基于扭转模态的管道裂纹聚焦成像

【引言】管道作为一种输送工具，在火电站及核电站中得到了广泛应用。由于其输送介质一般为高温高压甚至是带有辐射的流体，故一旦发生泄漏事故，将破坏周围环境，影响电站的安全运行，带来巨大的经济损失。加大对电站管道的监测，对安全经济运行有至关重要的作用。在管道损伤检测的众多方法中，超声导波技术具有传播距离远、衰减小且对缺陷敏感的优点。然而，与横波及纵波不同，导波具有频散和多模态的特性，裂纹对导波的影响更为复杂。Ａｌｌｅｙｎｅ等研究了管道中周向裂纹对导波的反射，并建立了裂纹尺寸与反射系数的关系。利用导波时间翻转法，对管道缺陷进行了检测。利用导波纵向模态，对管道中周向缺陷进行检测，分析了缺陷尺寸对回波幅值的影响。基于扭转模态对管道缺陷进行检测，并利用反射回波进行缺陷定位。虽然上述方法建立了导波信号与缺陷间的关系，但是不能直观地给出缺陷的位置及尺寸，没有实现管道缺陷的重构成像。