环氧复合绝缘表面微裂纹检测的超声临界折射纵波法

气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)盆式绝缘子表面微小裂纹在工作电压及运行环境下进一步发展,可引发局部放电或沿面闪络,威胁设备的安全运行。针对此,制备252 kV GIS盆式绝缘子相同材料和工艺的环氧复合材料试样,制作表面微裂纹,并搭建超声检测系统,进行取向、高度不同的裂纹超声临界折射纵波(critically refracted longitudinal waves,LCR)检测试验;提出单探头模式下以缺陷反射波来确定裂纹,双探头模式下以接收波幅值的变化来评估裂纹的检测方法。结果表明,用2.5 MHz超声可变角探头,单探头和双探头模式均可检测到高0.5~2.0 mm、取向不同的表面微裂纹,裂纹高度和波形幅值呈线性关系;与单探头模式相比,裂纹取向对双探头模式检测效果的影响较小。

流体流速对超声波流量测量精度的影响及校准

采用超声波时差法进行流量测量时,流体流速会使超声波折射角发生变化,但测量计算中超声波折射角仍按固定值处理,就会影响流量测量精度。首先分析流体流速对超声波沿顺流或逆流传播时间和传播位移水平分量的影响,得出超声波传播时间和传播位移水平分量分别与流速呈反比和正比关系,而且其变化趋势逆流比顺流更加明显。其次通过对超声波在流动介质中传播特性的分析,分别获得了流体流速与超声波传播时间及超声波传播位移水平分量的关系,上述关系都间接反映出流体流速使超声波传播轨迹发生了超声波偏移。最后根据超声波偏移会改变超声波折射角的结论,利用折射角正切值与超声波传播时间的曲线关系对流量测量值进行了校准。校准后流量测量精度可提高0.1729%~1.6233%,平均可提高0.6471%,且流速越高,校准效果越好。

超声波法评定7B05铝合金激光-MIG复合焊接头振动时效应力消除效果

超声临界折射纵波应力测量法具有测量速度快捷、对材料无损的优点。利用拉伸法标定了7B05铝合金的超声波应力系数K,比较了超声波法和盲孔法的应力测试结果,同时还利用超声波法测量了7B05铝合金激光-MIG复合焊接头振动时效前后的残余应力。结果表明:7B05铝合金的应力系数K=5.21 MPa/ns,超声波法和盲孔法所测的残余应力分布趋势一致,但残余应力峰值大小有差异;振动时效处理可以有效消除铝合金焊接接头的残余应力,而超声波法可以方便、快捷地用于铝合金焊接接头残余应力消除效果评定。

金属应力对临界折射波的传播方式研究

超声临界折射波在有切向应力钢板中传播时,其传播特性会发生变化,为确定超声临界折射波在钢板检测的存在性。搭建实验平台,采用一发一收式接收形式,改变探头间距离,验证了在钢板受拉/压应力作用下,临界折射波的存在情况。

油水两相超声成像修正路径追踪重建方法

油水两相流广泛存在于石油工业的开采和储运过程中,对其流动状态的可视化检测具有十分重要的价值。超声层析成像方法具有非侵入、无辐射、安全便携等优点,但超声在油水两相界面存在折射现象,致使其成像结果存在较大误差和严重伪影。针对该问题,提出一种修正路径追踪的超声成像图像重建方法:通过定量分析超声在非均匀两相介质中传播的衰减机制,构建超声绝对成像基本模型;使用路径追踪方法定量表征传播中的非线性折射现象,并将衰减成像结果转化为路径追踪所需的声速分布信息。仿真结果表明,所提修正路径追踪非线性表征方法对重建图像精度有明显提升,可以实现油水两相流动的在线非侵入测量,离线高精度成像。