电磁导波法金属管道探伤仪的应用研究

摘要

随着能源工业尤其是石油工业的持续升温,无缝钢管作为一种技术复杂的深加工金属制品广泛应用于石油、石化和建筑等行业。在使用无缝钢管时,对其在轧制中所形成的最小缺陷有严格的检测要求,检测设备应满足高精度、高效性、高准确性等特点。
　　 在目前的无损检测技术中,常见的有超声波、磁粉、射线、涡流、渗透等方法,这几种方法在无缝钢管中的细小裂纹的大小和形状的定位中,各有各的特点。但它们在探测精度、价格、使用方便性等方面,有各自的缺陷。例如传统的超声波检测方法在检测上是单点检测,在检测比较长距离的金属管道时,该方法的准确性就大打折扣。因此,电磁导波作为一种新方法应用在钢管的无损检测中,有良好的方向性,能完全覆盖钢管体,有效克服了其他方法的漏检情况,能判断钢管内部裂纹的大小及形状,并且可以检测长距离金属管道(包括多层结构的管道)。由于电磁导波具有特殊的性质,如多模态特性和频散特性等,从而使采集到的数据在进行分析时异常复杂,因此,选择电磁导波检测无缝钢管将简化该问题分析的复杂性和精确性。
　　 本论文深入研究了电磁导波及其在检测金属管道缺陷时的应用。本文前两章综述了当前对导波研究领域的进展情况,并对电磁导波相关的理论基础做了简要的介绍；第三、四章在理论的基础上,设计并制作了一套有效的实验装置,着重对在金属管道中激励和接收电磁导波的方法进行了研究,根据在管状波导中传播的电磁导波的特征,选择具有单一频率的特定信号激励电磁导波。经过实验论证,在本实验中,其结果与理论分析存在相吻合的关系。然后,通过对金属管道缺陷的回波的特性进一步的研究,分析、处理接收到的缺陷回波特征,从而确定缺陷的位置和大小。