小径厚壁钢管超声探伤系统设计研究.pdf

机械设计与制造
第8期
226
Machinery Design Manufacture
2013年8月
小径厚壁钢管超声探伤系统设计研究
唐锐,张敬东3,张祺
(1.棽枝花学院机械工程学院,四川攀枝花6170002四川大学制造科学与工程学院,四川礬枝花610065;
禁枝花学院交通与汽车工程学院,四川礬枝花617000)
摘要;针对壁厚与外径比大于0,2的小径厚壁无缝钢管提出了一种基于超声波检測的缺陷检測系统,完成了系统的硬
件和软件设计,同时为提高系统缺陷的识别效率和准确度,通过分析小径厚壁钢管超声自动探伤系统千扰来源和传途
径,利用改进小波值去噪方法来去除混回波信号中的噪声提高回波信号信噪比。实验证明,超声探仿系统能够实现小
径厚壁钢管的缺陷检测,小波阙值降噪法可有效去除混在超声回波信号中的各种噪声,大大提高回波信号信噪比
关键词:无损检;厚壁无缝钢管;超声检淜缺陷;自动检测;小波变换;阓值法;噪声
中图分类号:TH16;1H878文献标识码:A文章编号:1001-3997(2013)08-0226-04
Ultrasonic Flaw Detection System Design for Small-diameter Steel Pipe
TANG Rui, ZHANG Jing-dong, ZHANG Qi
(I School of Machinery and Engineering, Panzhihua University, Sichuan Panzhihua 617000, China
2. School of Manufacturing Science and Engineering, Sichuan University, Sichuan Chengdu 610065, China
3. School of Automotive and Trafic Engineering, Panzhihua University, Sichuan Panzhihua 671000, China
Abstract: A non-destuctive ulrasonic w detecton s tm was roposed and designed for ma -dimeter steel pipe with
thick al(D>. 2), and the hardware and software of this detection s stem were designed. To improe defect recognition s
efficie cy and accuacy, all sor s of effectie nt-inteference measures were roposed. hey could effectively remoe
interference signals in ultrasonic echo signal by anayzing interference source and dissemination w of tomatic ultrsonic
Aaa detection system for smadl -diameter steel pipe with thick wall, and an improved waelet threshold was proposed to
remove mixed noise in the echo signal to improve the echo signal-to-noise ratio at the same time. Experimental results show
that the ultrasonic fl detection system can achiee defect detection of the small-diameter steel pipe with thick adl, and the
waelet threshold de-noising method can effectively remove noise mixed in the ultrasonic echo signal, so the echo signal-to
noise ratio was improved greatly
Key Words: Non-destructive Testing (NDT) Smal-diameter Steel ipe with Thick Wall; Ultrasonic Inspection
Automatic Inspection; Wavelet Transform; Threshold; Noise
1引言
痕等有很高的检测灵敏度。设计一种基于超声波检测技术的小
随着社会生产和发展的需要,无缝钢管广泛地应用于各行各径厚壁无缝钢管缺陷检测系统,同时利用改进小波阈值去噪方
较高的要
法来去除混回波信号中的噪声,提高回波信号信噪比。
生产过程中,由于钢管材料中夹渣与材料流松,使成因后的钢管表面2厚壁管的超声波探伤原理
与内部出现裂纹或折叠等缺陷,从而形成安全隐息。为确保产品的安
经过热处理的钢管的缺陷主要为裂纹,根据缺陷与位置可
全性,生产企业必须按照产品标准开展无缝钢管的检测无损检测,主以分为内壁纵向缺陷、外壁纵向缺陷、内壁横向缺及外壁横向缺
要有超卢波检测、射线检测涡流检测磁粉检测和渗透检测挐。超声陷。这四种缺陷最难检测的属于内壁纵向缺陷,在传统无缝钢超
波探伤对钢管内部的面积型缺陷有较高的灵敏度,它是对钢管整声波探伤都属于薄壁管探伤,可以用折射纯横波检测内壁缺陷
个壁厚方向的检测,最重要的是可以检测内壁缺陷,这是其它方法小径厚壁钢管的探伤原理与薄壁钢管有所不同,横波检测无法实
所不及的。超声波不仅可以实现对钢管内、外壁缺陷的检测,而现内壁缺陷的检测,采用折射纵波在外壁上的反射機波进行探测
且还可以检测材料内部缺陷,不仅可以检测钢管纵向缺陷P,也厚壁管的内壁(如图1所示。图中:7一始波,S广界面波;F,
可以检测周向缺陷,对无縫钢管的主要缺陷类型裂纹、翘皮、刮内壁缺陷波F一内壁缺陷波S一界面波)。厚壁管外壁(D>0.2)
来稿日期:2012-10-14
基金项自:四用省教育厅重点项目(117A253
作者简介:庸锐,(1974-),男,四川南充人,副教授,博土生,主要研究方向:无损检测,机电一体化等方面的研究