Επιθεώρηση των λεπτών πλακών χάλυβα χρησιμοποιώντας τη μέθοδο υπερήχων αρνιού

Η επιθεώρηση υπερηχητικού αρνιού (LAMB) είναι μια σημαντική μέθοδος για την επιθεώρηση της λεπτής πλάκας. Ωστόσο, λόγω της χαμηλής χρήσης και της πολυπλοκότητάς του, οι φορείς εκμετάλλευσης συχνά δυσκολεύονται να την εφαρμόσουν σωστά.
Σε αυτή την εργασία, θα εισαγάγουμε τη μέθοδο επιθεώρησης κυμάτων αρνιού τόσο από θεωρητικές όσο και από πρακτικές πτυχές και θα συζητήσουμε την επιλογή και τις προφυλάξεις του τρόπου λειτουργίας.

Σε υπερηχητική ανίχνευση ελαττωμάτων λεπτών πλακών, τα κύματα υπερήχων αρνιού χρησιμοποιούνται συχνά για ανίχνευση, επειδή η πλάκα χάλυβα είναι λεπτή και το διαμήκονο κύμα διασύνδεσης και το κατώτατο κύμα είναι δύσκολο να διακριθούν σαφώς.
Ωστόσο, η ανίχνευση κύματος αρνιού είναι πιο περίπλοκη και πολλοί ανιχνευτές ελαττωμάτων έχουν αμφιβολίες σχετικά με την επιλογή διέγερσης και κύματος. Σε αυτή την εργασία, θα συζητήσουμε την επιλογή της επιλογής της ανίχνευσης ελαττώματος του αρνιού.
Η θεωρητική βάση της ανίχνευσης κυμάτων αρνιού είναι η εξίσωση διασποράς. Η εξίσωση συχνότητας κύματος αρνιού υπό ελεύθερες οριακές συνθήκες έχει ως εξής:
Η εξίσωση (1) είναι η εξίσωση συχνότητας για τον συμμετρικό τύπο (τύπος S):

Η εξίσωση (2) είναι η εξίσωση συχνότητας για τον ασύμμετρο τύπο (τύπου Α):

CL - Η ταχύτητα διαμήκης κύματος στο υλικό σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s).
CS - ταχύτητα εγκάρσιου κύματος στο υλικό σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s).
CP - ταχύτητα φάσης κύματος αρνιού σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s).
T - Πάχος πλάκας σε μέτρα (Μ).
F - συχνότητα διέγερσης κύματος αρνιού στο Hertz (Hz).

1. Με γνωστό πάχος πλάκας και επιλεγμένη συχνότητα λειτουργίας, μπορούμε να προσδιορίσουμε την ταχύτητα φάσης της επιθυμητής λειτουργίας αναφερόμενος στην καμπύλη διασποράς στο σχήμα 1.
2. Η επιλογή λειτουργίας απαιτείται λόγω των διαφορετικών χαρακτηριστικών εξασθένησης και αντανάκλασης των διαφορετικών τρόπων λειτουργίας των κυμάτων αρνιού.

Η αρχή της επιλογής του υπερηχητικού κύματος αρνιού:

1. Υψηλή αναλογία σήματος προς θόρυβο: ισχυρά και καθαρά ανακλώμενα κύματα στην τελική όψη.
2. Χαμηλή εξασθένηση και μακρά απόσταση διάδοσης: Για να βελτιωθεί η αποτελεσματικότητα της ανίχνευσης.
3. Λειτουργία κύματος καθαρού διέγερσης: Για να αποφύγετε την παρεμβολή άλλων κυμάτων λειτουργίας για να κρίνετε με μεγαλύτερη ακρίβεια τα ελαττώματα (επιλέξτε το σημείο που είναι μακρύτερα μακριά από άλλα κύματα λειτουργίας).
4. Χαμηλός ρυθμός αλλαγής: Για να βεβαιωθείτε ότι το κύμα μετατροπής κύματος που προκαλείται από ελαττώματα ή οι οπτικές γωνίες είναι μετά το κύριο κύμα, το οποίο βοηθά στην καταστροφή του ελαττώματος.

Στην πραγματική διαδικασία ανίχνευσης ελαττωμάτων, πρέπει να δοθεί προτίμηση στην περιοχή όπου η καμπύλη ταχύτητας ομάδας είναι σχετικά επίπεδη για να εξασφαλιστεί ότι η αλλαγή της ταχύτητας της ομάδας είναι μικρή, έτσι ώστε η απόσταση ηχώ να παραμένει σταθερή.

Τα παραπάνω είναι η βασική μέθοδος προσδιορισμού της λειτουργίας κύματος μέσω του θεωρητικού υπολογισμού. Ωστόσο, στην πραγματική επιθεώρηση, η γωνία πρόσπτωσης του ανιχνευτή κύματος αρνιού μπορεί να διαφέρει από την υπολογιζόμενη τιμή.
Επιπλέον, οι μεταβολές στο πάχος της πλάκας και η αστάθεια της συχνότητας του ανιχνευτή μπορεί να διεγείρουν πολλαπλές λειτουργίες κύματος αρνιού.
Ταυτόχρονα, η παρουσία ελαττωμάτων ή ορίων μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές στους τρόπους κύματος, καθιστώντας την υπερηχητική διαδικασία επιθεώρησης των κυμάτων αρνιού σχετικά πολύπλοκη και απαιτεί εκτεταμένη πρακτική εμπειρία.

(1) Πρέπει να επιβεβαιωθεί ότι τα κύματα που διεγείρονται είναι κύματα αρνιού. Τα κύματα αρνιού είναι λιγότερο ευαίσθητα στο επιφανειακό έλαιο από τα επιφανειακά κύματα, τα οποία αποδυναμώνονται σημαντικά όταν συναντούν λάδι, ενώ τα κύματα αρνιού δεν επηρεάζονται σχετικά από το πετρέλαιο κατά τη διάδοση. Επιπλέον, το κύμα αρνιού θα υποβληθεί σε μετατόπιση λειτουργίας όταν συναντά το τέλος, γεγονός που θα οδηγήσει σε αλλαγή στο πλάτος της ηχώ όταν μετακινείται ο ανιχνευτής, ενώ το πλάτος του παλμού του εγκάρσιου κύματος ECHO παραμένει αμετάβλητο.
2) Συνιστάται να χρησιμοποιείται όσο το δυνατόν περισσότερο η ανίχνευση πολλαπλών λειτουργιών, καθώς ένας τρόπος μπορεί να οδηγήσει σε χαμένη ανίχνευση σε ορισμένες περιοχές. Συνήθως συνιστάται να χρησιμοποιείτε τουλάχιστον δύο τρόπους κύματος για ανίχνευση.
3) Για ελαττώματα αποκόλλησης, η κορυφαία άκρη μπορεί να είναι στενότερη και να μην προκαλέσει εκπομπή, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε χαμένη ανίχνευση. Ωστόσο, το φαινόμενο αποκόλλησης προκαλεί μετατόπιση της λειτουργίας, η οποία μπορεί να ανιχνευθεί βοηθώντας την παρατήρηση των τελικών αντανακλάσεων.