本文關(guān)鍵詞：提高壓力容器焊縫TOFD檢測(cè)分辨率方法的研究

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【摘要】：超聲波衍射時(shí)差法(Time of Flight Diffraction, TOFD)是一種新型的超聲檢測(cè)方法,該技術(shù)利用缺陷端部衍射信號(hào)傳播時(shí)間進(jìn)行缺陷定位定量,具有定量精度高、缺陷檢出率高、成本低、操作方便的優(yōu)點(diǎn),非常適合鋼制壓力容器焊縫的檢測(cè)。TOFD檢測(cè)常使用大擴(kuò)散角探頭,探頭指向性差,導(dǎo)致檢測(cè)橫向分辨率差,缺陷長(zhǎng)度定量誤差大；在縱向分辨率上,由于超聲脈沖具有一定寬度,當(dāng)兩信號(hào)傳播時(shí)間差很小時(shí),將會(huì)發(fā)生波形混疊現(xiàn)象,導(dǎo)致檢測(cè)縱向分辨率低,無(wú)法對(duì)缺陷定位定量。針對(duì)上述分辨率問(wèn)題,本文在OVA仿真基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,利用合成孔徑聚焦技術(shù)(Synthetic Aperture Focusing Technology, SAFT)對(duì)缺陷D掃描圖像進(jìn)行處理,比較了其與幅值下降法、拋物線指針?lè)▽?duì)開口槽、橫孔的長(zhǎng)度定量結(jié)果；借助TOFD檢測(cè)中的缺陷變型波信號(hào)實(shí)現(xiàn)近表面缺陷定位,并利用自回歸譜外推信號(hào)處理技術(shù)提高缺陷上下端混疊信號(hào)時(shí)域分辨率。首先明確了超聲衍射時(shí)差法基本理論和成像特點(diǎn),確定了TOFD檢測(cè)中探頭頻率、探頭尺寸、探頭角度、探頭中心間距的選擇原則。針對(duì)TOFD檢測(cè)中橫向分辨率差,缺陷長(zhǎng)度定量誤差大的問(wèn)題,采用基于檢測(cè)A掃描信號(hào)幅值下降的方法、基于TOFD D掃描圖像的拋物線與缺陷端部擬合的方法以及SAFT信號(hào)處理法消除缺陷端部冗余信息的方法對(duì)缺陷長(zhǎng)度進(jìn)行定量；對(duì)表面與焊縫平行的缺陷、表面存在弧度的缺陷以及與焊縫存在傾斜角度的缺陷分別進(jìn)行了研究；對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)SAFT信號(hào)處理技術(shù)是三種方法定量能力最強(qiáng)的一種方法,通過(guò)將缺陷端部的甩弧減弱,可以有效提高TOFD檢測(cè)D掃描圖像的橫向分辨率,突出缺陷長(zhǎng)度信息,有助于缺陷識(shí)別與定量,研究表明SAFT處理后缺陷長(zhǎng)度定量誤差可保持在±1.Omm。為了提高TOFD檢測(cè)的縱向分辨率,利用B掃描圖像中缺陷的變型波信號(hào)解決盲區(qū)內(nèi)近表面缺陷與直通波混疊問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了盲區(qū)內(nèi)距上表面僅為1.Omm的缺陷定位,定位誤差小于±0.3mm；對(duì)由缺陷自身高度造成的上下端回波混疊,缺陷信號(hào)時(shí)域分辨率差的現(xiàn)象,通過(guò)采用自回歸譜外推技術(shù)對(duì)混疊時(shí)域信號(hào)進(jìn)行解卷積和譜拓展,提高檢測(cè)信號(hào)的時(shí)域分辨率,結(jié)果表明：該方法可以極大提高混疊信號(hào)的時(shí)域分辨率,能夠?qū)⒛M中深度50.0mm,高度僅為0.5mm的缺陷上下端信號(hào)在時(shí)域上分開,定量誤差為0.12mm,對(duì)實(shí)驗(yàn)中高度混疊信號(hào)處理后定量誤差小于±0.1mm。
【關(guān)鍵詞】：TOFD CIVA模擬 檢測(cè)分辨率 缺陷定位定量
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG441.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 TOFD技術(shù)及其特點(diǎn)10-11
• 1.2.1 TOFD技術(shù)簡(jiǎn)介10-11
• 1.2.2 TOFD技術(shù)特點(diǎn)11
• 1.3 TOFD技術(shù)研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 缺陷定性研究12
• 1.3.2 缺陷定位定量研究12-14
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 2 超聲衍射時(shí)差法基本理論15-22
• 2.1 超聲衍射時(shí)差法原理15
• 2.2 TOFD成像與掃描方式15-17
• 2.2.1 TOFD成像15-16
• 2.2.2 TOFD掃描方式16-17
• 2.3 TOFD缺陷定位定量17-20
• 2.3.1 缺陷深度定位17-18
• 2.3.2 缺陷高度定量18-19
• 2.3.3 缺陷長(zhǎng)度定量19-20
• 2.4 TOFD參數(shù)選擇20-22
• 3 檢測(cè)設(shè)備與CIVA仿真模擬22-27
• 3.1 檢測(cè)設(shè)備與探頭22
• 3.2 TOFD仿真模擬22-27
• 3.2.1 CIVA仿真原理23-24
• 3.2.2 聲場(chǎng)與缺陷響應(yīng)模擬24-27
• 4 TOFD缺陷長(zhǎng)度定量方法比較研究27-47
• 4.1 TOFD缺陷長(zhǎng)度定量方法27-29
• 4.1.1 幅值下降法27-28
• 4.1.2 拋物線擬合法28
• 4.1.3 SAFT信號(hào)處理法28-29
• 4.2 缺陷表面與焊縫走向平行29-38
• 4.2.1 不同深度缺陷29-34
• 4.2.2 長(zhǎng)度較小缺陷34-38
• 4.3 缺陷表面與焊縫走向不平行38-47
• 4.3.1 彎曲缺陷39-44
• 4.3.2 傾斜缺陷44-47
• 5 TOFD檢測(cè)縱向分辨率提高方法研究47-63
• 5.1 TOFD檢測(cè)盲區(qū)47-53
• 5.1.1 參數(shù)優(yōu)化法減小上表面盲區(qū)48-49
• 5.1.2 利用變型波提高上表面缺陷縱向分辨率49-53
• 5.2 TOFD缺陷高度分辨率提高53-63
• 5.2.1 自回歸譜外推基本原理53-56
• 5.2.2 譜外推提高縱向分辨力能力驗(yàn)證56-59
• 5.2.3 譜外推提高縱向分辨力實(shí)驗(yàn)應(yīng)用59-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表論文情況67-68
• 致謝68-69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 白艷;邢濤;;TOFD技術(shù)檢測(cè)盲區(qū)的研究[J];森林工程;2010年04期

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本文編號(hào)：844896