Inspektion af tynde stålplader ved hjælp af den ultrasoniske lambølgemetode

Ultrasonic Lamb Wave (LAMB) -inspektion er en vigtig metode til tynd pladeinspektion. På grund af dens lave anvendelse og kompleksitet har operatører imidlertid ofte svært ved at implementere det korrekt.
I dette papir introducerer vi Lamb Wave -inspektionsmetoden fra både teoretiske og praktiske aspekter og diskuterer valg af tilstand og forholdsregler.

Ved ultralydsdefejldetektion af tynde plader bruges ultralydslambølger ofte til detektion, fordi stålpladen er tynd, og den langsgående interfacebølge og bundbølge er vanskelige at skelnes tydeligt.
Imidlertid er detektion af lambølge mere kompliceret, og mange fejldetektorer er i tvivl om valg af excitation og bølgetilstand. I dette papir vil vi diskutere tilstanden valg af lambølgefejldetektion.
Det teoretiske grundlag for lambølgeundersøgelse er spredningsligningen. Lambølgefrekvensligningen under frie grænseforhold er som følger:
Ligning (1) er frekvensligningen for den symmetriske type (S-type):

Ligning (2) er frekvensligningen for den asymmetriske type (A-type):

Cl - langsgående bølgehastighed i materialet i meter pr. Sekund (M/s);
CS - tværgående bølgehastighed i materialet i meter pr. Sekund (m/s);
CP - Lambølgefasehastighed i meter pr. Sekund (M/s);
t - pladetykkelse i meter (m);
F - Lambølge -excitationsfrekvens i Hertz (HZ).

1. Med kendt pladetykkelse og valgt driftsfrekvens kan vi bestemme fasehastigheden af ​​den ønskede tilstand ved at henvise til spredningskurven i figur 1.
2. valg af tilstand er påkrævet på grund af de forskellige dæmpnings- og refleksionsegenskaber ved forskellige lambølgetilstande.

Princippet om udvælgelse af ultralydslambølge:

1. Høj signal-til-støjforhold: Stærke og klare reflekterede bølger i slutningen.
2. Lav dæmpning og lang forplantningsafstand: For at forbedre detektionseffektiviteten.
3. ren excitationsbølgetilstand: For at undgå interferens af andre tilstandsbølger for at bedømme manglerne mere nøjagtigt (vælg det punkt, der er længere væk fra andre tilstandsbølger).
4. Lav ændringshastighed: At sikre, at bølgetilstandskonverteringsbølgen forårsaget af defekter eller slutvinkler er efter hovedbølgen, hvilket hjælper med at affatte dom.

I den faktiske fejldetekteringsproces skal der gives præference til regionen, hvor gruppevelocitetskurven er relativt flad for at sikre, at ændringen af ​​gruppevelocitet er lille, så ekkoafstanden forbliver stabil.

Ovenstående er den grundlæggende metode til bestemmelse af bølgetilstand gennem teoretisk beregning. Ved faktisk inspektion kan imidlertid forekomsten af ​​lammesonde -sonden afvige fra den beregnede værdi.
Derudover kan variationer i tykkelsen af ​​pladen og ustabiliteten af ​​sondefrekvensen begejstre flere lambølgetilstande.
På samme tid kan tilstedeværelsen af ​​defekter eller grænser føre til ændringer i bølgetilstande, hvilket gør det ultralydsinspektionsproces for ultralydsbølgen relativt kompleks og kræver omfattende praktisk erfaring.

(1) Det skal bekræftes, at bølgerne ophidsede er lambølger. Lambølger er mindre følsomme over for overfladeolie end overfladebølger, som er markant svækket, når de støder på olie, mens lammebølger er relativt upåvirket af olie under forplantning. Derudover vil lambølgen gennemgå et tilstandsskift, når den støder på slutningen, hvilket vil føre til en ændring i ekkobredden, når sonden flyttes, mens pulsbredden på den tværgående bølge -ekko forbliver uændret.
2) Det anbefales at bruge detektion af flere mode så meget som muligt, da en enkelt tilstand kan føre til ubesvaret detektion i visse områder. Det anbefales normalt at bruge mindst to bølgetilstande til detektion.
3) For delamineringsdefekter kan forkanten være smalere og ikke producere emission, hvilket kan føre til ubesvaret detektion. Imidlertid forårsager delamineringsfænomenet et mode -skift, som kan detekteres ved at hjælpe observationen af ​​slutrefleksioner.