基于超声导波模式转换的输氢管道泄漏评估

氢能作为一种绿色高效的二次能源,其安全运输受到广泛关注。氢脆及其引起的泄漏作为影响管道安全的主要因素,亟需有效的无损检测技术。管状结构中超声导波具有低衰减和远距离传播等优点,相较于超声体波的逐点式扫描,可以大范围地检出输氢管道内部的缺陷或损伤。本研究利用超声导波的模式转换,采用数值仿真、吸收边界构建以及二维傅里叶变换等方法,确定方孔的尺寸进而判断泄漏的程度。研究表明,方孔的存在造成T(0,1)模式的模式转换,F(n,1)模式和F(n,2)模式逐渐形成,方孔宽度的增加导致F(n,1)模式的增多、低阶F(n,2)模式的消失和高阶F(n,2)模式的出现。这为基于超声导波模式转换的输氢管道泄漏评估奠定了理论基础。