷定位誤差小于1.2mm。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;TG441.7
【圖文】：

圖 1.1 球罐結(jié)構(gòu)圖所使用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接，受環(huán)境等因素影、未熔合、未焊透和裂紋等焊接缺陷，學(xué)物質(zhì)，一旦焊縫失效，這些物質(zhì)就會(huì)罐的安全使用，減少事故發(fā)生，需要采進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。術(shù)，常規(guī)的方法有超聲波檢測(cè)，射線檢但是受到方法原理的限制，磁粉、渦流的檢測(cè)[6]。當(dāng)前，對(duì)焊縫中缺陷的檢測(cè)方法。射線檢測(cè)（RT）雖然有效，但易受工費(fèi)用高，檢測(cè)效率底，對(duì)檢測(cè)人員防護(hù)利用探頭發(fā)出的超聲波在被檢工件遇到據(jù)聲波反射傳播路徑可以準(zhǔn)確地得到缺求較低，對(duì)人體沒(méi)有傷害。隨著科技發(fā)

如光波、水波、聲波等。如圖2.1 所示，當(dāng)一探頭發(fā)射的超聲波作用于一條裂縫的線性缺陷時(shí)，在裂縫的表面產(chǎn)生反射波的同時(shí)，在裂縫尖端同時(shí)產(chǎn)生了衍射波，只是衍射波相對(duì)于反射波信號(hào)更弱。圖 2.1 裂縫端點(diǎn)衍射示意圖反射現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象都可以用惠更斯原理解釋，該原理指出裂縫表面的每一個(gè)點(diǎn)都可看作是一個(gè)獨(dú)立的次波源，每個(gè)子波源反射的超聲波信號(hào)疊加成為反射波的波陣面。如圖 2.2 所示，在裂縫中部出現(xiàn)的反射波接近了平面波，其波陣面是由眾多子波源的反射波進(jìn)行疊加而成的，而裂縫兩個(gè)尖端沒(méi)有產(chǎn)生波的疊加現(xiàn)象，尖端上獨(dú)立的子波源產(chǎn)生的波信號(hào)即為衍射波。與反射波相比，衍射波沒(méi)有明顯的方向性。缺陷的端點(diǎn)越尖銳，產(chǎn)生的衍射信號(hào)越明顯。圖 2.2 惠更斯原理

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本文編號(hào)：2721676