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      超聲導波技術(shù)是一種是機械波在空間有限的介質(zhì)內(nèi)多次往復反射并進一步產(chǎn)生復雜的疊加干涉以及幾何彌散形成的，應(yīng)用于管道檢測。該技術(shù)常用于長輸管道的無損檢測，常常將傳感器沿外壁均勻布置一周，用陣列形式激勵出一束超聲能量脈沖，并通過不同的加載方式激勵出不同的導波模態(tài)。超聲能量脈沖充斥著管道整個圓周方向和整個管壁厚度并向遠處傳播，遇到缺陷時會在缺陷處返回一定比例的反射波，探頭陣列接收反射波信號并進行波形轉(zhuǎn)換，進而識別和判斷缺陷位置和大小。導波檢測原理如圖所示。

超聲導波檢測原理示意圖

      在實際應(yīng)用中，受管道中導波的多模態(tài)特性和模態(tài)轉(zhuǎn)換、導波與管道狀態(tài)及管道中的不同缺陷或損傷相互作用等影響，回波往往呈現(xiàn)出不同的特征，這大大增加了導波信號的分析難度。目前，常用的超聲導波激勵和接收方式有壓電式、電磁式和脈沖激光式3種。管道檢測中沿管道軸向傳播的超聲導波模態(tài)主要有縱向模態(tài)、扭轉(zhuǎn)模態(tài)和彎曲模態(tài)，目前使用較多的是扭轉(zhuǎn)模態(tài)。導波的頻散現(xiàn)象和多模態(tài)特性使得導波能以多種波結(jié)構(gòu)和加載方式實現(xiàn)長距離、大范圍的管道缺陷檢測。



      利用電磁式導波檢測設(shè)備，調(diào)節(jié)探頭頻率和設(shè)備的發(fā)射功率，通過對多種規(guī)格、多類缺陷的無縫鋼管進行實驗，收集波形并分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)射頻率越高，缺陷波峰越尖銳，分辨率越高，但隨著頻率的繼續(xù)增大，傳播能量衰減增大，信號波幅反而減弱。此外，信號波幅與設(shè)備的發(fā)射功率大小成正相關(guān)，但是設(shè)備發(fā)射功率增大的同時，信噪比反而降低，不利于特征信號與雜波信號的識別和判斷。



      超聲導波檢測技術(shù)能夠進行缺陷快速篩查，并對缺陷嚴重程度進行初步分級。但是多重缺陷會造成超聲導波產(chǎn)生疊加效應(yīng)，且對于存在多種形貌特征的管段，極易出現(xiàn)波形轉(zhuǎn)換與能量損失。目前超聲導波檢測技術(shù)還無法精 確定量缺陷的尺寸，因此在使用超聲導波檢測管道時，主要作為識別懷疑區(qū)的快速檢測手段，如需準確定位和定量缺陷，還需要借助于其他無損檢測手段進行精 確的檢測與分析判斷。



      與傳統(tǒng)的管道超聲檢測技術(shù)需逐點檢測、需拆除管道外部包裹物和打磨出金屬光澤、需開挖埋地管道等相比，超聲導波檢測技術(shù)只需局部剝離管道包覆層，即可實現(xiàn)埋地管線不開挖、長距離檢測，有效提高檢測效率、降低檢測成本。