Page 53 - 无损检测2022年第四期

王 宏,等:
稠油热采井口装置腐蚀缺陷的电磁超声检测

图 6 修正后的仿真模型
可以发现, 修正后的模型存在一端角, 如果此处 图 7 检测声场分布
端角反射较为明显, 则可通过端角反射波来判断端 时域求解得到检测声场的传播过程, 不同时刻
角处的腐蚀情况。当端角受损后形成较强的 反射 的检测声场传播云图如图 8 所示。金属表面的感生
面, 由于传播路径变短, 此时超声波传播时间相对于 涡流与施加的偏置磁场共同作用, 直接在被检工件
端角未受损时应有所减小。 表面形成波源, 产生的超声波在工件内部传播, 遇到
将电磁超声传感器置于大四通肩部外壁圆弧中 边界发生反射及波形转换。仿真结果中同时存在纵
心线附近, 再进行频域求解得到检测声场分布( 见图 波、 横波及表面波, 但主要以横波为主, 其他形式的
7 )。由图 7 可以看出, 声源沿工件表面呈凹面状分 波能量占比相对较小。实际检测中, 因波形转换产
布, 声场覆盖了大部分弯头区域。 生的波占比更小 [ 5 ] 。

图 8 不同时刻的检测声场传播云图

观察图 7 , 8 可知, 检测声场完全覆盖端角区域, 55.3mm , 进而可求得端角处一次横波的传播时间

声场传播云图显示传感器可接收到较强的端角反射 约为34.6 μ s 。如果考虑波形转换, 则一次纵波传播

波。在探头正下方临近被检工件表面处设置 一探 的时间为19.1 μ s , 纵波转横波及横波转纵波的时间
针, 提取质点振动信息, 其结果如图 9 所示。 均为26.9 μ s , 仿真结果显示的传播时间与理论传播

仿真模型中, 铸钢的密度为 7850k g m , 弹性 时间一致。
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-3 Pa , 泊松比为 0.28 , 可以求出纵 改变电磁超声传感器位置( 见图 10 ), 观察不同
模量为 205×10

波波速为 5778m / s , 横波波速为 3194m / s 。根据 位置的检测信号。将传感器置于图 10 所示的位置

几何 关 系 可 得 出 端 角 处 的 传 播 路 径 长 度 约 为 P1 ( 垂直偏转 62° )、 位置 P2 ( 垂直偏转 45° )、 位置 P3
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2022 年 第 44 卷 第 4 期
无损检测