基于超声检测技术的铆钉缺陷信号特征研究

针对飞机进气道铆钉松动及断裂脱落打坏发动机等问题,该文通过使用D70超声波检测仪和频率为20 MHz、晶片尺寸为3.175 mm带延迟块的直探头以及用于调整探伤仪灵敏度的Ф4 mm、Ф4.5 mm、Ф5 mm铆钉人工缺陷对比试块,对比试块上人工缺陷位于铆钉头根部,用于验收的人工缺陷深度为0.6 mm,对多架次飞机进气道铆钉质量进行检测,得到不同状态铆钉的一系列超声波信号数据,总结裂纹缺陷回波与不同类型非缺陷回波的信号特征及其产生原因,有效实现进气道铆钉疲劳裂纹的检测,并及时更换有缺陷的铆钉,可以有效避免铆钉脱落打坏发动机的安全事故,最后为进气道铆钉超声检测提供参考,降低错探、误判的概率。

钢结构焊缝缺陷超声波探伤参数的确定及对焊缝质量的影响

本文主要探究了超声波探伤法检测钢结构焊缝质量时各项参数的确定方法,以及焊缝缺陷对于焊缝质量产生的影响。需要确定的参数主要有缺陷回波声程、表面耦合损耗以及缺陷当量和缺陷率等,在此基础上设计超声波探伤试验测试熔透对接焊缝缺陷对焊缝抗拉强度的影响。结果表明,在试验条件相同的前提下,焊缝内壁的光滑程度与焊缝缺陷所在位置对焊缝质量有影响。

FFT和MEM在冲击回波法识别混凝土缺陷尺寸中的对比研究

针对冲击回波法识别混凝土缺陷尺寸的两种信号分析方法,通过理论分析与现场模型试验,研究了FFT(快速傅里叶变换)和MEM(最大熵法)在冲击回波信号处理中的应用,结果表明:FFT算法简单快速,但分析过程添加的窗函数会导致频谱泄露和分辨率降低;MEM算法可以对已知数据外的信号进行合理估计,具有较高的分辨率,更加符合实际工程的要求;频谱图和卓越周期图可以携带缺陷信息,缺陷在FFT计算结果中体现为峰值提前,在MEM计算结果中体现为峰值延后;等值线图可以更加直观地识别缺陷位置,MEM的计算结果比FFT计算结果精度更高。

基于脉冲回波法的RTV硅橡胶缺陷超声检测技术研究

室温硫化(RTV)硅橡胶现场喷涂过程中极易出现深层厚度不均,或混入空气、土壤、微粒等杂质,运行中也会产生裂缝等缺陷,进而降低涂层性能。为快速检测上述缺陷,提出基于超声脉冲回波的RTV硅橡胶缺陷检测方法,该方法采用数字超声波探伤仪对不同厚度、含有不同尺寸杂质颗粒和条状缺陷的RTV硅橡胶试样进行超声无损检测。结果表明,超声回波检测法可准确地测出RTV硅橡胶的厚度,并检测出0.1~0.8 mm直径范围内的颗粒和条状缺陷,且缺陷尺寸越大,尺寸检测精度越高。

装配式混凝土结构灌浆连接质量检测的仿真研究分析

本文利用ABAQUS模拟不同工况,分析冲击应力波在不同工况中的传播规律和响应情况,检测管道缺陷的埋置深度,揭示钢筋、钢筋束等因素对浆锚连接体系灌浆质量的影响规律。结果表明:应力波在混凝土中呈对称传播规律;波纹管尺寸越大,缺陷反映越明显;混凝土强度等级不会对灌浆质量检测结果产生影响;塑料材质管道的检测结果没有金属材质管道的检测结果准确度高;可以忽略单根钢筋对检测结果的影响,但钢筋束直径较大,情况复杂,钢筋束位置不易确定。

铝面板泡沫夹芯结构材料脱粘缺陷的超声脉冲多次反射法检测

针对铝面板泡沫夹芯结构材料脱粘缺陷的检测问题,开展了超声脉冲多次反射法检测技术研究。分析了超声脉冲多次反射法的检测原理,制作了人工模拟缺陷试样,进行了自动检测C扫描成像,通过灰度点数量统计方法分析和优化了缺陷识别的结果。研究结果表明,超声脉冲多次反射法能有效检出铝面板泡沫夹芯结构材料中的脱粘缺陷,为材料研制和质量评估提供依据。

基于冲击回波法的隧道衬砌混凝土内部缺陷识别

衬砌混凝土结构层界面波传播过程复杂,传统方法不能准确识别混凝土内部缺陷。对此提出基于冲击回波法的隧道衬砌混凝土内部缺陷识别方法。用激振源敲击混凝土构件表面,采集弹性波P波,计算P波传播波速及频率,通过快速傅里叶变换(FFT)获取频谱交流分量。分析所有频谱信号(回波信号),获取空洞缺陷、蜂窝缺陷两种识别结果。由实验验证结果可知,冲击回波法识别空洞缺陷、蜂窝缺陷最大波幅误差分别为0.020 m、0.005 m,能够准确识别混凝土内部缺陷。

基于冲击回波法的水库大坝混凝土缺陷检测试验研究

文章旨在探讨冲击回波法在水库大坝溢流面混凝土缺陷检测中的实际应用。研究过程中,制备多组含有不同类型缺陷的混凝土试块。通过对混凝土表面施加轻微的冲击力,使其内部产生振动进而传播出弹性波,利用高灵敏度传感器捕捉并记录返回的P波信号,分析频谱图特征识别缺陷类型及深度。试验结果显示,冲击回波法能够准确识别并测量混凝土中的裂缝深度,且误差在可接受范围内;同时,该方法还能有效区分空洞、蜂窝状不密实区等不同类型的缺陷,频谱图分析为缺陷特征的直观判断提供了有力依据。冲击回波法是一种有效的检测手段,为水库大坝溢流面混凝土的缺陷检测、工程维护和安全管理提供了可靠的技术手段。

冲击回波法检测钢衬混凝土组合结构脱空缺陷试验研究与应用

【目的】采用钢衬混凝土组合结构的水工隧洞和压力管道在工程实际中常常只具备单一检测面,钢衬和混凝土之间的表面脱空质量缺陷如何检测属于无损检测技术难点。【方法】通过制作不同规格尺寸的钢衬混凝土脱空缺陷模拟体,采用以低频弹性波为媒介的冲击回波法开展模型试验研究,分析缺陷部位的反射P波首波到达时间、振幅和卓越频率等时域信号及频域信号识别参数,在此基础上提出频率幅值密度比作为定量检测表面脱空质量缺陷的识别参数。【结果】结果表明:脱空缺陷对P波信号影响范围为两倍脱空直径,从缺陷边缘到缺陷中心卓越频率保持最低值不变;脱空厚度对P波的绕射作用相较于脱空表面积更为明显;随着脱空缺陷体积的增加,反射P波首波振幅呈现逐渐降低的趋势,卓越频率逐渐减小。【结论】工程实践研究验证了检测识别参数的适用性,冲击回波法可以检测钢板衬砌混凝土叠合结构表面脱空质量缺陷,并能够初步确定缺陷位置、大小及形状。

基于冲击回波法套筒灌浆缺陷检测影响因素模拟研究

套筒灌浆连接作为一种预制混凝土结构连接方式正得到大规模应用,套筒内灌浆缺陷检测对保证结构性能至关重要,冲击回波法作为一种可行的无损检测方法具有广阔的应用前景。因灌浆套筒尺寸较小,检测条件发生微小改变可能会对检测结果产生较大影响。为研究冲击回波法检测套筒灌浆缺陷的影响因素,对测距、构件内钢筋尺寸、套筒位置及布置形式、测线偏移距离和检测位置等因素开展数值模拟研究,并对模拟结果进行分析。研究结果表明,采集点距敲击点4~10 cm为宜,测线偏移距离超过2 cm无法有效识别套筒灌浆缺陷,底面测试法比侧面测试法识别效果更好,灌浆套筒和内部钢筋对厚度频率影响很小,双排套筒厚度频率偏移值与单排套筒基本相同。研究结论可为采用冲击回波法进行套筒灌浆缺陷检测提供参考。

空间脉冲响应和有限元混合的超声回波建模方法

针对数值仿真计算效率低的问题,提出了空间脉冲响应法和有限元法相混合的建模方法,只对缺陷周围的局部区域进行网格划分,用有限元计算超声波与缺陷的相互作用,用空间脉冲响应法计算超声波的向前传播和向后反射,该方法既可以模拟超声波与复杂缺陷的相互作用,保证了计算精度,又极大提高了计算效率。分别利用混合方法和数值方法建立了平底孔回波模型,得到了平底孔的反射回波,两者波形吻合较好,验证了模型的有效性。平底孔混合模型仿真用时是数值模型的5.9%,计算效率提升明显。建立了惰轮轴轴肩根部不同深度裂纹的混合模型,得到了反射回波,轴肩回波和裂纹回波混叠在一起难以从时域上区分,但随着裂纹深度的增加回波幅值也随之增大,可根据回波幅值的变化情况对根部裂纹的深度进行定量评价。

冲击回波法识别孔道灌浆缺陷尺寸的研究

针对建筑结构中后张法预应力孔道的灌浆缺陷,采用冲击回波法对灌浆缺陷的识别进行研究。采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了5种不同灌浆情况的有限元模型,同时建立了3组现场试验模型,采用冲击回波法进行了检测,得到了不同灌浆情况模型的频谱响应。通过对比理论计算频率与现场实测频率,研究了缺陷程度、预应力孔道材料、缺陷横截面周长对厚度主频和关键频率的影响,分析了不同因素对检测结果产生的误差;根据缺陷横截面半周长与名义厚度比值和板厚偏移率的关系推导了计算缺陷横截面周长的公式。结果表明:越靠近厚度主频,缺陷和钢绞线响应关键频率计算值与实测值的误差越小,越远离厚度主频其误差越大;一般密度的钢筋和箍筋对检测结果无影响;计算与实测的关键频率均随缺陷程度的增大而降低,且与厚度主频的变化趋势一致;塑料孔道模型的厚度主频和关键频率较金属孔道普遍向低频漂移,但各关键频率的影响系数和厚度主频的影响系数保持一致,可以据此估算出缺陷程度;缺陷尺寸越大,检测构件厚度越小,误差越小。

装配式剪力墙套筒灌浆缺陷的冲击回波识别研究

针对套筒灌浆质量的检测与评定方法问题,利用冲击回波法对装配式剪力墙套筒灌浆缺陷开展了识别研究,分别建立了双层布置的直径为18、20、25 mm钢筋灌浆套筒的装配式剪力墙模型,进行了冲击回波有限元分析;开展了不同灌浆质量下的装配式剪力墙试件冲击回波试验,研究了不同冲击荷载下回波信号的频谱特征和时频特征。研究结果表明:不同的冲击荷载下回波信号频谱呈现不同的分布特征,5 mm钢球作用下灌浆区域和无灌浆区域的频谱图和时频图具有差异性,能够识别冲击点近侧的套筒内部的灌浆情况,试验结果与有限元分析结果相吻合。

基于冲击回波法的桥梁预应力管道灌浆缺陷研究

针对后张法预应力混凝土桥梁管道内部的灌浆缺陷检测问题,以单层预应力管道的混凝土板为研究对象,采用有限元软件ABAQUS建立了三维数值模型,并对影响冲击回波法检测结果的关键因素如灌浆缺陷大小、波纹管材质、冲击点与接收点的距离、波纹管厚度、波纹管埋设深度和环境温度展开了参数分析。研究结果表明:灌浆缺陷大小对检测结果的影响较大,灌浆缺陷程度越大,板厚频率和缺陷深度频率越向低频偏移;波纹管材质对检测结果影响较小,金属波纹管的检测效果明显优于塑料波纹管;冲击点与接收点的距离对板厚频率影响较小,但对缺陷深度频率检测结果影响较大,当两者之间的距离大于7 cm时,将无法检测到灌浆缺陷;波纹管厚度对板厚频率影响较小,但对缺陷深度频率影响较大,当波纹管厚度大于5 mm时,将无法检测到灌浆缺陷;波纹管埋设深度对板厚频率和缺陷深度频率均存在一定影响,当埋设深度过大(埋设深度和板厚比值为0.7)时,将造成检测精度下降;环境温度对板厚频率和缺陷深度频率的检测结果无影响。

灌浆套筒的冲击回波检测及信号处理方法

采用冲击回波法对不同灌浆程度、不同套筒布置的钢筋套筒-预制剪力墙模型试件进行检测试验,利用同步叠加平均算法和小波变换相结合的方法对冲击回波信号进行处理,并对试件的频谱特征进行了分析.结果表明:采用同步叠加平均算法对冲击回波信号进行去噪处理,可以有效提高信噪比;无论套筒位置如何,当套筒灌浆存在缺陷时,试件的厚度频率强度均会增加,套筒频率强度则随存在灌浆缺陷的套筒埋深的增大呈现先减小后增加的趋势;套筒尺寸较小而且套筒灌浆缺陷属于环状缺陷,相对于条带状缺陷,其更易受到材料和振型的干扰.后期可通过增加测试点数量或改进频率分析和信号处理的方法来进一步提高检测的精度和可靠性.

冲击回波法在水工混凝土质量检测中的应用研究

为研究冲击回波法检测水工混凝土结构质量的适用性与可靠性,设计制作了混凝土模型试件,并结合水工混凝土结构常见缺陷特征,在模型试件内设置不同尺寸和深度的模拟缺陷,研究冲击回波法对不同尺寸和埋深缺陷的检测效果,并在海宁市洛塘河圩区整治工程水工混凝土结构质量检测中开展应用研究,深入分析完好部位、缺陷部位时域波形、振幅频谱特征,提出缺陷识别方法。研究结果表明:冲击回波法在其适用范围内测试效果良好,可用于水工混凝土厚度与内部缺陷检测,同时尚存在有效测试厚度不大、缺陷分辨率不能满足水利工程质量检测的高精度需求等技术难点,有待进一步开展实验研究。

钢筋混凝土蜗壳健康诊断中的地球物理方法及应用

水力发电工程水轮机组蜗壳在保证导水机构均匀供水、减轻导水机构工作强度等方面发挥着重要作用,在长期运行过程中,混凝土蜗壳经常会出现裂缝、脱空、不密实、蜂窝等缺陷,如不及时处理,将会影响水工混凝土构件的安全性和耐久性,因此,对混凝土蜗壳进行健康诊断就显得尤为重要。本文以“网状普探与定点检查相结合”的综合物探检测思路为指导,采用基于“不同技术原理、不同方法特点、不同探测尺度、不同探测精度”的超声横波反射三维成像法、脉冲回波法、声波反射法、探地雷达法等多种物探方法对蜗壳周边混凝土质量、蜗壳顶部钢衬与混凝土接触状况、混凝土内部钢筋分布及形变状况进行综合检测,最终得出蜗壳周边混凝土缺陷的详细信息,从而为混凝土蜗壳健康诊断提供数据服务和决策支持。案例结果证明,综合地球物理方法是实现混凝土蜗壳健康诊断的有效技术手段,值得在实践中进行推广应用。

软包装热封缺陷的超声无损检测

软包装封口处的热封性能对产品的保质起决定性作用。将超声无损检测技术应用于软包装热封性能检测中,采用背散射回波包络积分成像技术,对塑料软包装封口处直径为50～150μm的6种通道型缺陷进行实验研究。实验中,采用中心频率为22.66 MHz的液浸式点聚焦探头,对试样上2.98 mm×1.5 mm的矩形区进行扫描并进行超声成像。同时,理论分析了扫描步长小于探头横向分辨率时,探头横向分辨率对超声检测结果的影响,给出了不同尺寸范围内的缺陷尺寸与超声检测结果两者间的关系。实验结果表明:超声无损检测技术可应用于检测包装封口缺陷,且由于受探头横向分辨率的影响,超声检测值大于缺陷实际尺寸,与理论分析相吻合。

冲击回波法检测混凝土内部缺陷的有限元仿真分析

为了探究混凝土结构在瞬时冲击荷载作用下的响应特征以及应力波在混凝土介质中的传播规律和影响因素,进一步完善冲击回波法检测理论和提高混凝土缺陷检测与识别精度,基于ADINA有限元分析软件,设计构建了一系列有缺陷和无缺陷的混凝土板结构有限元模型,运用动力有限元分析理论,对混凝土结构冲击回波响应特征以及弹性应力波传播的动力学特征进行数值仿真分析。结果显示:混凝土板内有缺陷存在时,板厚对应频率均向低频漂移,且方形空洞比圆形空洞引起的漂移量稍大;当缺陷埋深超过缺陷横向尺寸3倍以上时,分析结果的偏差会陡然增大;对埋深小于10 cm的浅表层缺陷,其偏差值较大。结果表明,有限元仿真分析直观地展现了应力波在混凝土介质中的动态传播过程以及波场与缺陷体相互作用的规律,仿真分析结果与应力波传播基本理论及物理模型试验结果基本一致,验证了本有限元模型的合理性以及数值仿真分析方法的适用性和可行性。

P91/P92钢管道对接焊缝微裂纹的超声波检测

随着P91/P92钢在国内火力发电机组的大量应用,对其焊接缺陷的检测也成为质量监督的重点工作。目前,在运行检修过程中,超声波检测出的缺陷主要为以微小裂纹类缺陷为主的层间缺陷。通过对某厂P91钢主蒸汽管道对接焊缝的超声波检测,对微小裂纹的缺陷回波波形特征进行了分析,对该类缺陷在超声波检测中的判断和识别方法进行了探讨和总结。